Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Управление качеством электронных средств: Учебное пособие

Голосов: 1

Представлены методология и новые инструменты Всеобщего управления качеством к решению задач проектирования, производства и эксплуатации электронных средств. Серьезное внимание в пособии уделяется инструментам управления качеством, вопросам контроля качества электронных средств, принципам повышения конкурентоспособности продукции в соответствии с международными стандартами ISO, вопросам сертификации товаров и услуг и правовым аспектам в области качества. Предназначено для студентов специальности 210201 "Проектирование и технология радиоэлектронных средств" очной и заочной форм обучения, а также бакалавров направления 210200 "Проектирование и технология электронных средств". Может быть использовано студентами дистанционной формы обучения и экстерната, оно содержит необходимый материал для выполнения контрольных работ, разделов курсового и дипломного проектов.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    Рис. 9. T-диаграмма




Рис. 10. X-диаграмма


                                                        1.6. СТРЕЛОЧНАЯ ДИАГРАММА

     Стрелочная диаграмма представляет собой инструмент для планирования оптимальных сроков выполнения всех
необходимых работ, для скорейшей и успешной реализации поставленной цели. Этот инструмент применяют после того, как
выявлены проблемы, требующие своего решения, и определены необходимые меры, сроки и этапы их осуществления, т.е.
после составления первых четырех диаграмм.
     Стрелочная диаграмма по своей сути является диаграммой хода проведения работ, на которой наглядно показаны
порядок и сроки проведения различных этапов. Использование этого инструмента позволяет обеспечить уверенность, что
планируемое время выполнения всей работы и отдельных ее этапов по достижению конечной цели является оптимальным,
поэтому этот инструмент широко применяется не только при планировании работ, но и для последующего контроля за
ходом их выполнения. Особенно широко этот инструмент применяется при разработке различных проектов и планировании
производства. Традиционным методом такого планирования является метод, использующий стрелочную диаграмму либо в
виде так называемой диаграммы Ганта (Gantt), либо в виде сетевого графа.



                                                                                       Дли-                      2007
                        №
                                      Название задачи          Начало      Конец      тель-
                        п/п
                                                                                      ность янв фев мар апр май июн июл авг сен окт ноя дек
                        1     Создание концепции продукта     15.01.2007 19.01.2007    5д

                        2     Маркетинговые исследования      22.01.2007 09.02.2007   15д

                        3     Патентный поиск                 25.01.2007 09.02.2007   12д
                              Формирование технического
                        4                                     12.02.2007 19.02.2007    6д
                              задания
                        5     Эскизное проектирование         20.02.2007 20.03.2007   21д
                              Схемотехническое
                        6                                     15.03.2007 15.06.2007   67д
                              проектирование
                              Проектирование функциональных
                        7                                     01.05.2007 15.08.2007   77д
                              узлов
                        8     Проектирование блока            01.08.2007 01.10.2007   44д
                              Разработка технологических
                        9                                     03.09.2007 10.12.2007   71д
                              процессов
                        10 Разработка документации            15.03.2007 25.12.2007   204д


                    Рис. 11. Планирование проектных работ с использованием диаграммы Ганта

     На рис. 11 в упрощенном виде приведены порядок и сроки выполнения работ по проектированию ЭС в течение одного
года, представленные в виде диаграммы Ганта.
     Сетевой граф по выполнению той же самой задачи приведен на рис. 12. Цифры, стоящие в узлах графа, соответствуют
порядковому номеру операции, приведенной на рис. 11.
     На этом рисунке обычными стрелками обозначены работы, а пунктирными стрелками – макет, показывающий связь
времени и работы. Цифры, стоящие на стрелках сетевого графа, указывают на продолжительность (в нашем случае – числу
дней) выполнения операции, номер которой указан в узле графа, из которого исходит стрелка.
   На сетевом графе стрелками показана последовательность действий и влияние одних операций на ход выполнения
   следующих операций. Поэтому сетевой граф более удобен для контроля ходом выполнения работ, чем диаграмма Ганта.




