CN105917756A - 质量管理装置和质量管理方法 - Google Patents

Abstract

在生产线上设置有生产设备和检查装置，生产设备具有为了探测本机的动作的异常而监视针对多个观测项目的观测值的功能，检查装置进行由所述生产设备处理后的制品的检査。质量管理装置具有：观测数据获取单元，其获取观测数据，该观测数据记录有在处理各制品时由所述生产设备观测到的各观测项目的观测值；以及不良原因估计单元，所述检査装置在制品中检测到不良的情况下，该不良原因估计单元使用所述观测数据将处理检测到所述不良的不良品时的观测值与处理未检测到所述不良的良品时的观测值进行比较，从而判断能成为所述不良的原因的所述生产设备的动作的异常是否已发生。

Description

质量管理装置和质量管理方法

技术领域

本发明涉及用于探测成为不良发生的原因或者预兆的生产设备的异常的技术。

背景技术

在自动化和省电力化不断发展的生产线上，有时在其中间工序或最终工序设置检査装置来使不良的检测或不良品的划分等自动化。另外，还采用了如下尝试：根据检査装置的检査结果来估计不良的原因，并灵活运用在质量管理、生产设备的维护中。

若列举与印刷基板的表面安装生产线有关的现有例来作为一例，则在专利文献1中公开了如下思想：通过按贴装装置的每个吸嘴、每个盒体(cassette)、或者吸嘴与盒体的每个组合来对贴装后检査的结果(不良率、贴装位置的波动)进行累计并分析，从而有助于确定有问题的吸嘴或盒体。另外，在专利文献2中公开了如下思想：通过按贴装装置的每个吸嘴来对回流焊后的最终检査中的不良率进行累计，从而提示使质量等级下降的吸嘴的信息。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开平7-38279号公报

专利文献2:JP特开2005-156156号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上述现有例所述，若按生产设备所具备的每个构件(称为设备构件)来提示不良率等信息，则有可能成为估计不良之处的线索。然而，根据该信息可知的终归只是由该设备构件处理过的制品中不良较多这一事实关系，还是无法得到该不良的直接原因是否真的存在于该设备构件的明确证据。若以贴装机的例子而言，既有可能是吸嘴或盒体以外的设备构件中存在原因，也有可能是焊料印刷工序或回流焊工序等其他的进程中存在原因。

另外，即便假设该设备构件是不良的原因，通过现有的方法，还是无法确定在该设备构件中发生了何种异常。因此，即便知道了不良之处，为了要彻底查明实际发生的异常并消除该异常而进行适当的处置，也必须拥有专家的知识以及经验，需要进行尝试和针对错误的调整作业。若以贴装机为例，即便知道某吸嘴发生不良较多，只要无法确定部件的吸附、移动、定位、装配(压入)、部件的释放这一系列的动作之中的何处发生了怎样的异常，就仍然无法判断是需要进行吸嘴的交换，还是进行吸嘴的洗净或安装调整即可，是应该通过贴装机的安装程序的改变来应对，还是应该对吸嘴以外的设备构件实施处置。

本发明鉴于上述事实而提出，其目的在于，提供一种用于具体确定成为不良的直接的原因的生产设备的异常并简化设备的维护以及质量管理的技术。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，在本发明中采用如下构成：在处理各制品时，通过分析在生产设备中观测到的观测值的数据，从而估计成为不良的原因的生产设备的异常。

具体而言，本发明所涉及的质量管理装置进行生产线的质量管理，在所述生产线上设置有生产设备和检査装置，所述生产设备具有为了探测本机的动作的异常而监视针对多个观测项目的观测值的功能，所述检査装置进行由所述生产设备处理后的制品的检査，所述质量管理装置具有：观测数据获取单元，其获取观测数据，该观测数据记录有在处理各制品时由所述生产设备观测到的各观测项目的观测值；以及不良原因估计单元，所述检査装置在制品中检测到不良的情况下，该不良原因估计单元使用所述观测数据将处理不良品时的观测值与处理良品时的观测值进行比较，从而判断能成为所述不良的原因的所述生产设备的动作的异常是否已发生。

根据该构成，使用在分别处理不良品与良品时在生产设备中实际观测到的观测数据，来判断可能成为不良的原因的生产设备的动作异常是否已发生，因此能高精度且具体地确定由检査装置检测到的不良的直接的原因。而且，若原因被如此具体确定，则生产设备的维护和生产线的质量管理变得简单。

优选地，在针对某些观测项目处理不良品时的观测值与处理良品时的观测值之间存在规定程度以上的变化的情况下，所述不良原因估计单元判断为与该观测项目关联的所述生产设备的动作的异常是所述不良的原因。如此，通过评价不良品的观测值相对于良品的观测值的变化，能以高精度来检测生产设备的动作异常。

此时，优选地，在处理不良品时的观测值偏离处理良品时的观测值分布的均值给定距离以上的情况下，所述不良原因估计单元视为该观测值存在规定程度以上的变化。通过这样的统计的手法，能以简单的处理来评价观测值的变化。给定距离只要为处理良品时的观测值分布的标准偏差的n倍(例如3σ)即可。

另外，优选地，质量管理装置还具备存储单元，该存储单元存储表格，该表格包含：所述生产设备中能发生的异常现象与以该异常现象为原因而能发生的制品的不良之间的对应关系、以及所述生产设备中能发生的异常现象与在该异常现象发生时观测值出现变化的观测项目之间的对应关系。在此情况下，优选地，在某些制品中检测出不良时，所述不良原因估计单元提取所述表格中与所述不良对应的所述生产设备的异常现象来作为不良原因候选，并使用所述表格中与作为所述不良原因候选的异常现象对应的观测项目的观测数据，来估计该异常现象是否为所述不良的原因。通过使用这样的表格，能使与基于专家(熟手)的知识和见解的判断同等的不良原因估计被装置化(自动化)。而且，由于只参照表格即可，因此还能谋求处理的简化、处理时间的缩短。

