CN106950933A - 质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质，其中，方法包括：基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值；利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值；根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。本发明可以实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制，并且对操作者的知识水平要求不高。

Description

质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质

技术领域

本发明涉及生产工序质量控制技术领域，尤其涉及一种生产工序质量一致性控制方法，具体来说就是一种质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质。

背景技术

现有技术中，航空、航天、兵器、船舶等国防军工制造行业，以及汽车、电力、能源、电子装备等精密制造业生产过程中，现有的质量控制方法不能有效地实时监控产品生产过程的质量稳定性，不能对生产过程中各个关键环节可能出现的质量一致性进行实时预警，从而无法最终实现对产品质量一致性的控制。

当前，产品生产过程中的质量一致性的控制主要包含以下3个方面的内容：

1)产品/工序质量与设计质量之间的一致性(或者叫吻合程度)。

2)同一批次产品/同一工序在不同环境条件下的性能指标的相同程度。

3)按照同样条件生产的不同批次产品之间质量特性的相同程度。

目前航空、航天、兵器、船舶等国防军工制造行业，以及汽车、电力、能源、电子装备等精密制造业生产过程中普遍存在如下问题：

1)在单工序作业时，与该工序相关的多个工艺参数、原料参数均在合格范围内，但由于各参数间互相影响到原因导致最终该工序的产出品是不合格的或一致性较差。

2)在整个产品的生产过程中，每个工序的产出都是合格的，但最终产品虽然合格，但不同批次之间的一致性较差。

当前各相关技术人员主要是从生产过程中的人(技能、素质)、机(设备维护管理)、材料、法(工艺、规程)、环境、测(测量方法、标准)的单项管理以及生产后的产品质量检验、统计分析等角度对以上问题进行管控。具体的实现方式是建立质量管理体系并引入诸如统计过程控制、失效模式和效果分析等质量管理工具来进行产品的质量一致性控制。

多数质量管理工具的目的是保证企业生产过程文件规范性、流程规范性，改善企业的内部管理水平以及为企业培养一种发现问题、处理问题的思考模式，从而控制产品生产过程，保证产品生产过程的质量一致性。

因此，统计过程控制等统计工具是利用数理统计技术，对生产过程关键工序的某个特定指标进行监控，当发现关键指标波动时进行预警，以保证关键指标在生产过程处于统计受控状态，最终达到控制产品质量一致性的目的。

然而，通过改善企业的内部管理水平以及为企业培养一种发现问题、处理问题的思考模式，从而控制产品生产过程，保证产品质量一致性的方法在实质上并没有直接涉及产品本身的质量控制。这种方法对产品质量控制的效果在很大程度上取决于“人”，包括企业管理人员的管理水平、企业生产人员的质量意识、相关人员的知识水平等。主要缺点如下：

1)通过管理方法间接控制产品质量一致性，而不是通过分析工艺参数直接控制产品质量一致性；

2)对企业管理人员知识结构、管理水平要求很高，不同人员对质量管理方法的理解不同，质量管理效果差别很大；

3)在生产结果出来之前无法预测最终结果，只能在出现问题后进行分析，以实现在后期生产过程中避免该问题。

统计过程控制也侧重于对问题的事前预防，但其是针对的是一个或几个独立指标，可以利用统计图表等应用保证某一个或几个关键指标的一致性，但无法实现对多类数据的综合分析并预测某一关键工序或产品的质量一致性。并且统计过程控制的有效使用对管理者的知识水平要求很高，导致目前多数企业管理者不具备使用统计过程控制来控制产品质量一致性的能力，而仅仅将其作为一个简单的统计工具来使用。缺点如下：

1)对人员的知识水平要求较高，无法推广使用。合理使用统计过程控制工具需要使用者了解数理统计知识、熟练应用各种控制图、通晓质量诊断理论、知道如何制定过程控制网图以及如何制定过程控制标准等。目前绝大多数企业的生产人员不具备以上知识，导致多数企业仅仅将其作为一个简单的统计工具来使用。

2)对各关键指标进行单独的控制，无法综合分析多个指标。使用统计过程控制工具可以针对生产过程中的某个指标进行控制(也可以无关联的并行控制几个指标)，但是无法同时综合分析多个指标对生产质量的影响。

