零缺陷制造的基础—流程管理

1、零缺陷制造的基础流程管理前言在日常的工作中，我们越来越多地听到“品质”两个字，这说明当今社会各行业的竞争已经十分注重产品的质量问题。就smt行业来说，好的质量可以较简单地归纳为简单快速地一次性生产过程中，组装出满足寿命要求的pcb板。要达到这个目的，仅靠优良的设计和材料是不够的，关键是需要一个优化合理的产品工程流程(product engineering process)。在我们业内经常会出现这样的问题，就是当我们制造出来的产品出现质量问题的时候，首先大家都会把目光集中到材料、设备或者操作程序上以寻找原因，很少有人从工艺、工艺流程或产品工程流程的角度来解决处理问题。在很大程度上，这种寻找原因的

2、错误切入点正是造成我们在生产线上老是出现同样的问题而且长时间无法根本解决的主要原因。从事smt工作的同行们一定也经常遇到连锡、桥接、虚焊、锡珠和掉件等等问题；那么，为什么多年来这些问题会重复出现在一个又一个新产品、老产品上，为什么总也无法根治这些“老毛病”呢?工艺和流程管理不当通常是问题的主要起因因材料引起的质量问题有四个主要原因：选择错误、采购错误、库存问题和供应商品质。 1.选择错误：说明企业内技术和设计人员缺乏对材料工艺性好坏的判断能力。而这种能力的缺乏可能是由于技术知识的不足(不知道什么是工艺性的范围和好坏)造成的，也可能是管理上的问题(即缺乏器件工艺性认证流程、工具和审批做法等等)。

3、2.采购错误：经常是因为没有推行技术采购(注一)的做法或推行得不到位的结果。3.库存问题：常见的原因是库存条件不良(温度、温度、包装等)或时间过长。这些问题也是因为企业内部在技术上对材料的工艺性要求(注二)做得不足或不全的原因造成的。 4.供应商的问题：常出现在沟通和能力认证方面。在沟通上可能出现的问题是做得不够具体深入，比如只要求好的可焊性而没有材料、镀层厚度、库存时间、测量认证方法等的沟通。此外，则是认为供应商能够了解自己的要求，而没有进一步思考这样的沟通会不会失真。还有一点经常被忽视的是，许多供应商所处的技术领域及掌握的知识面和企业用户并不相同，这种情况非常容易造成沟通上的误解。在供应商

4、能力的认证方面，虽然目前不少大企业都会进行供应商筛选和能力认证的工作，但实际上仔细了解其生产技术、制造工艺和质量管理过程的并不多：也就是说评估认证大多只停留在表面的数据上而已，当然也就很难保证来料的质量。 从以上的分析可以看出，因材料引起的质量问题主要是和工艺流程以及产品工程流程管理有关。很多与设备有关的生产问题，除了那些的确因为设备部件损坏的问题外，其他经过调整能够解决或减轻问题程度的，大多数还是因为工艺掌握不好而引起的。当然，有些情况是由于设备的能力不足而造成的，但这追根究底也是因为设备的能力(如cmk)不能符合或支持产品的工艺性，也就是无法提供所需要的工艺能力cpk的问题；主要表现在两个

5、方面，一是设备配置没有依据工艺能力要求；二是产品设计没有符合可制造性方面的要求。(对于没有自己的设计人员，接单生产的ems来说，是缺乏了判断产品工艺性，制定有效工艺参数的能力)以上内容说明，由设备引起的生产问题同样也是与工艺流程以及产品工程流程的管理有关。工艺、工艺流程和产品工程流程工艺的英文是“process”一词。process在smt术语中包含了“工艺”、“做法”和“过程”等一些含义。在smt中，可以称焊膏印刷是个“工艺”，也可以说是个“做法”和“过程”；其他如贴片、回流焊接、波峰焊接、点胶和返修等等也都一样。虽然没有很严格的规定，在smt中一般“process”一词用在个别单点工艺上较

6、多，而且较偏重于技术方面的描述；比如上述的焊膏印刷、贴片工艺和回流焊接工艺等。工艺流程指的是整个组装工艺，即包括如上述的焊膏印刷、贴片工艺、回流焊接和返修工艺等所有process结合在一起的过程。工艺流程在英文中是“process flow”。工艺和工艺流程，一般是指产品制造阶段的流程，所以也常称为制造工艺流程(manufacturing process)。产品工程流程“product engineering process”则包括了制造以外，从产品设计到包装交货的整个流程。我们可以说，制造工艺流程适用于描述加企业(ems)的活动，而产品工程流程则更适合于oem的情况。本文的中心议题就是包含了

7、制造工艺流程的产品工程流程。一个完整的工艺技术管理平台，其技术流程分主流程和支流程两大部分。主技流程包括从产品的设计开发、试制、量产、安装交货一直到市场支援的全过程。支流程则包括市场、采购、库存(后勤)、基础工艺研发、设备工程、能源管理、人力资源管理以及质量管理等等各项具体工作。每个支流程和主流程都有直接或间接的相关关系；它们通过主流程而相互影响。比如基础工艺研发部支持设计部，他们提供的材料技术要求将会通过设计部提交采购部，作为技术采购中重要的资料。采购部能否有效地选择适当的供应商，在一定程度上受到基础工艺研发部的影响(注三)。流程管理的重点是：理清和管理好所有主、支流程间的关系，使他们相互协

8、调发挥应有的作用，杜绝相互“扯皮”造成的负面影响。流程管理的重要性生产线上出现不良品，有技术上的问题，也有流程管理的问题：特别是那些重复出现的技术问题，几乎都是流程管理不当引起的。技术的正常发挥经常是靠好的流程管理来确保的。我们有一些企业的技术人员虽然已经具备了一定的技术知识和实践经验，但生产线上的问题还是不断出现；技术人员每天的绝大部分工作时间还是在生产线上解决问题，却无法预防问题的发生。下面举一个和流程管理有关的常见例子，例如在0805或0603矩形器件上，把适用于波峰焊接的焊盘用在回流焊接上，容易造成“立碑”现象的发生。看起来这是由于设计没有满足可制造性的要求，采用了不正确的焊盘设计造成

9、的错误，属于技术上的问题；但如果仔细分析，是因为在设计流程中缺少了工艺路线的选择过程，或是后设计工序没有配合前面的工艺路线选择而造成的。在pcb板组装中，一件产品的制造，并不是一步完成的，也不是一个人或者一台设备能够制造出来的，它必须经过设计、试制等许多步骤，才能够投入大批量生产；此外，还经常要经过多次设计的修改和工艺调整的工作，所以其最终的品质结果，整个过程中的每一步都将对其产生影响。在上述过程中，各个工序都有本身的能力限制和输入要求，这就需要每一个工序和其上下游工序有很好的配合，才能前后贯通，制造出好的产品来。流程管理，强调的正是这种关系配合的管理，确保每一个工序在提供本身的价值的同时，不

10、会给任何下游的工序造成不便或问题。要把产品做好，除了需要技术知识外，还需要正确的做法来使用这些知识，要懂得技术知识只能在“点”上解决问题，只有采取正确的“做法”才能够从“面”上解决问题，而流程管理基本上就是针对“做法”的管理。我们不少时候受到分工管理的毒害，正如上一节中所说的，许多支援性的支流程其实都直接或间接地在影响负责产品设计和生产的主流程；分工管理使我们对这些关系或影响的控制力减弱。比如在采购部出现的技术问题，由于其责任和运作管理方法不受工程部的控制，工程部未必有彻底解决这些虽属技术问题的能力，而一般传统的采购部，在处理技术问题方面的能力上有又远弱于工程部，这就造成我们解决问题的切入点不

11、是最有效的，而使问题无法杜绝。流程管理的一个强处，就是能够通过流程眼光和管理做法，把整个企业内外(包括供应商和客户)的工序关系清楚地体现出来，更科学地找出最有效的改正切入点。这也说明了流程管理必须是企业层面的，而不应该只停留或局限于一两个部门之中。传统管理和流程管理的比较长久以来，我们受到大批量生产分工理念的影响，使我们在部门组织和人员、责任配制上分得很细而不灵活。这种传统的管理法虽然能够照顾到专门性的效率，却也容易对部门和工序间流动协调问题造成不利的负面影响。前面我们谈到的设计不良影响生产的例子就是个典型的现象。在传统管理做法上，虽然内部各部门之间比如设计部和生产部也有沟通，但却很缺乏协调性

12、和相互正面影响的力度，部门间的沟通协调和各自部门内部的沟通协调能力更是差得很远，这就造成了类似生产出现问题后才去要求更改设计，甚至会出现无法协调更改的情况。在职责上，设计部并不负责产品的制造水平，认为这是制造部门的责任；同时，制造部也没有权利要求按照他们的意图调整设计，如果设计部对整体效益认同多些，愿意协助就能使结果好一些，否则制造部门往往只好另想办法，甚至不计成本地通过调整工艺或修补来补偿设计方面的问题。如果运用了流程管理，以上的问题现象将可以得到更本性的解决。流程管理增加了部门的透明度，管理的对象不是“部门”和“部门员工”的概念，而是以工序流程为管理对象，注重流程中每一个过程的效率以及和上

13、下游工序的关系，管理重点在于整体流程的完整性和顺畅性。我们再用上面的错用波峰焊接技术的焊盘在回流焊接工艺上的例子，来看看如果采用流程管理将如何避免这类问题的发生。流程管理的每一个工序都有明确的输入要求，所以生产部(或试制部)对于设计部门传给他们的工作(即输入)有一定的要求。在这些要求中包括了产品的工艺路线选择、工艺难点描述和预计的质量问题和质量水平等等。做为上一个工序的责任人(pcb布局排线的cad工程师)，他必须对其输出(也就是下一个工序的输入)的质量负责。由于试制或生产技术人员必须知道产品设计是适合什么工艺的，才能适当地安排试制或生产，所以对于工艺路线描述这一“输入”的要求是合理的。由此，

14、明确在流程管理中，把“工艺路线描述”定为cad技术人员的责任，cad设计工作，是按照电路设计人员所提供的电路图和rom清单(器件材料清单)来进行的，而工艺的选择必须在材料确定之前，所以工艺路线不是由cad技术人员来定，这项技术资料在流程管理上就成为cad这一工序的输入，由cad工作之前的工序负责人员提供。在cad这一工序中，流程管理上也明确地注明其设计技术依据必须按照前工序提供的工艺路线，所以如果工艺设计负责人员定下工艺路线是回流焊接时，cad人员就自然会采用相应的回流技术的焊盘库来进行设计。这就可以避免采用不当的焊盘，也就相应地避免了给后工序的生产造成问题。当然，在这里需要一个前题条件，就是

15、在技术知识上必须先有波峰和回流焊接技术有不同焊盘需求的概念。所以我们先前提到技术和流程，一个是技术知识，一个是做法，必须很好地配合才能真正发挥作用。流程管理的内容和做法流程管理的活动，主要是对企业的关键活动重复进行以下三个步骤：1.制定流程(对于尚未有流程档案的)或流程分析(对于已有流程档案的)；2.改进流程；3.实施新流程。制定流程企业对于其各项主要活动都必须要制定相应的流程，这是最基本的工作。因为没有流程就没有流程管理可言；没有流程也就难以确保工作的系统性和一致性，更谈不上改善了。制定流程有几项重要的内容。首先要做到的是流程必须分得适当，不应该太细也不能太粗；太细会限制运作时的灵活性，太粗

16、则失去管理的力度。粗细的判断，是按照以下流程工序的各项必备内容是否能清楚地体现来决定的。制定流程最好是以图来表示(如图一)，并辅以文字说明，这样才能确保清晰而不容易被使用或管理者误解。流程中的每个工序用一个方块来表示，每一个工序应该具备以下的内容：(1)工序活动名称；(2)责任部门或职位；(3)输入；(4)输出；(5)关键工具和文档。除了每个工序流程应该具备以上内容外，在关键的流程工序部分应该有“关键表现指标”。这些表现指标描述的是对该部分流程的功能表现的测量方法，是日后用以评估分析流程的重要工具。所有的流程必须要有良好的文档记录和管理。由于很多工序中的输入/输出要求、工具和关键表现指标等都不

17、是很简单的几个字可以描述完整的，除了图示外，文字描述文档也是很重要的。流程分析流程分析的目的在于考察评估现有流程的完整性、能力和效率，以便进一步进行改善。这项工作通常是定期进行以及在遇到较大的问题时进行的，由管理层或流程负责人发起，组织流程工作人员、上下游工序负责人员，以及外来专家(条件也在不断改变，管理界很早就提出“延续不断改善”的理念。这种理念很适合于电子制造业，我们只有不想改善的流程，而不存在有无可改善的流程。延续改善的态度、要求、体制和活动，应该是一家现代化企业不可缺少的东西。以上我们谈到使用“关键表现指标”来观察分析流程的做法，就是属于这类延续改善的一种活动。从流程分析中我们已经了解

18、到焊盘使用出错的原因，在改进工作中我们就应该从现有流程上针对这些原因进行修改。所以如图三中所示，我们在“cad设计”工序的输入处要求上个工序提供工艺路线的信息，又在同一工序的工具中把焊盘库分为回流焊接技术和波峰焊接技术两种。在新流程的运作中，cad工程师在设计时就可以按照输入信息中的工艺路线，选择相应的焊盘库使用，那么就不会出现原先的设计问题了。由于cad工程师选择焊盘库的依据来自前工序的工艺设计部，所以不会因为本身工艺知识不足而选择错误，也就不会犯流程分析中的“能力或职责问题”了。(见图三)延续改善的做法通常使用在对流程已经有一定程度的完整设计以及应用经验上，因为它需要工作人员具备相当的行业

19、知识才能有效；对于新的用户，则一般需要借助于外来的协助。如果一个企业已经有相当好的起点，或已经采用了相当程度的知识管理(注四)做法时，这家企业是可能单靠这类延续改进方式就能够确保一段长时间的竞争优势的；但对于大多数的企业来说，单凭这类改进做法也许是不足的，以下的两种做法或许会对他们有所帮助。2、标杆改善标杆改善一词译自英文中的benchmarking，它具有比较和学习的含义，也就是向他人进行流程做法上的比较并学习他人的强处。 这种改善方法的要点是突破自己的思维框框，快速地利用他人的经验和知识。学习的对象不一定是同业，我们完全可以向不同的行业学习，这是标杆比较中一个重要而常被忽略的理念。向同行学

20、习会出现两个问题，一是学习机会不容易获得(很少同业愿意全心协助竞争者)；二是学习到的经常也跳不出行业的习惯或原有的知识框框。向不同行业学习则没有这些问题，只要是有类似的企业活动特性的，都可以是我们标杆学习的对象。例如，我们可以向麦当劳学习如何推行有效的国际化管理；我们也可以向迪斯尼乐园学习如何进行有效的设备保养管理和员工士气管理等等。 标杆改善做法的改善程度可能较延续改进做法来得快，但需要较多的资源、知识和经验，以及看学习对象而定，这是必须注意的。一般采用这类改善做法的依据是：(1)竞争压力较大时；(2)延续改善的机会、活动、幅度明显减低时；(3)已经长时间只做延续改善时；(4)明确知道有很好

21、的对象时(比如某对象成功地采用了一些新的管理法)；(5)对本身内部的活动和表现已经通过科学测量方法了如指掌时(此项是必备条件)。图四和图五是标杆改善的一个例子。图四是企业改良前的做法，后来在供应商的协助牵引下，对另外一家企业的做法进行标杆比较，评估其做法的强弱点后对内部原先的流程进行了图五的修改，从而大大地增加了测试的效益并减少了测试成本。3、流程再造另一种推行得很少却可能带来最巨大效果的改进方法，是流程再造。顾名思义，这是一种把相关流程重新设计，并快速推行的做法。其资源投入、所需的知识、经验，以及推行的风险等等都比前两种改善做法大得多。一般而言，每一次延续改进的工作，得到的改进程度处在数个百

22、分点到一、二十个百分点范围；标杆改善的程度可以在数十个到一百多个百分范围；而流程再造则可能使企业得到数倍，甚至数十倍的改进。 当然，这种吸引人的成绩并不是那么容易得到的，企业几乎不太可能在缺乏足够外来协助的条件下推行这种做法。对于新成立而又较缺乏知识经验的企业来说，在开始时使用外来专家协助来制定流程，推行流程管理，可以起着类似流程再造的效果，由于没有旧的一套需要更改，其投入必然小于一般的流程再造工程，而且可能较快地超越一些还在推行延续管理的企业。流程再造的一个例子，是将原先只有简单的“材料准备，bom清单检查，设备程序编制，备线，试生产，调整参数，记录”的七个试制步骤的流程，重新设计成包括工艺

23、难点分析、模拟设计、材料认证、工具认证、设备状况认证、初始参数设置、检查设计、优化调制、cpk/pwi制定和可信度分析等等二十多个工序在内的全新流程。我们可以从工序中看出，在流程再造后，改善的流程和原先的流程是有根本上的不同的，所以往往给企业带来巨大的效益，大大增加对日后量产质量的可控性和客户的信心。推行新流程不论是使用以上的哪一种做法，流程经过分析、诊断和改善后，接下来的工作就是推行改善后的新流程了。不要低估这项工作的难度，并不是所有好的东西都会被接受的。其中一些原因包括人的本性是抵制改革变化的，而流程的改变，尤其是流程再造所带来的巨大改变，会对许多部门或人事在责任上和工作性质上造成巨大的影响，总有些人是不喜欢这类变化的。比如有些人会认为工作量或责任多了，有些则觉得新的工作没有发展，不被公司管理层看重等等。对于习惯