优选地，所述不良原因估计单元输出表示所述不良的种类的信息、表示提取出的所述不良原因候选的信息、以及表示所述不良的原因的估计结果的信息。另外，所述不良原因估计单元还优选输出处理在检测到所述不良的制品时的观测值以及处理良品时的观测值的信息。通过提供这样的信息，用户自身能确认不良原因的估计处理的过程，并能提升对估计结果的理解度。

优选地，所述不良原因估计单元针对估计为所述不良的原因的异常现象，输出表示所述生产设备的异常部位和该异常部位的异常动作的信息。另外，进一步优选地，所述不良原因估计单元将表示所述不良的种类的信息以及表示检测到所述不良的制品的信息与表示所述生产设备的异常部位和该异常部位的异常动作的信息一起输出。通过向用户提供这样的信息，能简单地确定在生产设备的哪个部位发生了何种异常。

所述生产设备的所述监视的功能是如下功能：在某观测项目的观测值偏离通过预先设定的监视基准值而确定的正常范围的情况下，判定为所述生产设备的动作已发生异常。所述质量管理装置还优选具备监视基准设定单元，该监视基准设定单元根据多个制品的观测值的分布来决定用于该观测值的监视的新的监视基准值。在此情况下同样，由于使用由生产设备实际观测到的观测数据，因此能期待能设定更妥当的监视基准值。

优选地，所述监视基准设定单元输出所述新的监视基准值，或者，对所述生产设备自动设定所述新的监视基准值，或者，在从用户受理所述生产设备的监视基准值的变更许可后对所述生产设备设定所述新的监视基准值。

优选地，所述生产线是印刷基板的表面安装生产线，所述生产设备是在印刷基板之上安装电子部件的贴装机。这是由于，关于表面安装生产线的生产设备其中的贴装机，吸嘴、贴装头、送料器、摄像头、泵、工作台等多种设备构件进行各种动作，因此不容易确定不良的原因存在于哪种设备构件的哪个动作的异常。

此外，本发明能实现为包含上述单元的至少一部分的质量管理装置。另外，本发明还能实现为质量管理装置的控制方法、用于使计算机执行该方法的各步骤的计算机程序、非临时性地存储该程序的计算机可读的存储介质。只要上述构成以及处理各自不产生技术上的矛盾，就能相互组合来构成本发明。

发明效果

根据本发明，能具体确定作为不良的直接的原因的生产设备的异常，并简化设备的维护以及质量管理。

附图说明

图1是表示表面安装生产线上的生产设备以及质量管理系统的构成的图。

图2是表示本实施方式的贴装机的构成的示意图。

图3是表示贴装机所执行的部件安装处理的流程的流程图。

图4是安装程序中所含的部件列表(安装条件)的一例。

图5是将由贴装机探测的异常与其纠正方法加以对应的表格。

图6是分析装置的功能框图。

图7是表示分析装置所执行的不良原因的估计处理的流程的流程图。

图8是检査数据的一例。

图9是观测数据的一例。

图10是贴装机异常-检査不良表格的一例。

图11是贴装机异常-观测项目表格的一例。

图12是原因列表的一例。

图13是表示分析装置所执行的监视基准值的设定处理的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施例来例示性地详细说明本发明的实施方式。其中，关于本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要不作特别记载，并不意图以它们来限定本发明的范围。

＜系统构成＞

图1示意地示出了印刷基板的表面安装生产线上的生产设备以及质量管理系统的构成例。表面安装(Surface Mount Technology：SMT；表面贴装技术)是指在印刷基板的表面焊接电子部件的技术，表面安装生产线主要由焊料印刷～部件的贴装～回流焊(焊料的熔敷)这三个工序构成。

如图1所示，在表面安装生产线上，从上游侧依次设置有焊料印刷装置X1、贴装机X2、回流焊炉X3来作为生产设备。焊料印刷装置X1是通过丝网印刷在印刷基板上的电极部(称为焊盘)印刷膏状的焊料的装置。贴装机X2是用于拾取要安装于基板的电子部件并在对应部位的焊膏之上载置部件的装置，也称为贴片机。回流焊炉X3是用于在对焊膏进行加热熔融后实施冷却从而将电子部件在基板上焊料接合的加热装置。这些生产设备X1～X3经由网络(LAN)与生产设备管理装置X4连接。生产设备管理装置X4是负责生产设备X1～X3的管理、综合控制的系统，具有对定义各生产设备的动作的安装程序(包含动作次序步骤、制造条件、设定参数等)、各生产设备的日志数据等进行存储、管理、输出的功能等。另外，生产设备管理装置X4还具有在从操作者或其他装置受理安装程序的变更指示时进行相应的生产设备中所设定的安装程序的更新处理的功能。

另外，在表面安装生产线上，设置有在焊料印刷～部件的贴装～回流焊的各工序的出口检查基板的状态并自动检测不良或者不良的风险的质量管理系统Y。质量管理系统Y除了良品与不良品的自动区分之外，还具有根据检査结果或分析结果来反馈至各生产设备的动作的功能(例如，安装程序的变更等)。如图1所示，本实施方式所涉及的质量管理系统Y构成为包含：焊料印刷检査装置Y1、部件检査装置Y2、外观检査装置Y3、X射线检査装置Y4这4种检査装置、以及检査管理装置Y5、分析装置Y6、作业终端Y7等。