                                        Рис. 12. Сетевой граф работ по проектированию ЭС


                                           1.7. ДИАГРАММА ПРОЦЕССА

Диаграмма процесса осуществления программы (в западной литературе обозначаемая PDPC – Process Decision Program
Chart) представляет собой инструмент для оценки сроков и целесообразности проведения работ по выполнению программы
в соответствии со стрелочной диаграммой
     с целью их корректировки в ходе выполнения. PDPC отражает последовательность действий и решений, необходимых
для получения требуемого результата




                          Рис. 13. PDPC-диаграмма осуществления программы получения
                                            гарантированного заказа
.
     Наиболее эффективно применение PDPC в следующих случаях [1]:
     1) при разработке новой программы достижения требуемого результата. PDPC позволяет предварительно спланировать
и отследить последовательности действий, с анализом проблем, которые могут возникать в ходе выполнения работы;
     2) когда возможен нежелательный исход при планировании процесса. PDPC высвечивает последовательность
действий, в результате тщательного анализа этих действий негативные последствия прогнозируются, что позволяет заранее
осуществить соответствующие корректировки.
     На рис. 13 в качестве примера показана часть диаграммы процесса осуществления программы, разрабатываемой для
гарантированного успеха предприятия в выигрыше заказа.
     Достоинством PDPC является возможность широкого применения при решении сложных проблем в области научных
разработок и производства, при получении крупных заказов со стороны и т.п.


                                           1.8. МАТРИЦА ПРИОРИТЕТОВ

      Матрица приоритетов представляет собой инструмент для обработки множества числовых данных, полученных при
построении матричных диаграмм, с целью выявления наиболее приоритетных данных. Второе название этого инструмента –
анализ матричных данных, так как матрица приоритетов используется для анализа численных данных матричных диаграмм.
Этот седьмой инструмент управления эквивалентен статистическому методу, имеющему название анализ важнейших
компонент (principal component analysis), который является одним из основных методов анализа многовариантных данных
[1]. Использование матрицы приоритетов требует статистических знаний, поэтому данный инструмент управления
качеством реже применяется на практике, чем шесть других рассмотренных инструментов. Область его применения
затрагивает те случаи, когда возникает необходимость представить численные данные из матричных диаграмм в более
наглядном виде. Так, например, в [1] рассмотрено использование матрицы приоритетов для исследования реакции японских
мужчин и женщин различных возрастных групп на привлекательность предложенных им ста разных продуктов питания.
      В общем виде анализ матричных данных предполагает выполнение ряда основных этапов.
    1. Формулирование проблемы. На этом этапе с привлечением круга специалистов в данной области определяется
    постановка задачи исследования.
     2. Определение категорий потребителей продукции.
     3. Формирование перечня номенклатуры ЭС.
   4. Определение состава наиболее значимых компонент, в качестве которых могут выступать, например, "общая
   удовлетворенность предложенными изделиями" или "значимость изделия в зависимости от категории потребителя".
     5. Опрос потребителей, занесение статистических данных в табличную форму и отложение данных в координатах
компонент.
     6. Расчет коэффициента корреляции и заполнение корреляционной матрицы.
   7. Обработка данных и составление итогового отчета, например, в виде табл. 1.

                                                                                                             Таблица 1

              Категория потребителей                   Компонента 1           Компонента 2          Компонента 3
 1
 2
 …
 N
 Характеристическое значение
 Частота
 Накопленная частота

     Из анализа табл. 1 делаются выводы по:
     – совокупной доле данных (накопленной частоте) для отобранных важнейших компонент;
     – распределению их статистических весов;
     – значениям характеристических векторов компонент.
     Инструменты управления качеством широко используются при конвертации требований потребителя в параметры
качества ожидаемого им продукта и соответственно в параметры качества процессов планирования, разработки,
производства, установки и улучшения качества продукта. Такая процедура получила название Развертывание Функции
Качества.

