工業(yè)工程設(shè)計(jì)： 基于PDM的PCB生產(chǎn)過(guò)程控制研究

1、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))論文（設(shè)計(jì)）題目Title Of Thesis（Design） 基于PDM的PCB生產(chǎn)過(guò)程控制研究 基于PDM的PCB生產(chǎn)過(guò)程控制研究The Study of Product Process Control of PCB Based on PDM 基于PDM的PCB生產(chǎn)過(guò)程控制研究摘要：本設(shè)計(jì)以文成線路板有限公司為背景，首先詳細(xì)闡述了PDM與過(guò)程控制的可行性和必要性。運(yùn)用PDM與工業(yè)工程的相關(guān)理論對(duì)該公司的PCB生產(chǎn)過(guò)程控制作了深入研究，對(duì)公司當(dāng)前存在的板面擦花、開/短路、線幼等質(zhì)量問(wèn)題運(yùn)用5M1E方法以及質(zhì)量工具作了細(xì)致分析，找出了關(guān)鍵問(wèn)題并確定了關(guān)鍵工序，通過(guò)PDM系統(tǒng)對(duì)生

2、產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行有效地閉環(huán)質(zhì)量控制，使PCB的不合格率從原來(lái)的14.8%下降到了5.8%，取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：PDM 過(guò)程控制 過(guò)程能力 The Study of Product Process Control of PCB Based on PDMAbstract This design bases on the background of Wencheng PCB CO.LTD. First, the design illustrates the practicality and necessity of PDM controlling process; then, it has mad

3、e an in-deep study of PCB producing process using PDM and industrial engineering theory, also, made an analysis of the existing problems, such as open/short-circuit and so on, using 5M1E method and quality tools, identified the crucial problems and the critical processes; last, the failure rate of P

4、CB has fallen from 14.8% to 5.8%, through the useful close-loop quality control of all-process by means of PDM system, gaining a perfect result.Keywords PDM Process Control Process Capability目錄1 緒論11.1 設(shè)計(jì)背景11.2 設(shè)計(jì)研究的意義11.2.1 PDM技術(shù)給企業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)11.2.2 選題的意義21.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容22 PDM技術(shù)32.1 PDM的內(nèi)涵32.2 PDM的體系結(jié)構(gòu)32.3 P

5、DM的功能特點(diǎn)42.3.1 電子倉(cāng)庫(kù)和文檔管理42.3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理52.3.3 工作流和項(xiàng)目管理62.3.4 分類及檢索管理63 基于PDM的過(guò)程質(zhì)量控制的實(shí)現(xiàn)73.1 產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程及其質(zhì)量控制問(wèn)題73.2 基于PDM的質(zhì)量管理系統(tǒng)框架模型73.3 基于PDM的質(zhì)量管理功能模型83.4 PDM系統(tǒng)集成技術(shù)支持下產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制的實(shí)現(xiàn)93.4.1 閉環(huán)質(zhì)量控制結(jié)構(gòu)93.4.2 產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制的實(shí)現(xiàn)途徑93.5 產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制的方法選擇分析103.5.1 工序質(zhì)量控制方法103.5.2 過(guò)程質(zhì)量控制方法114 中山文成電路板有限公司質(zhì)量管理現(xiàn)狀134.1 中山文成電路板

6、有限公司簡(jiǎn)介134.1.1 公司背景134.1.2 公司組織結(jié)構(gòu)144.2 產(chǎn)品生產(chǎn)加工流程及各工序控制要點(diǎn)介紹144.3 公司質(zhì)量控制現(xiàn)狀154.3.1 公司現(xiàn)行控制體系154.3.2 不合格品的來(lái)源154.4 公司現(xiàn)行質(zhì)量控制中存在的問(wèn)題175 PCB板過(guò)程質(zhì)量控制因素分析185.1 影響因素的定性分析185.2 關(guān)鍵過(guò)程分析236 基于PDM的過(guò)程控制實(shí)施及效果分析266.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制266.1.1 新產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)階段276.1.2 新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)階段276.2 原材料采購(gòu)的質(zhì)量控制286.3 產(chǎn)品生產(chǎn)加工階段296.3.1 過(guò)程能力的控制296.4 改善后效果分析34總