焊料印刷检査装置Y1是用于对从焊料印刷装置X1搬出的基板检查焊膏的印刷状态的装置。在焊料印刷检査装置Y1中，对基板上印刷的焊膏进行二维乃至三维的计测，并根据其计测结果，针对各种检査项目来判定是否为正常值(容许范围)。作为检査项目，例如有焊料的体积、面积、高度、位置偏离、形状等。在焊膏的二维计测中，能使用图像传感器(摄像头)等，在三维计测中，能利用激光位移计、相位偏移法、空间编码法、光切断法等。

部件检査装置Y2是用于对从贴装机X2搬出的基板检查电子部件的配置状态的装置。在部件检査装置Y2中，对载置于焊膏之上的部件(可以是部件主体、电极(引线)等部件的一部分)进行二维乃至三维的计测，并根据其计测结果，针对各种检査项目来判定是否为正常值(容许范围)。作为检査项目，例如有部件的位置偏离、角度(旋转)偏离、缺件(未配置部件)、部件差异(配置的是不同部件)、极性差异(部件侧与基板侧的电极的极性不同)、正反颠倒(部件朝背面方向配置)、部件高度等。与焊料印刷检査同样，在电子部件的二维计测中，能使用图像传感器(摄像头)等，在三维计测中，能利用激光位移计、相位偏移法、空间编码法、光切断法等。

外观检査装置Y3是用于对从回流焊炉X3搬出的基板来检查焊接的状态的装置。在外观检査装置Y3中，对回流焊后的焊料部分进行二维乃至三维的计测，并根据其计测结果，针对各种检査项目，判定是否为正常值(容许范围)。作为检査项目，在与部件检査相同的项目之外，还包含角焊缝形状的良好与否等。在焊料的形状计测中，除了上述激光位移计、相位偏移法、空间编码法、光切断法等之外，还能利用所谓的彩色高光方式(将R、G、B的照明以不同的入射角照射至焊料面，通过天顶照相机来拍摄各色的反射光，从而将焊料的三维形状作为二维的色调信息进行检测的方法)。

X射线检査装置Y4是利用X射线像来检查基板的焊接的状态的装置。例如，在BGA(Ball Grid Array；球栅阵列封装)、CSP(Chip Size Package；芯片级封装)等封装部件或多层基板的情况下，焊料接合部隐藏在部件或基板之下，因此通过外观检査装置Y3(也就是外观图像)无法检查焊料的状态。X射线检査装置Y4就是用于弥补这样的外观检査的弱点的装置。作为X射线检査装置Y4的检査项目，例如有部件的位置偏离、焊料高度、焊料体积、焊料球径、后角焊缝的长度、焊料接合的良好与否等。此外，作为X射线像，可以使用X射线透过图像，优选使用CT(Computed Tomography；断层扫描)图像。

这些检査装置Y1～Y4经由网络(LAN)与检査管理装置Y5连接。检査管理装置Y5是负责检査装置Y1～Y4的管理、综合控制的系统，具有对定义各检査装置Y1～Y4的动作的检査程序(检査次序步骤、检査条件、设定参数等)、各检査装置Y1～Y4得到的检査结果或日志数据等进行存储、管理、输出的功能等。

分析装置Y6是具有如下功能的系统，即，通过分析检査管理装置Y5中所汇总的各检査装置Y1～Y4的检査结果(各工序的检査结果)来进行不良的预测、不良的原因估计等的功能、以及根据需要进行向各生产设备X1～X3的反馈(安装程序的变更等)的功能等。

作业终端Y7是具有如下功能等的系统：对生产设备X1～X3的状态、各检査装置Y1～Y4的检査结果、分析装置Y6的分析结果等信息进行显示的功能、对生产设备管理装置X4、检査管理装置Y5进行安装程序或检査程序的变更(编辑)的功能、以及确认表面安装生产线整体的动作状况的功能等。

生产设备管理装置X4、检査管理装置Y5、分析装置Y6均能通过具备CPU(中央运算处理装置)、主存储装置(存储器)、辅助存储装置(硬盘等)、输入装置(键盘、鼠标、控制器、触控面板等)、显示装置等的通用的计算机系统来构成。这些装置X4、Y5、Y6既可以是各自独立的装置，也可以在一个计算机系统中安装这些装置X4、Y5、Y6的全部功能，还能在生产设备X1～X3或检査装置Y1～Y4的任一装置所具备的计算机中安装这些装置X4、Y5、Y6的功能的全部或一部分。另外，尽管在图1中划分了生产设备与质量管理系统的网络，但只要能相互进行数据通信，则无论使用何种构成的网络均可。

＜贴装机＞

参照图2，更详细地说明本实施方式的贴装机X2的构成。图2是表示贴装机所具备的设备构件的构成的示意图。

贴装机X2具备：载置基板B的工作台20、提供电子部件P的多个送料器21、拾取电子部件P的可动式的贴装头22、安装于贴装头22的多个吸嘴23、以及对各吸嘴的气压进行控制的真空泵24等。在各列的送料器21设置有不同型号的部件P。另外，贴装机X2具有上摄像头25、下摄像头26、对吸嘴端面的接触压力进行计测的接触传感器27、用于计测吸嘴的气压的压力传感器28等，来作为用于探测本机的动作的异常的观测系统。控制部29是负责贴装机X2的各部的控制、运算、信息处理的模块，具备CPU(中央运算处理装置)、存储器等。

图3是表示贴装机X2所执行的部件安装处理的流程的流程图。

首先，控制部29控制工作台20，搬入作为对象的基板B，并定位于给定的位置(步骤S30)。然后，通过上摄像头25拍摄基板B，由控制部29从基板B的图像中读取在基板B打印或粘贴的基板ID(步骤S31)。

