CN1670743B

CN1670743B - 用于提高工业产品的成品率的方法

Info

Publication number: CN1670743B
Application number: CN2004101021143A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·科斯西; 保罗·格林; 加思·W·赫尔弗
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: CN1670743A; US6961635B2; US20050209723A1

Abstract

一种用于提高工业产品的成品率的方法，包括为部件和处理设备提供识别方案，由此向每个部件和每个设备给予唯一且可追踪的识别数据。提供数据库，其中存储部件识别数据和处理设备识别数据，并使其相关联。由处理设备在至少一个处理阶段中处理所述部件，以产生处理后的部件，并测试处理后的部件的缺陷。然后，通过对处理后的部件的测试来识别问题。从所述数据库中检索相关的部件识别数据和处理设备识别数据，并分析该数据，以便追踪所述部件到适当的处理设备。对该处理设备进行校正和修理，以校正所述问题。然后，确认工业产品的成品率的提高。

Description

用于提高工业产品的成品率的方法

技术领域

本发明涉及制造成品率的提高和质量控制测试过程。更具体地说，本发明公开了一种用于识别和校正可在若干不同地点制作的制造零件中的缺陷的系统和方法，硬盘驱动器是这样的制造零件的一个例子。

背景技术

制造正变为一种日益全球化的活动。可以在一个国家设计产品，然后，可以在全世界的一个或多个其它国家生产最终产品。硬盘驱动器(HDD)是这种生产全球化的一个例子，如该产品的设计可以在美国进行，读取-写入头的制作可以在第二国家进行，而最后组装可以在第三国家进行。当然，对于关心保持市场份额的任何制造商来说，产品的可靠性是必需的。尽管就成本而言，制造过程的全球化可能具有优势，但是它在生产可靠的零件方面和识别缺陷或问题的根源方面提出了其它挑战。于是，为了保证他们的产品的质量，制造商必须具有全面的质量控制系统和方法。

因为部件在一个地点制造，并被装运(ship)到另一地点组装，所以重要的是部件和组件是可追踪的，使得可以识别和校正问题。在过去，这是过于繁重或者不可能的任务，但幸运的是，计算机和数据库的使用正使得这个任务更为可行。

这样，剩下对在全球制造环境中识别和校正问题的全面的方法的需要。

发明内容

本发明是一种提高工业产品的成品率的方法，其包括为部件提供识别方案，由此向每个部件给予唯一且可追踪的识别数据。为处理设备提供识别方案，通过该识别方案向每个设备给予唯一且可追踪的识别数据。提供数据库，其中存储部件识别数据和处理设备识别数据，并使其相关联。由处理设备在至少一个处理阶段处理部件，以产生处理后的部件，并且测试该处理后的部件的缺陷和性能特性。然后，通过对处理后的部件的这个测试来识别问题。从数据库中检索相关的部件识别数据和处理设备识别数据，并分析该数据，以追踪该部件到适当的处理设备，并确定可能需要对该处理设备进行什么校正和修理。对该处理设备进行校正和修理，以校正该问题。然后，确认工业产品的成品率的提高。

本发明的一个优点是其允许对制造设施内的生产问题进行更简单的分析和校正。

本发明的另一优点是其允许在可能在地理上广泛分布的设施中制作的工业产品的成品率的提高。

本发明的另一优点是其允许部件的前向追踪能力，使得可以向下游追踪和监视来自有问题指示的生产装置的部件。

本发明的另一优点是其允许部件的后向追踪能力，使得可以向上游追踪有问题指示的部件到生产它们的机器，并检查该机器。

本发明的另一优点是其允许部件的前向追踪能力，使得可以在主批次“之前发送”来自由已知的机器生产的已知批次的部件，并监视它们，以给出对主批次的期望性能的指示。

本发明优于先前的故障分析(FA)方法的另一优点在于，在先前的故障分析(FA)方法中，典型过程是随机选择一个部件，然后对其进行FA，以试图识别问题的根源。这是时而成功时而失败的操作，如果所有部件均来自运行过程中操作参数改变不大的一台机器，其可能有效，但是当检查来自若干机器或者操作并混在一起的部件时，其可能不太有效。相比之下，本发明监视指定的部件，并追踪它们到生产它们的指定机器。