7、結(jié)35致謝語(yǔ)36參考文獻(xiàn)37附件1 開題報(bào)告附件2 英語(yǔ)翻譯 1 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景隨著科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)、信息與通訊技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，制造業(yè)得到了飛速的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)著整個(gè)社會(huì)飛速前進(jìn)，同時(shí)給企業(yè)造成了嚴(yán)酷的生存環(huán)境。企業(yè)要力爭(zhēng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品的綜合成本，提供優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。質(zhì)量永遠(yuǎn)是衡量企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。誰(shuí)能提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，誰(shuí)能在產(chǎn)品整個(gè)生命周期之內(nèi)提供高質(zhì)量的服務(wù)，誰(shuí)就能夠保住市場(chǎng)。這就要求企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、制造設(shè)備和制造工藝水平、以及服務(wù)水平要高。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)成為企業(yè)

8、中最重要的資源，計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息技術(shù)的重要支撐。自從20世紀(jì)70年代美國(guó)的Joseph Harrington博士提出計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS， Computer Integrated Manufacturing System)思想以來(lái)，CIMS逐步成為制造業(yè)現(xiàn)代化的熱點(diǎn)，并得到了廣泛的研究和應(yīng)用。CIMS的集成技術(shù)包括信息流、物質(zhì)流與組織流的集成，生產(chǎn)自動(dòng)化、管理現(xiàn)代化與決策科學(xué)化的集成，設(shè)計(jì)制造、監(jiān)測(cè)控制和經(jīng)營(yíng)管理的集成。在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)的變化是必然的、經(jīng)常性的。人們總是希望任何設(shè)計(jì)/工程任務(wù)的變更能夠即時(shí)地反映到數(shù)據(jù)變更上來(lái)，而且人們需要及時(shí)得到最新的數(shù)據(jù)，希望就數(shù)據(jù)變化進(jìn)

9、行實(shí)時(shí)的溝通，希望知道數(shù)據(jù)是否為當(dāng)前可用數(shù)據(jù)。因此，協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境是必不可少的。為達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間、質(zhì)量、成本和售后服務(wù)的整體優(yōu)化，并以最強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，企業(yè)紛紛開始運(yùn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM (Product Data Management)來(lái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量管理、制造技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等多個(gè)方面進(jìn)行強(qiáng)有力的變革，改組自己的產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程、處理和利用好產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，以達(dá)到提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。其中，產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量是企業(yè)生存和發(fā)展的根本，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制可以有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量控制，PDM是一個(gè)面向產(chǎn)品過(guò)程的一體化集成軟件系統(tǒng)，在PDM系統(tǒng)集成技術(shù)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)

10、產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制。本設(shè)計(jì)對(duì)PDM系統(tǒng)集成技術(shù)及其層次進(jìn)行深入地分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)PDM系統(tǒng)集成技術(shù)支持下的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制問(wèn)題進(jìn)行深入地研究和探討，提出了產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)質(zhì)量控制結(jié)構(gòu)模式，在PDM系統(tǒng)集成技術(shù)的支持下，可以有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)質(zhì)量控制。1.2 設(shè)計(jì)研究的意義1.2.1 PDM技術(shù)給企業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)PDM系統(tǒng)是指企業(yè)內(nèi)部分布于各種系統(tǒng)和介質(zhì)中關(guān)于產(chǎn)品及產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息和應(yīng)用的集成和管理，實(shí)施PDM給企業(yè)帶來(lái)不僅僅是經(jīng)濟(jì)上的效益，還有表現(xiàn)在管理的全面提升上，PDM產(chǎn)品因其有效地實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的信息集成、功能集成和過(guò)程集成管理，為企業(yè)有效管理產(chǎn)品

11、數(shù)據(jù)和改進(jìn)業(yè)務(wù)過(guò)程提供了良好的解決方案。成功實(shí)施PDM的企業(yè)可能獲得許多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高企業(yè)的生產(chǎn)率與競(jìng)爭(zhēng)力?？偨Y(jié)如下：（1）促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部協(xié)同工作：在PDM環(huán)境下，可以方便地跟蹤與某一產(chǎn)品變化有關(guān)的所有文件和設(shè)計(jì)結(jié)果。提供協(xié)同工作環(huán)境，保證設(shè)計(jì)人員互相交流設(shè)計(jì)思路，通過(guò)協(xié)作方式解決問(wèn)題，大大降低了失敗的風(fēng)險(xiǎn)。（2）有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期：由于企業(yè)各部門之間及企業(yè)與供應(yīng)鏈之間加強(qiáng)合作，產(chǎn)品信息的獲取變得容易，產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間大大縮短。這使得企業(yè)能夠以更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力快速響應(yīng)市場(chǎng)，能夠不斷地向提供新的創(chuàng)新的產(chǎn)品。（3）提高制造的準(zhǔn)確性：參加同一項(xiàng)目設(shè)計(jì)的人員都依據(jù)相同的數(shù)據(jù)開展工作，并且一直跟蹤并保持最新的

12、數(shù)據(jù)，從而大大提高了設(shè)計(jì)與制造的準(zhǔn)確性。（4）更好地控制項(xiàng)目：PDM系統(tǒng)可以對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行有效的控制，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、變更管理、配置管理是PDM的主要功能?？梢怨蚕硎降臄?shù)據(jù)管理代替分散式的管理，實(shí)現(xiàn)大范圍的數(shù)據(jù)共享，保證基于客戶/服務(wù)器體系的分布式計(jì)算信息的統(tǒng)一管理和快速傳輸。（5）更好地方便管理：PDM可以統(tǒng)籌規(guī)劃企業(yè)的資源，提高資源的利用率，理順企業(yè)的業(yè)務(wù)及信息流程，強(qiáng)化各級(jí)決策環(huán)節(jié)，對(duì)企業(yè)管理方式進(jìn)行重組，提高企業(yè)的綜合效益。（6）供應(yīng)鏈協(xié)作：PDM系統(tǒng)被認(rèn)為對(duì)供應(yīng)鏈關(guān)系有著巨大的影響，它連接子承包商、供應(yīng)商、顧問(wèn)、合伙人和客戶，并給予他們獲取相同信息的途徑。PDM系統(tǒng)也可以作為一個(gè)數(shù)據(jù)

13、倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)本企業(yè)開發(fā)的部件及來(lái)自于供應(yīng)商的外協(xié)件。通過(guò)使用PDM系統(tǒng)的零部件庫(kù)，設(shè)計(jì)者可以減少許多重復(fù)性工作，進(jìn)而開發(fā)時(shí)間和成本。1.2.2 選題的意義通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)的制造業(yè)在信息技術(shù)的推動(dòng)下得到了飛速的發(fā)展，大規(guī)模的生產(chǎn)要求信息集成。PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)有助于企業(yè)的一體化管理。但是PDM目前的功能主要著眼于設(shè)計(jì)方面，如文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理、工作流程管理、項(xiàng)目管理和產(chǎn)品的分類檢索等。與產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)還沒(méi)有集成到PDM中。因此加強(qiáng)PDM在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量管理功能是非常必要的。在生產(chǎn)前進(jìn)行質(zhì)量規(guī)劃，然后采集生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析、評(píng)價(jià)診斷，最后提出改進(jìn)方

14、案，反饋質(zhì)量規(guī)劃中，形成一個(gè)封閉的持續(xù)的閉環(huán)質(zhì)量控制。1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)是針對(duì)中山文成電路板有限公司的PCB生產(chǎn)過(guò)程而作的，通過(guò)實(shí)習(xí)發(fā)現(xiàn)在該公司在質(zhì)量管理方面存在很多不足，針對(duì)存在的一些問(wèn)題，作出了如下幾個(gè)方面的研究：（1）介紹了PCB的生產(chǎn)工藝流程。（2）分析了PDM技術(shù)和各項(xiàng)功能。（3）闡述了PDM與質(zhì)量控制結(jié)合的必要性和可行性。（4）分析了公司質(zhì)量管理上存在的問(wèn)題。（5）實(shí)施基于PDM的過(guò)程控制的方法和過(guò)程。（6）實(shí)施后效果分析。圖4-3 PCB生產(chǎn)工藝流程圖6.3.1 過(guò)程能力的控制（內(nèi)容略）圖6-6 不合格PCB板的P、NP控制圖通過(guò)上面的控制圖可以看到，所有點(diǎn)都在控制界限

