Обеспечение качества в MES-системе СМАРТ

В предыдущих номерах журнала «Вектор высоких технологий» (№ 1 (6), 2014 и № 4 (9), 2014) мы уже описывали программно-аппаратный комплекс по управлению производством СМАРТ в целом, а также рассмотрели модуль прослеживаемости. В этом номере речь пойдёт о модуле управления качеством.

Всеобъемлющее рассмотрение методик управления качеством как глобальной системы планируемых и систематических мероприятий на всём жизненном цикле изделия выходит за рамки данной статьи. По этому вопросу выпущено множество публикаций и изданий. В статье мы рассмотрим функционал комплекса СМАРТ, направленный на организацию управления качеством продукции в рамках её производства. 

Как известно, качество продукции — это степень соответствия изделия совокупности присущих ему характеристик. Также ни для кого не является секретом, что основополагающей задачей производства является именно обеспечение вышеобозначенного соответствия. Большие объёмы несоответствующей продукции увеличивают стоимость производства и, тем самым, снижают прибыль предприятия.

Как и другие модули системы СМАРТ, модуль управления качеством тесно взаимосвязан с другими элементами. Поэтому реализация управления и обеспечения качества в СМАРТ будет требовать организации прослеживаемости, а также в большинстве случаев, подключения к автоматизированным рабочим местам.

Из факторов производства, которые влияют на обеспечение качества продукции, можно выделить следующие:

• соответствие используемых компонентов, материалов и оснастки требованиям документации;
• точность следования технологическому маршруту в процессе производства;
• соблюдение всех требований по технологии производства изделия;
• контроль, сбор данных и их обработка в процессе производства.

Рассмотрим пример реализации обеспечения качества при помощи системы СМАРТ на предприятии.

В приведённом примере в системе организована прослеживаемость на всем цикле производства изделия. Автоматизированные рабочие места оснащены дополнительным стационарным считывателем штрихкода, а на ручных рабочих местах штрихкод считывается работником.

Каждое из автоматизированных рабочих мест (весь цех поверхностного монтажа, а также селективная пайка и автомат внутрисхемного контроля) подключено к системе напрямую через соответствующие программные адаптеры. Дополнительно в цеху поверхностного монтажа используется беспроводной терминал со считывателем штрихкода, подключённый к системе по Wi-Fi.

Рабочие места ручного монтажа и места ручного контроля оснащены сканерами штрихкода и индивидуальными клиентскими интерфейсами, обеспечивающими проведение различных проверок и повышающими информативность. Из основных функционалов рабочих мест можно выделить следующие:

Рабочие места монтажника:

• проверка правильности комплектования перед началом работы по наряд-заказу;
• сканирование серийного номера при поступлении заготовки и проверка её допустимости для данного этапа производства;
• отображение технологической карты этапа производства на основании отсканированного серийного номера.

Рабочие места по тестированию:

• сканирование серийного номера при поступлении заготовки и проверка её допустимости для данного этапа производства;
• отображение технологической карты этапа производства на основании отсканированного серийного номера;
• сбор информации о результатах тестирования и данных измерений.

Рабочие места визуального контроля и ОТК:

• сканирование серийного номера при поступлении заготовки и проверка её допустимости для данного этапа производства (для ОТК);
• отображение технологической карты этапа производства на основании отсканированного серийного номера (для ОТК);
• отображение результатов проверки АОИ, снимка дефектов и истории прохождения изделия (для визуального контроля);
• отбраковка изделия с указанием причин, дефектов или симптомов

Рабочие места участка ремонта:

• предоставление полной собранной информации о неисправности и истории изделия с графическим отображением CAD-данных;
• хранение инженерной и сервисной документации по изделию;
• хранение статистики неисправностей по продукту за предыдущие периоды;
• ввод информации о проведении ремонта с учётом заменённых комплектующих.