当阅读参考了若干附图的详细描述时，对本领域技术人员而言，本发明的这些和其它特征及优点无疑将变得清楚。

附图说明

下列附图不是按照实际装置的比例绘制，而是为了图示在此描述的本发明而提供的。

图1是在本发明的系统中包括的元件的方框图；

图2是本发明与硬盘驱动器制造有关的实践中包括的阶段的第一流程图；

图3是本发明与硬盘驱动器制造有关的实践中包括的阶段的第二流程图；

图4是示出本发明与硬盘驱动器制造有关的实践的结果的第一图；

图5是示出本发明与硬盘驱动器制造有关的实践的结果的第二图；以及

图6是本发明与一般制造产品有关的实践中包括的阶段的总流程图。

具体实施方式

在几台甚至可能一台机器负责生产部件的简单的集中制造操作中，追踪这些部件中的缺陷是相对简单的过程。当制造和制作设施变得更加分散和远距离散布，如可以在墨西哥的机器上根据美国的方案制造部件，然后将部件装运往亚洲以最后组装的时候，则识别和校正缺陷变得更具有挑战性。或者甚至更有挑战性的是，在随后被装运往其它若干不同的国家以进行最后组装、或者可能只是进行在别处的最后组装之前的中间组装之前，可能在若干不同国家的机器上制造相同类型的部件。在这些情形中，部件的追踪能力变得非常重要。当大量制造部件而部件本身可能非常小或者难以单独标记时，这也变得困难。

本发明提供一种系统和方法，用于提高制造部件的成品率，从而减小通过识别和校正制造缺陷而返回和修理有缺陷部件的费用。这一系统包括已知称为问题(Problem)、分析(Analysis)、行动(Action)和结果(Result)的首字母缩写PAAR的成品率提高方法。最广泛地说，PAAR代表以下内容：1)问题识别，通过客户交流和性能监视来进行；2)分析，用来确定问题的根源；3)行动，由制造和工程部门做出的解决问题的努力；以及4)结果，其中确认成品率的提高。

在全球制造的环境中，利用伴随着现代数据操作和存储能力而来的组件和制作机器追踪能力的提高，这个方法是可能的。这可以包括计算机数据库存储和用于装置的连通性的因特网的使用。

图1示出了本发明的系统10的总模型。通常，第一工厂12具有制造设施14，其包括制作机器16，每个制作机器被提供有识别数据18，该识别数据18被输入到具有到数据库24的数据链路22的计算机终端20中。给制造的部件26提供识别数据28，然后，通过计算机终端20将识别数据28也将其输入到数据库24中，其中，所述计算机终端20可以是连接到数据库24的相同的或不同的计算机。

然后，将制造的部件26装运往第二工厂30，尽管可替换地，这可以是相同工厂1中的第二制造设施32。此第二制造设施32具有第二组制作机器34，所述第二组制作机器34被提供有识别数据36，假设通过连接到因特网40的第二计算机终端38而将该识别数据36输入到数据库24中。当然，可替换地，这可以通过利用内部网或局域网而与第一计算机终端连接的第二计算机终端来进行，或者，如果假设第二制造操作在相同的工厂1中进行，则可能从相同设施中的第二计算机终端来进行。

第二制造设施32进行其对所制造的部件的操作，以产生处理后的部件42，然后测试该部件，然后再次假设通过连接到因特网40的第二计算机终端38来将性能数据44输入数据库24中。

在硬盘驱动器(HDD)制造的领域中，已成功地使用此PAAR方法来增大了成品率，并且，下列的讨论将使用HDD领域作为示例，尽管应当理解，可以在大多数制造环境中实践这一相同的系统和方法，从而不应将下面的讨论认为是限制于盘驱动器领域。

在此示例中，通过图2-3中示出的系统来建立追踪能力，图2中示出了当在盘制造工厂中盘经历的阶段，图3中示出了盘通过HDD制造工厂并被最终装运给客户的进展阶段。

在图2中，从卖主100得到装在盒(cassette)中的盘基板，并且来自一个基板盒的所有盘一起放在一个过程盒(process cassette)中。作为分批(batching)操作的一部分，已经给每个基板分配了条形码，读取此条形码并将其存储在数据库102中。通过参考盒中分离的位置来提供盘104的单独的数据，并且此数据是输入数据库中的识别信息的一部分。然后将基板盘发往各种单独的处理步骤，例如清洗106、溅射108、润滑110等。在这些过程的每一个期间可以进行测量，从而例如测量溅射层的厚度，或者记录润滑油的厚度。如果使用多台机器来进行这些过程，则也可以给它们分配数据库中存储的识别符。这样，以后可以确定哪台机器对某个被识别的盒中的盘进行了例如溅射操作，如果以后发现溅射层中有缺陷，则可以追踪回到那个指定的机器并加以校正。