                                            ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

     1. Какие инструменты управления качеством вам известны?
     2. В чем отличие семи инструментов управления от семи инструментов контроля качества?
     3. Перечислите инструменты управления качеством, и дайте их краткую характеристику.
     4. Какие существуют виды матричных диаграмм?
     5. В каких ситуациях применение определенных инструментов управления качеством является предпочтительным?
2. Развертывание требований потребителя и
концепция Дома Качества

                                   2.1. РАЗВЕРТЫВАНИЕ ФУНКЦИИ КАЧЕСТВА

   Развертывание Функции Качества (Quality Function Deployment – QFD) является оригинальной японской методологией,
   ставящей целью гарантировать качество с самой первой стадии создания и развития нового продукта [1]. Области
   распространения QFD затрагивают такие основные секторы рынка, как электроника, машиностроение, химическая
   промышленность, пищевая и легкая промышленность, строительство, а также производимые услуги в областях бизнеса,
   сервиса и т.п.
   Процесс развертывания нужд и пожеланий потребителя через развертывание функций и операций деятельности
   предприятия по обеспечению такого уровня качества на каждом этапе жизненного цикла проектируемого изделия, которое


   бы гарантировало получение ожидаемого потребителем конечного результата, получил название Развертывание Функции
   Качества.
     Модель профиля качества, предложенная Кано (Kano), включает три составляющие: базовое, желаемое и требуемое
качество. Использование модели Кано может быть полезно при определении воображаемого понимания ожиданий
потребителя, так как она показывает взаимосвязь между качеством, ощущаемым потребителем при встрече с продуктом, и
соответствующими параметрами его качества. На рис. 14 проиллюстрирована зависимость степени удовлетворенности
потребителя (ось ординат) от степени реализации ожидаемых им параметров качества (ось абсцисс) в предлагаемом ему
продукте для трех составляющих профиля качества [1].

                                             Удовлетворенность
                                                потребителя



                                                    Желаемое            Требуемое
                                                    качество             качество


                                                                       Степень
                                                                      выполнения



                                                                 Базовое
                                                                 качество




                          Рис. 14. Степень удовлетворенности потребителя в зависимости от
                                             профиля качества продукта
     Профиль базового или основного качества представляет совокупность таких параметров качества изделия, которые
потребитель считает обязательными и поэтому он, ожидая их, не считает необходимым собирать о них предварительно
производителю. Примерами таких параметров качества могут быть:
     – гарантии безопасности при эксплуатации изделия;
     – предоставление требуемых услуг предприятиями сервисного обслуживания;
     – безошибочные вычислительные операции на компьютере;
     – выполнение действий в соответствии с функциональным назначением продукта и т.п.
     Профиль требуемого качества представляет собой совокупность показателей качества, представляющих собой
технические и функциональные характеристики изделия ЭС. Они показывают, насколько изделие соответствует тому, что
было задумано. Именно такие характеристики, как правило, напрямую оцениваются потребителем, и в первую очередь
влияют на ценность продукта с его точки зрения. Поэтому требуемые параметры качества обычно рекламируются и
гарантируются производителем.
   Совершенствование функциональных и технических характеристик изделия требует постоянного внимания производителя,
   чтобы продукт оставался конкурентоспособным [1]. Примерами требуемых параметров качества, представляющих
   технические характеристики продукта, являются:
     – мощность усилителя, потребление электроэнергии;
     – быстродействие и память компьютера;
     – интуитивно понятный интерфейс программного обеспечения;
     – количество телеканалов и т.п.
     Профиль желаемого качества состоит из группы параметров качества, представляющих для потребителя неожиданные
ценности предлагаемого ему изделия, о наличии которых он не предполагал. Реализация желаемых параметров качества
часто является результатом хорошо продуманной комбинации различных технологий и глубокого знания производителем
того, что хочет потребитель от продукта, и как он его будет использовать. Учет потребителем желаемого качества во вновь
создаваемом продукте может стимулировать формирование определенных новых потребностей общества, как это
произошло, например, с персональными компьютерами, первые образцы которых не предполагали массового потребителя.
Примерами продуктов с желаемыми параметрами качества помимо персональных компьютеров являются цифровое
телевидение, средства сотовой связи, многофункциональная офисная техника.
     Представляемое производителем понимание требований потребителя, сделанное верно и до начала проектирования
продукта, приводит к его успешному продвижению на рынке и сокращению времени его создания, что соответственно
снижает стоимость производимого продукта.
     После того, как полностью выполнена работа по уточнению требований потребителя, можно приступить к выработке
приоритетных                                                                                                     целей.
В этом и заключается предшествующая планированию изделия деятельность производителя, от успеха которой зависят
качество и полнота исходной информации о требованиях потребителя, на базе которой (с учетом профиля качества)
осуществляется процесс Развертывания Функции Качества, включающий пять ключевых элементов.


                             2.2. ЭЛЕМЕНТЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ФУНКЦИИ КАЧЕСТВА

     Первым ключевым элементом QFD является уточнение требований потребителя, который формулирует свои
пожелания, как правило, в абстрактной форме, например "экономичный автомобиль" или "удобный стол". Подобные
абстрактные требования называют "голосом потребителя" [1].
     Задача производителя состоит в том, чтобы с помощью различных методов (личный контакт с потребителем,
уточняющие вопросы, обмен мнениями в Кружках Качества и т.п.), преобразовать с помощью первых трех инструментов
управления качеством "голос потребителя", представляющий перечень его пожеланий, высказанных в абстрактной форме, в
интегральную ценность изделия. Иначе говоря, требуется "голос потребителя" путем кропотливой работы перевести на
такой уровень дерева потребительной удовлетворенности, когда эти требования потребителя могут быть поставлены в
прямую взаимосвязь с общими характеристиками изделия, т.е. могут быть измерены [1].
     Именно в этом заключается главная задача производителя на первой фазе планирования продукта – выпускать
продукцию, необходимую потребителю с требуемыми им параметрами качества. Насколько успешно будет решена эта
задача, зависит от глубины понимания производителем в первую очередь двух проблем:
     – что хочет потребитель получить от продукта;
     – как продукт будет использоваться потребителем.
     При этом все факторы, выполнение которых нельзя проконтролировать, а следовательно, изменить, должны быть
опущены как "факторы шума", уменьшающие возможность создания продукта с требуемыми параметрами качества.
   Вторым ключевым элементом QFD является перевод требований потребителя в общие характеристики продукта
   (параметры качества продукта) [1]. Другими словами, требуется ответить на вопрос "Как сделать?", т.е. как воплотить в
   жизнь перечень пожеланий потребителя ("Что сделать?"). Например, требование "низкой стоимости при эксплуатации"
   может быть удовлетворено за счет таких показателей качества, как "расход электроэнергии", "частота отказов", "средний
   срок службы изделия" и т.п.
     Следует заметить, что часть из характеристик продукта, эффективно решая проблему удовлетворения одних ожиданий
потребителя влияет также на другие компоненты дерева удовлетворенности потребителя, и иногда даже отрицательно.
Однако независимо от этого, задача перевода "что" в "как" должна быть решена с привлечением для этой цели наиболее
квалифицированных специалистов. При этом необходимо так выбирать компоненты "как", чтобы, по крайней мере,
абсолютное большинство из них было бы измеряемым. Только в этом случае возможно обеспечить достижение
поставленной цели и иметь больше возможностей анализировать и оптимизировать каждое требование "что".
     Если же большинство "как" окажутся не измеряемыми, то это означает, что детализация "как" проведена недостаточно
и необходимо продолжить работу.
     Третьим ключевым элементом QFD является выявление тесноты или силы связи между компонентами "что" и "как".
Для исследования этой взаимосвязи служат матричные диаграммы связи. Теснота связи зависит от того, насколько
существенный вклад вносит та или иная характеристика продукта ("как") в удовлетворение конкретного пожелания
потребителя ("что") [1].
     Четвертым ключевым элементом в QFD является выбор цели, т.е. выбор таких значений параметров качества
создаваемого продукта, которые, по мнению производителя, не только будут соответствовать ожиданиям потребителя, но и
обеспечат конкурентоспособность создаваемого продукта в планируемом секторе рынка. Например, целью выпуска новой
модели автомобиля может быть снижение расхода топлива по сравнению с предыдущей моделью [1].
     Пятым ключевым элементом QFD является установление степени важности компонент "что" и на основе этих данных
определение степени важности соответствующих компонент "как" [1].