Как уже было отмечено, в системе предусмотрена возможность проверки правильности комплектования рабочих мест (как ручных, так и автоматизированных). Проверка осуществляется персоналом производственного участка (старший смены, руководитель участка и т.п.) с помощью сканера штрихкодов в процессе подготовки линии или рабочих мест. И производится как для комплектующих — на соответствие спецификации и соблюдение режимов хранения (уровень влажности), так и для всех необходимых расходных материалов и/или оснастки с учётом их ресурса использования. В цеху поверхностного монтажа данная операция осуществляется через беспроводной терминал со считывателем штрихкодов. Только при полном соответствии всем условиям рабочее место будет считаться готовым для работы в рамках выполнения конкретного наряд-заказа. Функционалом, позволяющим не допустить ошибок на технологическом маршруте, является «активная прослеживаемость» (журнал «Вектор высоких технологий» № 4 (9), 2014). При регистрации серийного номера изделия на каком-либо этапе n сборочного процесса система проверяет корректность прохождения этапа n-1 как с точки зрения содержания данного этапа, так и по выходному результату. При обнаружении несоответствия следования маршруту изделию, вызвавшему данное несоответствие, будет присвоен статус, требующий рассмотрения. Таким образом, система не позволит пропустить какую-либо технологическую операцию или не пропустит в дальнейшую сборку заведомо неисправный полуфабрикат.

Автоматы и рабочие места, с которых система может собирать информацию о качестве продукции, способны проводить отбраковку изделий. При этом в систему может быть прописана причина признания изделия некачественным. Отбракованный в середине производственного цикла полуфабрикат не будет пропущен системой по дальнейшему маршруту производства до момента устранения неисправности или снятия статуса «не ОК». Если в процессе тестирования изделия производятся какие-либо измерения (внутрисхемное или функциональное тестирование), то данные измерений также могут быть загружены в систему СМАРТ для дальнейшего сопоставления с эталонными и последующей статистической обработки.

Данные измерений также могут собираться и с элементов производства, не связанных с непосредственным контролем, но при этом обладающих датчиками. К таким элементам можно отнести печи оплавления и установки селективной пайки, датчики температуры и влажности в помещении и т.п.

Данные измерений могут послужить основой для предотвращения последующих отказов изделия. Это возможно при использовании метода анализа «в среднем» (Part Average Analysis), который был разработан в 2001 году копорацией Даймлер-Крайслер. Причиной для появления данного метода стала обнаруженная взаимосвязь между ранним отказом компонентов при эксплуатации изделия и аномалиями в измерениях при тестировании изделия на производстве. Основа метода как раз и заключается в обнаружении подобных аномалий, т.е. единичных результатов измерений, которые несмотря на то, что находятся в допустимых пределах значений, выделяются по значению из общей массы проведенных измерений. В основной оболочке системы СМАРТ отвечающие за качество сотрудники предприятия смогут найти огромный функционал по работе с данными, собранными с производства. Это, прежде всего, инструменты, позволяющие в рамках заданных поисковых критериев получать самую полную информацию о качестве каждого типа производимой продукции. Для каждого изделия или группы изделий в заданном диапазоне система выводит все необходимые данные для понимания истинной картины производства. Помимо анализа самого продукта СМАРТ может систематизировать информацию о типах сбоев, выявленных в процессе производства. Для каждого типа сбоя система позволяет вывести количественную статистику, а также произвести декомпозицию до индивидуального отказа; также система предоставляет информацию о том, на каких именно участках производства и для каких изделий были обнаружены те или иные неисправности.

Если требуется более детальное изучение причин и последствий брака, возникающего на производстве, в системе СМАРТ предусмотрен Центр анализа отказов — ЦАО. Данный функционал позволит службам качества предприятия за минимальное время получить ответы на вопросы:

• какая из производственных линий/участков выпускает изделия с браком?
• какой продукт на данной линии выпускается с браком?
• какая станция/рабочее место допускает наибольший/основной брак?
• какой симптом неисправности чаще всего возникает на проблемной станции/рабочем месте?
• какой именно отказ приводит к появлению наиболее часто возникающего симптома?
• какова была истинная причина отказа?

Использование модуля управления и обеспечения качества на производстве позволяет предприятию оперативно реагировать на процесс производства изделий, обеспечивать проведение мероприятий по глобальному управлению качеством и снижать издержки, связанные с возникновением брака и мерами по его устранению. Детально раскрыть весь огромный функционал и сценарии использования модуля управления и обеспечения качества системы СМАРТ не представляется возможным в рамках одной статьи. В следующих выпусках журнала мы продолжим знакомить вас с возможностями системы СМАРТ.