接下来，控制部29读入与基板B对应的安装程序(步骤S32)。图4是安装程序中所含的部件的列表的一例。列表的各行表征一个部件的安装条件。在安装条件中定义有：作为部件的装配目的地的基板上的电路编号、部件的型号、提供部件的送料器21的ID、用于部件的拾取的吸嘴23的ID、部件的装配位置的X座标以及Y座标、装配部件时的旋转角度、部件的高度等的信息。在安装程序中，除了图4所示的列表之外，还包含贴装机X2的动作次序步骤、用于动作的异常判定的监视基准、各种设定参数等。

以下，以在列表的第1行记载的部件为例，来说明贴装机X2所执行的一系列的安装时序。

(1)部件进给

控制部29控制ID：1(ID为1)的送料器21，将型号：AAAA(型号为AAAA)的部件送至给定的部件吸附位置(步骤S33)。

(2)部件吸附

控制部29控制贴装头22，将ID为1的吸嘴23移动至部件吸附位置后，使该吸嘴23的前端下降至与部件上表面接触(步骤S34)。吸嘴前端与部件的接触通过设置于ID为1的吸嘴23的接触传感器27的输出(接触压力)来探测。

接下来，控制部29控制真空泵24，降低ID为1的吸嘴23的气压，吸附部件(步骤S35)。此时，控制部29通过设置于ID为1的吸嘴23的压力传感器28来观测吸附真空压，检查吸附真空压是否低于监视基准值(步骤S36)。在吸附真空压低于监视基准值(正常)的情况下，将吸附真空压的观测值记录至存储器并前进至下一处理，而在吸附真空压超过监视基准值(异常)的情况下，中断安装处理来执行例外处理。这是为了将吸附失误或吸附不足所致的不良的发生防范于未然。例外处理的细节将后述。

(3)部件识别

控制部29控制贴装头22使部件移动至下摄像头26的上方，并通过下摄像头26来拍摄部件的下表面(步骤S37)。

然后，控制部29通过图像识别处理来检查被吸嘴23吸附的部件是否为型号：AAAA的部件(步骤S38)。具体而言，识别图像内的部件的外形，并与预先登记在存储器中的型号：AAAA的部件的模型数据进行比较来计算部件一致率，进行部件一致率是否高于监视基准值(正常)从而是否为同一部件的判定。在判定为同一部件的情况下，将部件一致率的值记录至存储器并前进至下一处理，否则(异常)，中断安装处理并执行例外处理。这是为了防止异种部件的装配。例外处理的细节将后述。

另外，控制部29通过图像识别处理来检查被吸嘴23吸附的部件的位置以及姿势(步骤S39)。例如在因送料器的歪斜等原因而在部件吸附时吸嘴23偏离部件的中心时，部件会发生位置偏离或旋转偏离。为了在部件装配时校正这些偏离量，在步骤S39中计算位置偏离量(X，Y)以及旋转偏离量(θ)。此外，在位置偏离量或旋转偏离量小于监视基准值的情况下(正常)，将位置偏离量以及旋转偏离量的值记录至存储器并前进至下一处理，否则(异常)，中断安装处理并执行例外处理。这是由于，在偏离量过大的情况下，送料器等发生异常的盖然性高。例外处理的细节将后述。

(4)部件装配

控制部29控制贴装头22，使部件遵照以安装条件给出的部件装配位置以及角度(X：10000μm，Y：10000μm，θ：0度)进行移动、旋转(步骤S40)。此时，还进行在步骤S39中求出的位置偏离量以及旋转偏离量的校正。

接下来，控制部29使贴装头22下降，直至吸嘴23的前端和基板上表面的间隔与以安装条件给出的部件高度(h：300μm)一致(步骤S41)。此时，控制部29在使贴装头22下降的同时观测接触传感器27的输出，从而探测在部件的下表面与焊料接触的时刻的高度，并观测从该高度起的部件的压入量(步骤S42)。此外，在压入量落在以监视基准值所定义的正常范围的情况下，将压入量的值记录至存储器并前进至下一处理，否则(异常)，中断安装处理并执行例外处理。这是由于，在压入量不适当的情况下，在回流焊时有发生不良的风险。例外处理的细节将后述。

若贴装头22下降至给定的高度，则控制部29控制真空泵24来提升吸嘴23的气压，从吸嘴23释放部件(步骤S43)。此时，控制部29通过压力传感器28来观测装配空气压，检查装配空气压是否落在监视基准值(下限)与监视基准值(上限)之间的正常范围(步骤S44)。在装配空气压为正常范围的情况下，将其观测值记录至存储器并前进至下一处理，但在偏离正常范围的情况下，中断安装处理并执行例外处理。这是由于，存在因装配空气压过多而导致部件偏离、或者因装配空气压不足而导致部件未能从吸嘴脱离的可能性。例外处理的细节将后述。

(5)取回确认

部件装配后，控制部29使吸嘴23移动至下摄像头26的上方，进行下摄像头26所执行的拍摄(步骤S45)，通过图像识别处理来检查部件是否还附着于吸嘴23(步骤S46)。若部件附着的情况下，则中断安装处理并执行例外处理。若没有部件的附着，则控制部29使贴装头22回归至开始位置，重复针对下一部件的处理(步骤S33～S46)(步骤S47)。此外，尽管在本实施方式中说明了1个部件的安装时序，但还能通过多个吸嘴各自拾取不同的部件并将多个部件在一次时序中进行安装。