                                  2.3. ДОМ КАЧЕСТВА И ЭТАПЫ ОТСЛЕЖИВАНИЯ
                                           ТРЕБОВАНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЯ

    Рассмотренные пять ключевых элементов являются фундаментом QFD, от которых в большой степени зависят
характеристики конечного продукта, которым воспользуется или не воспользуется, в зависимости от его качества, будущий
потребитель. В работе по развертыванию функции качества формы используемых матричных диаграмм напоминают дом,
поэтому их часто называют: "домом качества" (Quality House) [1].
    Концепция "дома качества" в общем виде проиллюстрирована на рис. 15, где показано назначение различных частей
матричной диаграммы.
   Корреляционная матрица, похожая по своей форме на крышу дома, заполняется символами, указывающими на
   положительную или отрицательную корреляционную связь между соответствующими техническими характеристиками
   продукта с позиций интересов потребителя. Корреляционная матрица позволяет окончательно скорректировать
   проведенное преобразование "что" в "как".


                                          Рис. 16. Основная дилемма качества
     Необходимо заметить, что корреляционная матрица позволяет наглядно продемонстрировать новую дилемму качества:
не устранять брак, а предупреждать его (см. рис. 16) [1].
     Развернутая функция качества включает четыре этапа отслеживания "голоса потребителя" при создании продукта (см.
рис. 17), соответствующих ранним этапам его жизненного цикла: планированию и разработке.
     Э т а п 1. Планирование продукта (Product Planning). Производитель в результате своей деятельности на первой фазе
определяет и уточняет требования потребителя. Только после этого он переходит ко второй фазе планирования продукта,
целями которой являются идентификация требований потребителя, определение возможностей и целей производителя,
формирование общих характеристик изделия и выявление вопросов для дальнейшего изучения.
     На этом этапе требования и пожелания потребителя с помощью матричной диаграммы трансформируются в
характеристики изделия [1]. По окончании преобразования проводится сравнительный анализ трансформированного изделия
с аналогичными продуктами предполагаемых конкурентов. Конечный результат – идентификация важнейших характеристик
изделия, соответствующих ожиданиям потребителя и обеспечивающих его продвижение на рынке. Этап заканчивается
созданием матрицы планирования изделия.
     Э т а п 2. Проектирование изделия или развертывание проекта (Design Deployment) предусматривает реализацию
выбранных на предыдущем этапе характеристик продукта при его проектировании. На этом этапе производится
идентификация наиболее критичных компонентов создаваемого продукта, обеспечивающих воплощение параметров
качества, выявленных в результате выполнения 1-го этапа, в проект изделия. В результате этого этапа должен быть выбран
тот проект, который в наибольшей степени отвечает ожидаемым ценностям продукта для потребителя.


     Э т а п 3. Проектирование процесса (Process Planning). На этом этапе свойства спроектированного продукта
трансформируются в конкретные технологические операции, обеспечивающие получение продукта с заданными свойствами.
Этап предусматривает идентификацию критичных параметров каждой операции и выбор методов их контроля. При
разработке технологического процесса изготовления продукта обязательно должна быть разработана система контроля и
предусмотрены пути дальнейшего улучшения процесса в соответствии с реакцией рынка на готовый продукт.
     Э т а п 4. Проектирование производства (Production Planning). Здесь предусматривается разработка производственных
инструкций и выбор инструментов контроля качества. Инструкции также должны предусматривать возможность
совершенствования работы производственного персонала в зависимости от того, каков объем и периодичность контрольных
замеров и какие измерительные средства должны при этом применяться.
     Следует отметить, что матрица в виде "дома качества" позволяет не только формализовать процедуру установления
соответствия и значимости связей между входной информацией и выходными характеристиками создаваемого продукта на
каждом этапе развертывания функции качества с учетом пожеланий потребителя, но также принимать обоснованные
решения по управлению качеством процессов создания продукта, ожидаемого потребителем [1]. Матричные диаграммы,
создаваемые в процессе четырехэтапного развертывания функции качества, позволяют формализовать поиск между
концепциями различных уровней системы. При переходе от этапа к этапу "голос потребителя" систематически ниспадает,
вначале к проектированию требуемого продукта, затем к соответствующему технологическому процессу его изготовления и
контролирующей системе и, наконец, к инструкциям и соответствующим семи инструментам контроля качества,
необходимых операторам для выполнения процесса. На каждом этапе QFD создается свой "дом качества", в котором часть
компонент "как" предыдущей матричной диаграммы становятся "что" в новой. Именно QFD позволяет воплотить в жизнь
концепцию качества ВУК – не исправлять брак, а предупреждать его.