3)无法综合分析各关键指标对产品质量一致性的影响权重。

4)控制过程需要生产人员全程参与，无法自我管理及优化。

因此，本领域技术人员亟需研发一种可以在生产过程中综合分析各项关键指标，从而实现对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行实时控制的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质，解决了现有技术中不能在生产过程中综合分析各项关键指标，从而不能实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供一种质量一致性控制方法，包括：基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值；利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值；根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。

本发明的具体实施方式还提供一种质量一致性控制装置，包括：工序质量控制单元，用于基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获取当前工序的工艺参数预测值；参数值控制单元，用于利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值；产品质量控制单元，用于根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。

本发明的具体实施方式还提供一种或多种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令通过数据处理设备处理后用于执行质量一致性控制方法。

根据本发明的上述具体实施方式可知，质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质至少具有以下有益效果：工序质量控制单元和产品质量控制单元协同工作，最终使得产品加工过程能够获得期望的产品质量特征参数值，实现产品质量的一致性控制；能够在产品生产过程中综合分析各个工序的各项关键指标，从而实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制；对操作者的知识水平要求不高，也不需要太多的人工介入，节省人力成本。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制方法的实施例一的流程图；

图2为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制方法的实施例二的流程图；

图3为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制方法的实施例三的流程图；

图4为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制装置的实施例一的示意框图；

图5为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制装置的实施例二的示意框图；

图6为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制装置的实施例三的示意框图；

图7为本发明具体实施方式提供的一种产品质量一致性控制原理图；

图8为本发明具体实施方式提供的一种电子产品质量一致性控制运行图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

图1为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制方法的实施例一的流程图，如图1所示，根据当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值，再利用当前工序的工艺参数预测值进行产品生产，同时控制当前工序的质量特征参数值，最后根据产品质量特征参数期望值和所有已完成工序的质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值，从而使所有工序对下一工序的产品生产具有指导作用。

该附图所示的具体实施方式中，质量一致性控制方法包括：

步骤101：基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值。其中，产品生产由两个或两个以上的工序组成，当前工序为除首道工序之外的工序。

步骤102：利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值。本发明的具体实施例中，质量特征参数值为测量仪器测量得到的产品工序加工质量参数。

步骤103：根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。本发明的具体实施例中，产品质量特征参数期望值为最终产品的质量参数期望值。

参见图1，能够在产品生产过程中综合分析各个工序的各项关键指标，从而实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制；对操作者的知识水平要求不高，也不需要太多的人工介入，节省人力成本。

图2为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制方法的实施例二的流程图，如图2所示，由于首道工序之前没有参考工序，因此，基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

该附图所示的具体实施方式中，步骤101之前，该方法还包括：

步骤100：基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

参见图2，对于首道工序，由于没有前期的工序可以参考，因此，可以基于首道工序的质量特征参数目标值获得首道工序的工艺参数预测值，从而对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制。

图3为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制方法的实施例三的流程图，如图3所示，利用当前工序的工艺参数预测值进行产品生产，同时采集当前工序的质量特征参数值。

该附图所示的具体实施方式中，步骤102具体包括：

步骤1021：利用当前工序的所述工艺参数预测值选取当前工序的自由调节工艺参数值。本发明的具体实施例中，工艺参数预测值中有些是允许自由调节的工艺参数值，有些是不允许自由调节的工艺参数值。自由调节工艺参数值包括设备设定参数。

步骤1022：根据当前工序的所述自由调节工艺参数值指导产品进行当前工序加工。本发明的具体实施例中，利用自由调节工艺参数值配置生产设备，从而进行当前工序加工。

步骤1023：根据当前工序加工结果控制当前工序的所述自由调节工艺参数值，以使所述当前工序加工结果满足所述产品质量特征参数期望值。其中，利用当前工序加工结果调节当前工序的自由调节工艺参数值，从而实现生产设备的实时调节，使当前工序加工结果满足产品质量特征参数期望值。

参见图3，利用当前工序的工艺参数预测值进行产品生产，同时控制当前工序的质量特征参数值，为后续工序生成质量特征参数目标值，从而实现工序质量一致性控制；由于为后续工序生成质量特征参数目标值时，引入了产品质量特征参数期望值，从而实现了产品质量一致性控制。

图4为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制装置的实施例一的示意框图，如图4所示的装置可以应用到图1～图3所示的方法中，工序质量控制单元根据当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值，再利用当前工序的工艺参数预测值进行产品生产，同时控制当前工序的质量特征参数值，最后工序质量控制单元根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值，从而使所有工序对下一工序的产品生产具有指导作用。

该附图所示的具体实施方式中，质量一致性控制装置包括工序质量控制单元11、参数值控制单元12和产品质量控制单元13。其中，工序质量控制单元11用于基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获取当前工序的工艺参数预测值；参数值控制单元12用于利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值；产品质量控制单元13用于根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。

参见图4，能够在产品生产过程中综合分析各个工序的各项关键指标，从而实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制；对操作者的知识水平要求不高，也不需要太多的人工介入，节省人力成本。

图5为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制装置的实施例二的示意框图，如图5所示，由于首道工序之前没有参考工序，因此，首道工序质量控制单元基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

该附图所示的具体实施方式中，质量一致性控制装置还包括首道工序质量控制单元14。其中，首道工序质量控制单元14用于基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

参见图5，对于首道工序，由于没有前期的工序可以参考，因此可以基于首道工序的质量特征参数目标值获得首道工序的工艺参数预测值，从而对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制。

图6为本发明具体实施方式提供的一种质量一致性控制装置的实施例三的示意框图，如图6所示，利用当前工序的工艺参数预测值进行产品生产，同时控制当前工序的质量特征参数值。

该附图所示的具体实施方式中，所述参数值控制单元12具体包括选取模块121、配置模块122和控制模块123。其中，选取模块121用于利用当前工序的所述工艺参数预测值获取当前工序的自由调节工艺参数值；配置模块122用于根据当前工序的所述自由调节工艺参数值指导产品进行当前工序加工；调节模块123用于根据当前工序加工结果控制当前工序的所述自由调节工艺参数值，以使所述当前工序加工结果满足所述产品质量特征参数期望值。

参见图6，利用当前工序的工艺参数预测值进行产品生产，同时采集当前工序的质量特征参数值，为后续工序生成质量特征参数目标值，从而实现工序质量一致性控制；由于为后续工序生成质量特征参数目标值时，引入了产品质量特征参数期望值，从而实现了产品质量一致性控制。

本发明的具体实施方式还提供一种或多种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令通过数据处理设备处理后用于执行质量一致性控制方法，其中，质量一致性控制方法具体包括以下步骤：

步骤100：基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

步骤101：基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值。

步骤102：利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值。

步骤103：根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。

本发明综合使用工序质量控制单元11和产品质量控制单元13，能够实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制；对操作者的知识水平要求不高，也不需要太多的人工介入，节省人力成本，生产效率高。

图7为本发明具体实施方式提供的一种产品质量一致性控制原理图，如图7所示，综合利用一个产品质量控制单元和多个工序质量控制单元，在首道工序(工序1)中，工序质量控制单元基于质量特征参数目标值和其它现场采集数据生成用于首道工序的工艺参数预测值；利用首道工序的工艺参数预测值指导首道工序的生产；参数值控制单元控制首道工序的质量特征参数值；产品质量控制单元基于产品质量特征参数期望值、首道工序的质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值为二道工序(工序2)生成质量特征参数目标值；工序质量控制单元基于工序2的质量特征参数目标值和其它现场采集数据生成用于工序2的工艺参数预测值；利用工序2的工艺参数预测值指导工序2的生产；参数值控制单元控制工序2的质量特征参数值；产品质量控制单元基于产品质量特征参数期望值、工序1、2的质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值为三道工序(工序3)生成质量特征参数目标值；工序质量控制单元基于工序3的质量特征参数目标值和其它现场采集数据生成用于工序3的工艺参数预测值；利用工序3的工艺参数预测值指导工序3的生产；参数值控制单元控制工序3的质量特征参数值…，以此类推，直到产品生产完成。

图8为本发明具体实施方式提供的一种电子产品质量一致性控制运行图，如图8所示，综合利用一个产品质量控制单元和多个工序质量控制单元，在溅射工序中，工序质量控制单元基于镀膜厚度期望值和其它现场采集数据(即材料纯度、离子轰击功率、工作气压实际值)生成用于溅射工序的溅射时间预测值；利用溅射工序的溅射时间预测值指导溅射工序；参数值控制单元控制溅射工序的实测镀膜厚度值；产品质量控制单元基于产品电阻期望值和溅射工序的实测镀膜厚度值为烧结工序生成烧结硬度目标值；工序质量控制单元基于烧结工序的烧结硬度目标值和其它现场采集数据(即时间、气体流量实际值)生成用于烧结工序的烧结温度预测值；利用烧结工序的烧结温度预测值指导烧结工序；参数值控制单元控制烧结工序的实测烧结硬度值；产品质量控制单元基于产品电阻期望值、溅射工序的实测镀膜厚度值和烧结工序的实测烧结硬度值为焊接工序生成焊接拉力目标值；工序质量控制单元基于焊接工序的焊接拉力目标值和其它现场采集数据(即水氧含量、功率、速度、时间实际值)生成用于焊接工序的焊接压力预测值；利用焊接工序的焊接压力预测值指导焊接工序，从而完成产品的生产，由于前一工序指导后一工序生产，产品电阻期望值指导所有工序生产，从而实现工序质量一致性控制及产品质量一致性控制。

本发明具体实施方式提供一种质量一致性控制方法及装置、计算机存储介质，多个工序质量控制单元和一个产品质量控制单元协同工作，最终使得产品加工过程能够获得期望的产品质量特征参数值，实现产品质量的一致性控制；能够在产品生产过程中综合分析各个工序的各项关键指标，从而实时对产品生产过程中工序质量一致性以及产品质量一致性进行控制，实现对产品生产的整体质量管理、动态控制；对操作者的知识水平要求不高，也不需要太多的人工介入，节省人力成本。

上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种质量一致性控制方法，其特征在于，该方法包括：

基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值；

利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值；以及

根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。

2.如权利要求1所述的质量一致性控制方法，其特征在于，基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获得当前工序的工艺参数预测值的步骤之前，该方法还包括：

基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

3.如权利要求1所述的质量一致性控制方法，其特征在于，利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值的步骤，具体包括：

利用当前工序的所述工艺参数预测值选取当前工序的自由调节工艺参数值；

根据当前工序的所述自由调节工艺参数值指导产品进行当前工序加工；以及

根据当前工序加工结果控制当前工序的所述自由调节工艺参数值，以使所述当前工序加工结果满足所述产品质量特征参数期望值。

4.如权利要求3所述的质量一致性控制方法，其特征在于，所述自由调节工艺参数值包括设备设定参数。

5.如权利要求1所述的质量一致性控制方法，其特征在于，所述质量特征参数值为测量仪器测量得到的产品工序加工质量参数。

6.如权利要求1所述的质量一致性控制方法，其特征在于，所述产品质量特征参数期望值为最终产品的质量参数期望值。

7.一种质量一致性控制装置，其特征在于，该装置包括：

工序质量控制单元，用于基于当前工序的质量特征参数目标值和当前工序的其它现场采集数据获取当前工序的工艺参数预测值；

参数值控制单元，用于利用当前工序的所述工艺参数预测值进行产品生产从而控制当前工序的质量特征参数值；以及

产品质量控制单元，用于根据产品质量特征参数期望值、所有已完成工序的所述质量特征参数值以及所有未完成工序的历史质量特征参数值获得下一工序的质量特征参数目标值。

8.如权利要求7所述的质量一致性控制装置，其特征在于，该装置还包括：

首道工序质量控制单元，用于基于首道工序的质量特征参数目标值和首道工序的其它现场采集数据获得首道工序的工艺参数预测值。

9.如权利要求7所述的质量一致性控制装置，其特征在于，所述参数值控制单元具体包括：

选取模块，用于利用当前工序的所述工艺参数预测值获取当前工序的自由调节工艺参数值；

配置模块，用于根据当前工序的所述自由调节工艺参数值指导产品进行当前工序加工；以及

控制模块，用于根据当前工序加工结果控制当前工序的所述自由调节工艺参数值，以使所述当前工序加工结果满足所述产品质量特征参数期望值。

10.一种或多种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令通过数据处理设备处理后用于执行权利要求1～6任一所述的质量一致性控制方法。