例如，在针对一个部件的处理已结束的定时、针对一个基板的处理已结束的定时、一定的时间间隔等给定的定时，将部件安装处理之间观测并记录的观测值的数据作为日志数据保存至生产设备管理装置X4。

＜自我诊断功能＞

如前所述，本实施方式的贴装机X2利用摄像头或传感器等观测系统来始终监视本机的动作，在观测值偏离预先规定的监视基准值的情况下(也就是认可动作中存在异常的情况下)中断安装处理，执行给定的例外处理，即，具有这样的自我诊断功能。

图5是将贴装机X2所探测的异常与其纠正方法加以对应的表格。该表格从生产设备管理装置X4给出，或者预先存储在控制部29的存储器中。在表格中，按贴装机X2的设备构件、动作、观测项目的每种组合来将纠正方法加以对应。此外，尽管在图5的例子中还将异常的原因加以对应，但该信息也可以省略。

例如，在图3的步骤S36中，设ID为n的吸嘴23的吸附真空压超过了监视基准值。这样的异常会产生部件的吸附失误或吸附不足，造成部件的坠落、部件偏离、缺件等不良的盖然性高。作为吸附真空压增加的原因最多的是，因吸嘴前端的磨损而吸嘴与部件之间空出了间隙，而作为用于消除该状况的纠正方法，ID为n的吸嘴的交换是适当的。为此，作为例外处理，控制部29输出“第n个吸嘴已磨损，请换新的吸嘴。”这样的消息，并向操作者通知异常的原因和其对应措施。由此，即使不是熟手，也能进行迅速且适当的维护。此外，消息的输出既可以由贴装机X2执行，也可以由生产设备管理装置X4、分析装置Y6、作业终端Y7等其他装置执行。消息的输出方法可以是由监视器进行显示、由打印机进行印刷、由扬声器进行语音输出、邮件发送等任意方法。

＜分析装置＞

接下来，说明分析装置Y6所执行的不良原因的估计处理和监视基准值的设定处理。不良原因的估计处理是用于在检査装置检测到不良的情况下具体确定成为该不良的直接的原因的生产设备的异常的处理。另外，监视基准值的设定处理是用于根据检査装置的检査结果使生产设备的自我诊断功能中使用的监视基准值趋近更佳的值的处理。以下，说明将检査结果利用于贴装机X2的异常确定、监视基准值的更新的例子。

图6是分析装置Y6的功能框图。分析装置Y6具有检査数据获取部60、观测数据获取部61、不良原因估计部62、表格存储部63、监视基准设定部64等的功能。这些功能是通过由分析装置Y6(的CPU)执行计算机程序来实现的。此外，在图6中，仅示出了分析装置Y6具有的功能当中与不良原因的估计处理和监视基准值的设定处理有关的功能，并省略了其他功能。

(1)不良原因的估计处理

图7是表示分析装置Y6所执行的不良原因的估计处理的流程的流程图。该处理是在符合给定的开始条件时(例如，在被判定为不良的部件数超过规定值时、不良率超过规定值时、操作者输入开始命令时等)执行的。

首先，检査数据获取部60获取由检査装置得到的检査结果的数据(称为检査数据)(步骤S70)。检査数据获取部60既可以从各检査装置Y1～Y4直接获取检査数据，也可以读入检査管理装置Y5所汇总的检査数据。既可以读入所蓄存的全部检査数据，也可以仅读入一部分检査数据(例如，仅在前次的处理以后所蓄存的数据、仅操作者指定的期间的数据等)。此外，尽管在检査数据中包含焊料印刷检査装置Y1所执行的印刷后检査的结果、部件检査装置Y2所执行的安装后检査的结果、外观检査装置Y3以及X射线检査装置Y4所执行的回流焊后检査的结果，但在本实施方式中，由于判断贴装机X2的异常有无，因此仅使用安装后检査和回流焊后检査的检査数据。

图8示出检査数据的一例。在检査数据中含有：基板ID、部件型号、电路编号等的“基板/部件信息”、以及检査工序信息、检査装置ID等的“检査装置信息”、以及与多个检査项目有关的“检査结果/计测值信息”。检査结果/计测值信息是计测值与检査结果的配对，该计测值是在检査中从部件计测出的指标，该检査结果是根据该计测值来判定OK(良)/NG(不良)的结果。

接下来，观测数据获取部61获取在贴装机X2中观测到的观测值的数据(称为观测数据)(步骤S71)。观测数据获取部61既可以从贴装机X2直接获取观测数据，也可以获取生产设备管理装置X4所汇总的观测数据。此时，将获取与在步骤S70中获取到的检査数据相同的基板/部件的全部的观测数据。

图9示出观测数据的一例。在观测数据中含有：基板ID、部件型号、电路编号等的“基板/部件信息”、以及贴装头ID、吸嘴ID、送料器ID等的“贴装机信息”、以及吸附真空压、部件一致率、吸附位置偏离量(X)、吸附位置偏离量(Y)、吸附旋转偏离量(θ)、压入量、装配空气压等的“贴装机观测值信息”。

接下来，不良原因估计部62从检査数据之中获取被判定为不良的部件(称为不良品)的数据(步骤S72)。在获取到的多个不良品的数据之中含有电路编号不同的部件的数据的情况下，按每个电路编号来执行以后的处理即可。在本实施方式中，假设在电路编号相同的几个部件中检测到“部件偏离”不良来进行以后的说明。

接下来，不良原因估计部62参照表格存储部63中所存放的“贴装机异常-检査不良表格”，将可能成为在步骤S72中检测到的不良(部件偏离)的原因的贴装机X2的异常现象选择为不良原因候选E1～En(步骤S73)。贴装机异常-检査不良表格是指，对贴装机X2中可能发生的异常现象与以该异常现象为原因而可能发生的制品的不良之间的对应关系进行定义的表格(知识库)。在此，如图10所示，以“设备构件种类”、“动作”和“异常内容”的组来定义贴装机X2的异常现象，对于各异常现象，将不良的种类(检査项目的名称)加以对应。一个异常现象可以对应多种不良。在本实施方式的情况下，作为与“部件偏离”对应的不良原因候选，提取“吸嘴的吸附动作中的吸附位置偏离”、“吸嘴的装配动作中的装配时供给压力过多”、……、“摄像头的识别动作中的摄像头不良”等多个异常现象。此外，若在贴装机异常-检査不良表格之中没有符合与步骤S72中检测到的不良的项，则能视作该不良的原因不在于贴装机X2，因此结束处理(步骤S74)。

在将变量x初始化为1后(步骤S75)，针对各不良原因候选Ex(x＝1～n)进行以下的处理。

首先，不良原因估计部62参照表格存储部63中所存放的“贴装机异常-观测项目表格”，确认与不良原因候选Ex对应的观测项目和观测值的增减方向(步骤S76)。贴装机异常-观测项目表格是指，对贴装机X2中可能发生的异常现象与该异常现象发生时观测值出现变化(增加或减少)的观测项目之间的对应关系进行了定义的表格(知识库)。在此，如图11所示，以“设备构件种类”、“动作”以及“异常内容”的组来定义贴装机X2的异常现象，并针对各异常现象，将观测项目和观测值的增减方向加以对应。例如，对于作为不良原因候选E2的“吸嘴的装配动作中的装配时供给压力过多”这样的异常现象，可知呈现“装配空气压的增加”这样的观测值的异常。此外，可以将图10与图11的两个表格合为一个。

接下来，不良原因估计部62从观测数据之中提取与不良原因候选Ex对应的观测项目的观测值。此时，不仅提取安装不良品时的观测值(以下仅记为“不良品的观测值”)，还提取型号与不良品相同且在安装被相同设备构件处理后的良品时的观测值(以下仅记为“良品的观测值”)(步骤S77)。然后，不良原因估计部62将提取出的良品的观测值与不良品的观测值进行比较，评价两者之间是否存在给定程度以上(被认为有意义)的变化(步骤S78)。在被认为是有意义的变化的情况下，也就是不良品的观测值被认为存在异常的情况下(步骤S78；是)，判断为不良原因候选Ex是不良原因(之一)并追加至原因列表(步骤S79)。另一方面，在不被认为是有意义的变化的情况下(步骤S78；否)，判断为不良原因候选Ex并非不良原因。

关于判定在良品的观测值与不良品的观测值之间是否存在有意义的变化的方法，可以使用任意方法，但是优选例如在不良品的观测值偏离良品的观测值分布的均值给定距离以上的情况下，视为该观测值存在有意义的变化。用于判定的“给定距离”能任意设定，但例如优选利用良品的观测值分布的标准偏差σ的n倍(n的值根据要求的质量基准来确定)。若使用这样的统计的手法，则能以简单的处理来评价不良品的观测值相对于良品的观测值分布的变化。

在本实施方式中，进行基于3σ的判定。即，使用多个良品的观测值来计算其均值A和标准偏差σ。然后，在符合以下条件的不良品的观测值v只要有一个存在的情况下，就视为在良品的观测值与不良品的观测值之间存在有意义的变化。

·在增减的方向为“增加”的情况下：v＞A+3σ

·在增减的方向为“减少”的情况下：v＜A－3σ

此外，在观测值朝与表格中定义的增减的方向为相反的方向变化时，可以无视那样的变化(视作与贴装机的异常无关)。

使x递增来重复步骤S76～S79，若全部的不良原因候选E1～En的分析完成，则结束处理(步骤S80、S81)。

通过以上的处理，来生成对被认为是不良的直接的原因的贴装机X2的异常现象进行了记录的原因列表。图12是原因列表的一例。在该例中可知，“吸嘴的装配动作中的装配时供给压力过多”这样的异常现象被确定为不良原因。另外，在原因列表中还记录不良的种类、不良品的基板/部件信息、被认为异常的设备构件的ID、被认为异常的观测值等。若不良原因被如此确定，则例如将“不良(部件偏离)的原因在于，贴装机的第n个吸嘴的装配时的供给压力过多。”这样的消息在监视器中显示等，能向操作者提供具体确定了异常部位(发生异常的设备构件)和异常动作的信息。进而，通过参照图5的表格，将“不良(部件偏离)的原因在于，贴装机的第n个吸嘴的装配时的供给压力过多。吸嘴已磨损，请换新的吸嘴。”这样的消息在监视器中显示等，还能向操作者通知异常的纠正方法。由此，即便不是熟手，也能进行迅速且适当的维护。此外，消息的输出既可以由分析装置Y6所具备的监视器执行，也可以由作业终端Y7等其他装置所具备的监视器等来执行。另外，不限于由监视器进行显示，例如还可以是由打印机进行印刷、由扬声器进行语音输出、以及邮件发送等方法。

另外，不良原因估计部62优选还输出在步骤S72中检测出的不良的种类、在步骤S73中提取出的不良原因候选E1～En的一览、在步骤S79中确定出的不良原因(估计结果)等信息。此时，进而，还可以输出在步骤S77中提取出的良品的观测值的信息(观测值分布、均值、方差等)和不良品的观测值的信息、表示良品与不良品的观测值的差异的信息等。通过向用户提供这样的信息，用户自身能确认不良原因的估计处理的过程，能提高对估计结果的理解度。关于在此情况下的信息的输出方法，还可以使用由监视器进行显示、由打印机进行印刷、由扬声器进行语音输出、以及邮件发送等任意方法。