                                 2.4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ИНСТРУМЕНТОВ КОНТРОЛЯ
                                          И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ

   В настоящее время большое количество инструментов контроля и управления качеством стало доступным для широкого
   круга людей при анализе и решении возникающих у них проблем [1, 2]. Это касается в том числе, и Развертывания
   Функции Качества, которую очень часто считают также инструментом качества. Однако QFD является не просто
   инструментом качества, а наиважнейшим инструментом планирования и разработки выпускаемого на рынок нового
   продукта или усовершенствования существующего.




    Практическая реализация QFD как наиважнейшего инструмента качества требует применения не только семи
инструментов управления, но и семи инструментов контроля качества [1]. Взаимосвязь между QFD и другими
инструментами показана на рис. 18.


     Требования потребителя (см. рис. 18) должны быть четко определены и измерены, что достигается при использовании
диаграммы сродства и связей, а также древовидной диаграммы. Развертывание Функции Качества с помощью матричных
диаграмм позволяет выделить наиболее важные позиции для их учета в различных стадиях цикла развертывания либо нового
продукта, либо процесса его улучшения, что и является целью QFD. Роль QFD в улучшении качества продукта
предусматривает    применение     и    других   инструментов,   позволяющих     корректировать    результаты    QFD.
К категории других инструментов можно отнести Функцию Качества Тагучи, проектирование допусков, методы
обеспечения и оценки надежности и прочих, помогающих проектировщикам достигнуть или улучшить требуемые уровни
параметров качества.
     На рис. 19 показана возможная последовательность использования и взаимосвязь семи инструментов управления
качеством.
     Основной задачей статистического контроля с использованием семи инструментов контроля качества является
поддержание стандартного уровня качества выходного продукта, обеспечивающего получение прибыли производителю.
Информация, поступающая по обратной связи на QFD, позволяет произвести корректировку при последующем
Развертывании Функции Качества.




                              Рис. 19. Взаимосвязь и последовательность применения
                                     семи инструментов управления качеством




                                           ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

    1. Какие ключевые элементы содержит QFD?
    2. В чем состоит сущность основных этапов развертывания функции качества?
    3. Какие профили качества вам известны?


    4. В каком случае "голос потребителя" становится "пожеланием потребителя"?
    5. В чем заключается концепция Дома Качества?
    6. Как взаимосвязаны две системы инструментов: контроля и управления качеством?

3. Элементы АНАЛИЗА качества
технологических процессов производства
электронНых средств


                                      3.1. ВЫБОР ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

   Выбор информативных показателей качества технологического процесса требует проведения структурного анализа
   процесса и определения точек контроля. Контролируемые параметры необходимо классифицировать и упорядочить по их
   важности для технологического процесса по критерию ценности информации и провести их анализ. Следует заметить,
   что контролируемые параметры могут характеризовать отдельную операцию, аппаратно-процессную единицу (АПЕ),
   часть процесса или технологический процесс в целом. Здесь под АПЕ понимается любой основной аппарат в
   технологической цепочке, в процессе работы которого производится изменение состояния или структуры полуфабриката
   изделия [3].
      В качестве примера на рис. 20 представлена обобщенная структурная схема формирования выходных параметров
изделия для технологического процесса его изготовления.
      На входе технологического процесса имеются исходное сырье, заготовки, материалы комплектующие, параметры
которых можно разделить на: геометрические – определяющие размеры и качество поверхности; физико-химические –
определяющие твердость, упругость, микроструктуру, текучесть, прочностные и магнитные свойства, электропроводность и
т.п.; химические – характеризующие состав исходного сырья.
      Каждая группа параметров изменяется качественно и количественно в ходе технологического процесса с помощью
АПЕ, состав и количество которых определяются характером технологического процесса и масштабами производства.
Каждая АПЕ преобразует геометрические, электрофизические и химические параметры исходного материала, заготовок,
полу- фабрикатов в геометрические параметры деталей




                       Рис. 20. Структурная схема формирования выходных параметров изделия



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика