电工电子产品成熟度评估方法

摘要

本发明公开了一种基于电工电子产品成熟度试验数据或相关试验数据及生产制造数据的产品成熟度评估方法，具体步骤为：步骤一、电工电子产品成熟度评价指标的裁减与确定；步骤二、电工电子产品成熟度评价指标分量的确定与计算方法；步骤三、电工电子产品成熟度的综合评估。本发明适用于评估电工电子产品当前成熟程度的场合，对于非电工电子产品成熟度的评估也有一定的参考价值。

主权项

一种电工电子产品成熟度评估方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一、电工电子产品成熟度评价指标的裁减与确定；参照电工电子产品成熟度的定义，将其评价指标划分为以下几个类别：1)耐应力类指标：该类指标表征的是电工电子产品在温度、振动等环境应力激发作用下耐应力健壮成熟程度。具体指标包括：耐高温应力成熟度指标，耐低温应力成熟度指标，耐振动应力成熟度指标等。2)生产制造能力类指标：该类指标反应的是电工电子产品在生产制造环节中的成熟程度，具体可通过电工电子产品综合工序能力指数的成熟度值来表征。对于具体的电工电子产品，其成熟度评价指标体系根据具体情况在以上两类指标的基础上进行裁剪添加后确定。步骤二、电工电子产品成熟度评价指标分量的确定与计算方法；1、耐应力成熟度指标分量的确定与计算方法。耐应力成熟度指标分量的确定需要收集电工电子产品成熟度试验或相关试验的试验数据，具体应力指标类型由单应力成熟度激发试验的应力类型确定。定义M_x为电工电子产品的耐应力成熟度，它可以通过式(1)进行计算：$M_x=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_i{m}_i---\left(1\right)$其中，i是指产品的第i个应力指标，一共有n个应力指标。m_i是应力指标i的成熟度分量，a_i是应力指标i的成熟度分量m_i对产品耐应力成熟度的权重，M_x∈[0,1]，m_i∈[0,1]，a_i∈[0,1]，i＝0,1,2...n。假设产品在i应力下的工作极限服从正态分布。应力指标i的成熟度分量m_i通过工作极限分布、设计极限，及分布的横坐标轴围成的较大部分的面积S₁的大小来表征，S₁的值越大，产品在该应力下越成熟。S₂为工作极限分布、设计极限，及分布的横坐标轴围成的较小部分的面积，S₁和S₂两部分面积的和为1。定义：m_i＝S₁(i)              (2)其中，当应力指标的取值小于0(如：低温)时：$S_1\left(i\right)=\Phi \left(\frac{x_0\left(i\right)-\mu }{\sigma }\right)---\left(3\right)$当应力指标的取值大于0(如：高温、振动)时：$S_1\left(i\right)=1-\Phi \left(\frac{x_0\left(i\right)-\mu }{\sigma }\right)---\left(4\right)$S₁(i)+S₂(i)≡1              (5)应力指标i下的设计极限x₀(i)的取值由设计需求给出。通过对l个抽样产品进行成熟度试验，可以得到该应力下的一组试验值，Z＝(z₁,z₂,z₃,...z_l‑1,z_l)，对试验值进行矩估计即可得在该应力下产品工作极限所服从正态分布的均值μ(i)和方差σ(i)。$\widehat{\mu \left(i\right)}=\frac{1}{l}\underset{j=1}{\overset{l}{\Sigma }}{z}_j---\left(6\right)$$\widehat{\sigma \left(i\right)}=\frac{1}{l-1}\underset{j=1}{\overset{l}{\Sigma }}{(z_j-\widehat{\mu \left(i\right)})}^2---\left(7\right)$当时，若(应力指标取值小于0时)或(应力指标取值大于0时)，则m_i＝1，否则m_i＝0。2、生产制造能力成熟度指标分量的确定与计算方法。生产制造能力成熟度指标分量的确定需要收集关键工艺参数的相关数据，一般由产品的制造部门识别并提供。定义M_y为电工电子产品的生产制造能力成熟度，其值可以通过查询表1获得，表1是在工业生产对工序能力指数的评价要求的基础上结合产品成熟度的概念给出的。表1 电工电子产品生产制造能力成熟度取值表电工电子产品综合工序能力指数通过2类工序能力指数来表征：1)元器件制造工艺的工序能力指数；2)装配工艺的工序能力指数。元器件的种类可以分为外购件和自产件2类，外购件的工序能力指数由外购产品厂方提供，自产件的工序能力指数由自己厂方的生成制造部门统计计算。电工电子产品生产的关键工序包含元器件制造工艺的关键工序或(和)装配工艺的关键工序，具体包含的工序由产品的生产过程所决定。关键工序是指对最终产品的特征、功能、性能、质量、可靠性等有重要影响并可能最终制约产品成熟的工序。然后再确定关键工序的关键工艺参数，关键工艺参数是指既能全面反映关键工序状态，又适合于参数采集的工艺参数。在实际应用中，可能涉及以下几类参数：(1)原材料参数：如键合工序中表征硅铝丝质量的参数。(2)设备参数：如高温氧化炉的温度参数。(3)环境参数：如空气洁净度参数。(4)工艺条件参数：如氧化、扩散工艺中的气流。(5)工艺结果参数：如键合工序中引线键合强度。C_P是电工电子产品的综合工序能力指数，其值可以通过式(8)进行计算$C_P=\underset{s=1}{\overset{m^{\prime }}{\Sigma }}\underset{t=1}{\overset{n^{\prime }}{\Sigma }}{b}_{\mathrm{st}}{C}_{p_{\mathrm{st}}}---\left(8\right)$其中，是产品的第s个关键工序下第t个关键工艺参数的工序能力指数，其值可以通过计量数值计算式(9)或计数数值计算式(10)进行计算，b_st是与相对应的权重，$\underset{s=1}{\overset{m^{\prime }}{\Sigma }}\underset{t=1}{\overset{n^{\prime }}{\Sigma }}{b}_{\mathrm{st}}=1.$$C_{p_{\mathrm{st}}}=\min \{({\mu }_{\mathrm{st}}-T_L)/3{\sigma }_{\mathrm{st}},(T_U-{\mu }_{\mathrm{st}})/3{\sigma }_{\mathrm{st}}\}---\left(9\right)$其中，假设工艺参数服从正太分布，μ_st是分布的均值，σ_st是分布的方差。T_U和T_L分别是工艺规范要求的上限值和下限值。其中，p_U是不合格品率的规格界限，是不合格品率平均值，n_q是第q次抽样的样本容量，p_q是第q次抽样的不合格样品数，是q次抽样的样本容量均值。步骤三、电工电子产品成熟度综合评价。定义M为电工电子产品的成熟度，它可以通过式(11)进行计算：$M=c_1{M}_x+c_2{M}_y+\underset{r=3}{\overset{w}{\Sigma }}{c}_r{M}_r---\left(11\right)$其中，M_x为电工电子产品的耐应力成熟度，M_y为电工电子产品的生产制造能力成熟度，M_r为电工电子产品的其他成熟度分量，c_r是不同成熟度分量对应的权重。M∈[0,1]，c_r∈[0,1]，r＝0,1,2...w。权重的分配应按照从高到低，自上而下的顺序进行，应先确定生产制造能力成熟度指标的权重，然后再确定总的元器件制造工艺工序能力指数和装配工艺工序能力指数的权重，最后再确定不同元器件制造工艺工序能力指数的权重。对于权重a_i,b_st,c_r，其确定方法可以根据实际情况有所调整，例如采用专家咨询法，相对比较法、神经网络法等。粗略评估可以采用简便易行的专家咨询法。确定权重之后，即可通过式(11)对电工电子产品的当前成熟度的进行综合评估。