(2)监视基准值的设定处理

图13是表示分析装置Y6所执行的监视基准值的设定处理的流程的流程图。该处理是在符合给定的开始条件时(例如，被判定为不良的部件数超过规定值时、不良率超过规定值时、操作者输入开始命令时等)执行的。

首先，由检査数据获取部60获取检査数据(步骤S130)，并由观测数据获取部61获取观测数据(步骤S131)。到此为止的处理与图7的步骤S70、S71相同。

接下来，监视基准设定部64读入贴装机X2的安装程序(步骤S132)。然后，监视基准设定部64参照安装程序中所含的部件的列表(图4)以及表格存储部63内的“贴装机异常-观测项目表格”，生成部件种类(型号)、设备构件、观测项目以及观测值的增减方向的全部组合C1～Cn(步骤S133)。例如，得到“型号：AAAA+ID：1的吸嘴+吸附真空压+增加”、“型号：AAAA+ID：1的吸嘴+部件位置偏离量+增加”、“型号：AAAA+ID：1的送料器+部件一致率+减少”等组合。按每种该组合来设定监视基准值。

在将变量x初始化为1后(步骤S134)，针对各组合Cx(x＝1～n)进行以下的处理。

首先，监视基准设定部64从观测数据之中提取符合组合Cx的部件的观测值(步骤S135)。例如，在Cx＝“型号：AAAA+ID：1的吸嘴+吸附真空压+增加”的情况下，提取在以ID：1的吸嘴来吸附型号：AAAA的部件时所观测到的吸附真空压的值。

接下来，监视基准设定部64计算在步骤S135中提取出的相应部件的观测值的均值A和标准偏差σ(步骤S136)。此时，在相应部件之中存在不良品的情况下，排除不良品的观测值，而仅使用良品的观测值来计算(也就是良品分布的)均值A和标准偏差σ。

以后的处理根据相应部件之中是否存在不良品而不同(步骤S137)。

(在存在不良品的情况下)

监视基准设定部64将不良品的观测值与良品的观测值进行比较，评价不良品的观测值是否被认为异常(步骤S138)。此时的异常判定能使用与图7的步骤S78相同的方法。即，在不良品的观测值v满足下述条件的情况下，判定为异常值。

·在增减的方向为“增加”的情况下：v＞A+3σ

·在增减的方向为“减少”的情况下：v＜A－3σ

在将观测值v判定为异常值的情况下，将该观测值v决定为该观测项目的新的监视基准值(步骤S139)。此外，在判定为异常值的观测值v存在多个的情况下，将离良品分布的均值A最近的异常观测值v设为监视基准值即可。在步骤S138中未检测到异常值的情况下，前进至步骤S140。

(在不存在不良品的情况下)

监视基准设定部64将良品分布的3σ设为监视基准值。即，在以组合Cx所定义的增减方向为“增加”的情况下(步骤S140；增加)，将A+3σ的值设为监视基准值(步骤S141)，在增减方向为“减少”的情况下(步骤S140；减少)，将A－3σ的值设为监视基准值(步骤S142)。

使x递增来重复步骤S135～S142，若已针对全部的组合C1～Cn决定了监视基准值，则结束处理(步骤S143、S144)。

通过以上的方法，根据贴装机X2的观测数据和各检査装置的检査数据，来决定适当的监视基准值。监视基准设定部64既可以将已决定的监视基准值的信息输出至分析装置Y6或作业终端Y7的监视器，向操作者提示贴装机X2的安装程序的修正，也可以自动设定(改写)贴装机X2或生产设备管理装置X4中所存放的安装程序。此外，在进行安装程序的设定(改写)前，优选在分析装置Y6或作业终端Y7等的监视器中显示为“更新监视基准值吗？”等，向操作者询问能否更新，在受理监视基准值的变更许可后执行安装程序的设定处理。通过以上的方法，即使并非熟手，也能将贴装机X2的自动诊断功能中利用的监视基准值更新为更适当的值，能极力减少异常的“过看”或“漏看”。此外，信息的输出方法不限于由监视器进行显示，例如还可以是由打印机进行印刷、由扬声器进行语音输出、以及邮件发送等方法。

＜本实施方式的优点＞

根据上述本实施方式的构成，使用在分别处理不良品与良品时在贴装机中实际观测到的观测数据，来判断可能成为不良的原因的生产设备的动作异常是否已发生，因此能高精度且具体地确定由检査装置检测到的不良的直接的原因。而且，若原因被如此具体确定，则贴装机的维护和质量管理变得简单。

另外，在本实施方式中，通过使用图10、图11所示的表格，能使与基于专家(熟手)的知识和见解的判断同等的不良原因估计被装置化(自动化)。而且，由于只参照表格即可，因此还能谋求处理的简化、处理时间的缩短。

另外，由于设置了使用观测数据来更新各观测项目的监视基准值的功能，因此可期待能自动趋近过看或漏看少的更妥当的监视基准值。

＜其他＞

上述实施方式的说明只不过是例示性地说明本发明，本发明不限于上述具体的形态。本发明能在技术思想的范围内进行各种变形。

例如，尽管在上述实施方式中例示了通过分析装置Y6来进行贴装机X2的异常确定、监视基准值的更新的处理，但本发明的方法还能应用于焊料印刷装置X1、回流焊炉X3等其他生产设备的异常确定、监视基准值的更新。进而，本发明的方法不限于表面安装生产线，只要是包含生产设备和检査装置的生产线，则能优选适用于任何种类的生产线的质量管理。