15、以內(nèi)，表明過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是過(guò)程能力是否足夠高，還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證，下面我們就抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行二項(xiàng)過(guò)程能力分析。如圖6-7。圖6-7 不合格品的二項(xiàng)過(guò)程能力分析圖相關(guān)名詞解釋：過(guò)程Z：描述二進(jìn)制過(guò)程（將產(chǎn)品判斷為有缺陷或無(wú)缺陷的過(guò)程）的能力；過(guò)程 Z 也可稱為過(guò)程的西格瑪能力。過(guò)程 Z 是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布中其右側(cè)面積等于平均比率（過(guò)程中有缺陷單位的比率）的點(diǎn)。過(guò)程 Z 越高，過(guò)程性能越好；左圖表示平均比率為 0.2264 的過(guò)程的過(guò)程 Z 為 0.7507。 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)密度曲線P 控制圖：證實(shí)過(guò)程處于受控狀態(tài)。累積百分比缺陷圖：證實(shí)已從足夠的樣本收集了數(shù)據(jù)以獲得缺陷百分比的穩(wěn)定估計(jì)。缺陷百分比直方圖

16、：顯示來(lái)自收集的樣本中的缺陷百分比的整體分布。缺陷率圖：證實(shí)百分比缺陷率不受抽樣項(xiàng)目數(shù)的影響。從圖6-6的摘要統(tǒng)計(jì)中可以看到過(guò)程Z為1.045，這表明過(guò)程能力很低，有待于進(jìn)一步改善，提高過(guò)程能力，控制不良品的產(chǎn)生。通過(guò)表5-4可以看到，引起線幼，開路等現(xiàn)象的主要原因過(guò)蝕，控制過(guò)蝕主要是控制蝕刻速度，藥水溫度和濃度，操作者可以從PDM系統(tǒng)中調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)和相應(yīng)指導(dǎo)文件，調(diào)整蝕刻機(jī)速度，溫度及藥水濃度。具體過(guò)程如圖6-8。 圖6-8 蝕刻過(guò)程控制上述過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小的閉環(huán)質(zhì)量控制，蝕刻后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集終端輸入到PDM系統(tǒng)中，操作者從PDM中調(diào)出相應(yīng)數(shù)據(jù)后，通過(guò)質(zhì)量工具（控制圖等）分析此時(shí)工序

17、是否受控，并將結(jié)果反饋給PDM系統(tǒng)，以便于其它工序了解產(chǎn)品加工狀態(tài)，同時(shí)，如果加工處于失控狀態(tài)，要立即調(diào)整，并再次調(diào)用PDM中的相應(yīng)指導(dǎo)文件，作出調(diào)整方案，進(jìn)行改進(jìn)。此過(guò)程不斷循環(huán)，直到工序達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)蝕刻的改善方案如表6-2。表6-2 蝕刻改善方案表調(diào)整項(xiàng)目改善前改善后藥水溫度4540傳輸速度18r/min20r/min雙氧水濃度2.05mol/L1.95mol/L鹽酸濃度2.0mol/L1.95mol/L對(duì)蝕刻機(jī)和藥水作出調(diào)整后，再次隨機(jī)調(diào)出1000個(gè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，隨機(jī)組成20組，如表6-3。表6-3 WD1402-H 終檢情況抽樣統(tǒng)計(jì)子組號(hào)抽取的PCB數(shù)不合格品數(shù)不良百分比15040.08025030.06035030.06045050.10055020.04065030.06075040.08085010.02095030.060105010.020115020.040125040.080135030.060145020.04015