在盘测试操作112时测试盘，并且如果希望的话，可以进行故障分析(FA)，以再次通过追踪部件回到生产机器而校正在盘测试期间遇到的问题。

然后，将来自过程盒的盘分类入装运盒，并且过程盒与装运盒中的位置之间的关系也存储在数据库114中。然后，将装运盒送往HDD工厂116。

该过程在图3中继续进行，其中从盘工厂118接收装运盒。产生盘安装操作盒，并再次将装运盒与盘安装操作盒中的位置之间的关系存储在数据库中。然后，通过每个盘在HDD中的插槽(slot)位置和数据库120中存储的这个数据来识别盘，其中，数据库120可以是链接到盘工厂的那一个数据库的独立的数据库，或者可以存在到第一数据库的数据链路。然后，通过净化室操作122和HDD测试操作124来处理盘。利用HDD序列号和头位置来在数据库126中存储测试和测量结果。然后，将HDD装运给客户128。在该领域中，从客户感受和/或出故障的返回零件收集更多的数据是很常见的。这未在图中示出，但是，它以与前面所讨论的类似的方式来操作，即，以问题、分析、行动和结果的阶段进行PAAR操作，并使用其来增大HDD的成品率。

本发明与先前的故障分析(FA)方法相比是一个进步，在先前的故障分析方法中，典型过程是随机选择一个部件，然后对其进行FA分析，以试图识别问题的根源。这是时而成功时而失败的操作，如果所有部件均来自运行过程中操作参数改变不大的单个机器，那么其可能有效，但是当检查来自若干机器或者操作并混在一起的部件时，其可能不太有效。在此情况下，随机采样可能彻底错过问题，或者即使发现了问题，可能也难以查明问题的根源。

相比之下，本发明允许前向和后向双向追踪能力，使得例如当注意到所测量的缺陷或一台机器不正常工作时，所测量的缺陷或一台机器的故障可以允许人员给下游的操作发送预先通知，以观测由那台不正常工作的机器生产的零件的特定缺陷或性能特性。或者相反，在特定操作中注意到的特定部件或特定的一批部件中的缺陷可以允许制造工程师从制造过程中的较早阶段开始检查并且可能修理设备。也有可能提前发送一系列(a run of)部件的样本以查看在以后的组装阶段中它如何表现(perform)。例如，磨光操作期间质量勉强够格(marginal)的一盒盘中可以提前送出一个样本件，将该样本件内嵌于HDD中，并通过最终测试来测试运行参数，利用该参数，可以确定盒中剩余的盘是否应当重新加工、或者允许其继续进行进一步的处理。

图4和5示出了作为使用本发明的结果的HDD的成品率的提高。图4示出了通过在测试期间检测的文件读取缺陷的百分比而测量的HDD中所注意到的缺陷的百分比。发现了小的盘缺陷，并且，分析确定存在小的溅射前的基板缺陷。采取行动以在早期实现对这些缺陷的改进检测，并且可以看到结果为：文件读取错误从第一星期的9％下降到3个月后的大约2％。

图5示出了在HDD的自检周期期间发生的文件读取缺陷的类似曲线图。分析识别出盘中的小缺陷，其通过在盘处理期间实施增强的预清洗过程而解决。示出结果为，初始文件丢失(fallout)在三个月内从超过12％降到大约2％。因而证明了本发明提高产品的成品率和减小源自将零件损失到边角料中的成本的有效性。

图6示出了在提高工业产品的成品率的方法中的一般化的主要阶段的流程图。这些阶段包括：为部件提供识别方案，由此向每个部件给予唯一且可追踪的识别数据200；

为处理设备提供识别方案，通过该识别方案向每个设备给予唯一且可追踪的识别数据202；

提供数据库，其中存储部件识别数据和处理设备识别数据，并使其相关联204；

由处理设备在至少一个处理阶段中处理部件，以产生处理后的部件206；

测试处理后的部件的缺陷和性能特性208；

通过对处理后的部件的测试来识别问题210；

从数据库中检索相关的部件识别数据和处理设备识别数据212；

分析该数据，以便追踪该部件到该处理设备，并确定可能需要对该处理设备进行什么校正和修理214；

对处理设备进行校正和修理，以校正问题216；以及

确认工业产品的成品率的提高218。

将这些步骤置于上面讨论的PAAR操作的环境中，则阶段210、214、216和218分别对应问题、分析、行动和结果的阶段。

尽管关于某些优选实施例示出和描述了本发明，但是应当理解，当审阅了此公开内容时，本领域技术人员无疑能进行形式和细节的修改。因此，意图由所附权利要求涵盖仍然包括本发明的创造性特征的真实精神和范围的所有这样的改变和修改。

本申请与普通转让并联合临时提交的、题为System for Yield Improvementof Manufactured Product(用于提高工业产品的成品率的系统)的专利申请(代理人案号为HSJ9-2003-0199US2(60717-342302))相关。

Claims

1.一种用于提高工业产品的成品率的方法，包括：

A)通过给部件批次分配编码、并且还分配与所述部件批次内的位置相关的数据，为部件提供识别方案，由此向每个部件给予唯一且可追踪的识别数据；

B)为处理设备提供识别方案，通过该为处理设备提供的识别方案向每个设备给予唯一且可追踪的识别数据；

C)提供数据库，其中存储所述部件识别数据和所述处理设备识别数据，并使其相关联；

D)由所述处理设备在至少一个处理阶段中处理所述部件，以产生处理后的部件；

E)测试所述处理后的部件的缺陷和性能特性；

F)通过对所述处理后的部件的所述测试来识别问题；

G)从所述数据库中检索所述相关的部件识别数据和处理设备识别数据；

H)分析该数据，以追踪所述部件到所述处理设备，并确定可能需要对该处理设备进行什么校正和修理；

I)对处理设备进行校正和修理，以校正所述问题；以及

J)确认所述工业产品的成品率提高。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

C中的所述数据库能够从多个计算机终端访问。

3.如权利要求2所述的方法，其中：

所述多个计算机终端位于分离的设施内。

4.如权利要求3所述的方法，其中：

所述多个计算机终端通过因特网相连接。

5.如权利要求3所述的方法，其中：

所述多个计算机终端通过内部网相连接。

6.如权利要求1所述的方法，其中：

B中的所述处理设备位于多于一个制造设施内。

7.如权利要求6所述的方法，其中：

E中对所述处理后的部件的所述测试在与进行了所述至少一个处理阶段中的至少一个的制造设施分离的制造设施内进行。

8.如权利要求1所述的方法，其中：

E中对所述处理后的部件的所述测试包括将完成的工业产品装运给消费者，并监视实际应用中的问题。

9.如权利要求1所述的方法，其中：

F中的所述识别所述处理后的部件的问题包括将完成的工业产品装运给消费者，监视实际应用中的问题，以及检查返回的产品。

10.如权利要求1所述的方法，其中：

F中所述识别所述处理后的部件的问题包括向下游追踪部件，以监视来自怀疑存在问题的处理设备的部件的性能。

11.如权利要求1所述的方法，其中：

F中所述识别所述处理后的部件的问题包括向上游追踪部件，以校正怀疑引起问题的处理设备的性能。

12.如权利要求1所述的方法，其中：

F中所述识别所述处理后的部件的问题包括将部件从主批次中提前发送，以测试该主批次的性能。

13.一种用于提高HDD的成品率的方法，包括：

A)通过给盘批次分配编码、并且还分配与所述盘批次内的位置相关的位置数据，为盘提供识别方案，由此向每个盘给予唯一且可追踪的识别数据；

C)提供数据库，其中存储所述盘识别数据和所述处理设备识别数据，并使其相关联；

D)接收盘盒；

E)将来自盘批次和位置数据的盘识别数据输入所述数据库；

F)由所述处理设备在至少一个处理阶段中处理所述盘，以生产HDD；

G)测试所述HDD的缺陷和性能特性；

H)通过对所述HDD的所述测试来识别问题；

I)从所述数据库中检索所述相关的盘识别数据和处理设备识别数据；

J)分析所述数据，以追踪所述HDD到所述处理设备，以确定可能需要对该处理设备进行什么校正和修理；

K)对处理设备进行校正和修理，以校正所述问题；以及

L)确认所述HDD的成品率提高。

14.如权利要求13所述的方法，其中：

C中的所述数据库能够从多个计算机终端访问。

15.如权利要求14所述的方法，其中：

所述多个计算机终端位于分离的设施内。

16.如权利要求15所述的方法，其中：

所述多个计算机终端通过因特网相连接。

17.如权利要求15所述的方法，其中：

所述多个计算机终端通过内部网相连接。

18.如权利要求13所述的方法，其中：

所述处理设备位于多于一个制造设施内。

19.如权利要求18所述的方法，其中：

G中对所述HDD的所述测试在与进行了所述至少一个处理阶段中的至少一个的制造设施分离的制造设施内进行。

20.如权利要求13所述的方法，其中：

G中对所述HDD的所述测试包括将完成的工业产品装运给消费者，并监视实际应用中的问题。

21.如权利要求13所述的方法，其中：

H中所述识别所述HDD的问题包括将完成的工业产品装运给消费者，监视实际应用中的问题，以及检查返回的产品。

22.如权利要求13所述的方法，其中：

H中所述识别所述HDD的问题包括向下游追踪部件，以监视来自怀疑存在问题的处理设备的部件的性能。

23.如权利要求13所述的方法，其中：

H中所述识别所述HDD的问题包括向上游追踪部件，以校正怀疑引起问题的处理设备的性能。

24.如权利要求13所述的方法，其中：

H中所述识别所述HDD的问题包括将部件从主批次提前发送，以测试该主批次的性能。