另外，尽管上述实施方式的监视基准设定部64在符合组合Cx的部件之中不存在不良品时，将A+3σ或A－3σ设定为了监视基准值，但也可以通过其他方法来求取监视基准值。例如，可以针对符合Cx的多个部件，进行观测值与计测值(在该部件的检査中计测出的值)的相关分析，并将与预先规定的检査基准(例如计测值分布下的出现概率为m％)对应的观测值设定为新的监视基准值。

标号说明

20：工作台、21：送料器、22：贴装头、23：吸嘴、24：真空泵、25：上摄像头、26：下摄像头、27：接触传感器、28：压力传感器、29：控制部

60：检査数据获取部、61：观测数据获取部、62：不良原因估计部、63：表格存储部、64：监视基准设定部

B：基板、P：电子部件

X1：焊料印刷装置、X2：贴装机、X3：回流焊炉、X4：生产设备管理装置

Y1：印刷检査装置、Y2：部件检査装置、Y3：外观检査装置、Y4：X射线检査装置、Y5：检査管理装置、Y6：分析装置、Y7：作业终端。

Claims (14)

1.一种质量管理装置，进行生产线的质量管理，其特征在于，

在所述生产线上设置有生产设备和检査装置，所述生产设备具有为了探测本机的动作的异常而监视针对多个观测项目的观测值的功能，所述检査装置进行由所述生产设备处理后的制品的检査，

所述质量管理装置具有：

观测数据获取单元，其获取观测数据，该观测数据记录有在处理各制品时由所述生产设备观测到的各观测项目的观测值；以及

不良原因估计单元，所述检査装置在制品中检测到不良的情况下，该不良原因估计单元使用所述观测数据将处理不良品时的观测值与处理良品时的观测值进行比较，从而判断能成为所述不良的原因的所述生产设备的动作的异常是否已发生。

2.根据权利要求1所述的质量管理装置，其特征在于，

在针对观测项目处理不良品时的观测值与处理良品时的观测值之间存在规定程度以上的变化的情况下，所述不良原因估计单元判断为与该观测项目关联的所述生产设备的动作的异常是所述不良的原因。

3.根据权利要求2所述的质量管理装置，其特征在于，

在处理不良品时的观测值偏离处理良品时的观测值分布的均值给定距离以上的情况下，所述不良原因估计单元视为该观测值存在规定程度以上的变化。

4.根据权利要求3所述的质量管理装置，其特征在于，

所述给定距离是处理良品时的观测值分布的标准偏差的n倍。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的质量管理装置，其特征在于，

所述质量管理装置还具备存储单元，该存储单元存储表格，该表格包含：所述生产设备中能发生的异常现象与以该异常现象为原因而能发生的制品的不良之间的对应关系、以及所述生产设备中能发生的异常现象与在该异常现象发生时观测值出现变化的观测项目之间的对应关系，

在制品中检测出不良的情况下，所述不良原因估计单元提取所述表格中与所述不良对应的所述生产设备的异常现象来作为不良原因候选，

使用所述表格中与作为所述不良原因候选的异常现象对应的观测项目的观测数据，来估计该异常现象是否为所述不良的原因。

6.根据权利要求5所述的质量管理装置，其特征在于，

所述不良原因估计单元输出表示所述不良的种类的信息、表示提取出的所述不良原因候选的信息、以及表示所述不良的原因的估计结果的信息。

7.根据权利要求6所述的质量管理装置，其特征在于，

所述不良原因估计单元还输出在对检测到所述不良的制品进行处理时的观测值、以及处理良品时的观测值的信息。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的质量管理装置，其特征在于，

所述不良原因估计单元针对估计为所述不良的原因的异常现象，输出表示所述生产设备的异常部位和该异常部位的异常动作的信息。

9.根据权利要求8所述的质量管理装置，其特征在于，

所述不良原因估计单元将表示所述不良的种类的信息以及表示检测到所述不良的制品的信息与表示所述生产设备的异常部位和该异常部位的异常动作的信息一起输出。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的质量管理装置，其特征在于，所述生产设备的所述监视的功能是如下功能：在观测项目的观测值偏离通过预先设定的监视基准值而确定的正常范围的情况下，判定为所述生产设备的动作已发生异常，

所述质量管理装置还具备监视基准设定单元，该监视基准设定单元根据多个制品的观测值的分布来决定用于该观测值的监视的新的监视基准值。

11.根据权利要求10所述的质量管理装置，其特征在于，

所述监视基准设定单元输出所述新的监视基准值，或者，对所述生产设备自动设定所述新的监视基准值，或者，在从用户受理所述生产设备的监视基准值的变更许可后对所述生产设备设定所述新的监视基准值。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的质量管理装置，其特征在于，所述生产线是印刷基板的表面安装生产线，

所述生产设备是在印刷基板之上安装电子部件的贴装机。

13.一种质量管理装置的控制方法，该质量管理装置进行生产线的质量管理，其特征在于，

在所述生产线上设置有生产设备和检査装置，所述生产设备具有为了探测本机的动作的异常而监视针对多个观测项目的观测值的功能，所述检査装置进行由所述生产设备处理后的制品的检査，

所述控制方法具有：

观测数据获取步骤，获取观测数据，该观测数据记录有在处理各制品时由所述生产设备观测到的各观测项目的观测值；以及

不良原因估计步骤，在所述检査装置在制品中检测到不良的情况下，使用所述观测数据将处理不良品时的观测值与处理良品时的观测值进行比较，从而判断能成为所述不良的原因的所述生产设备的动作的异常是否已发生。

14.一种程序，用于使计算机执行权利要求13所述的质量管理装置的控制方法的各步骤。