電子產品質量控制技術課程建設及教學方法探討

許耀山

（廈門海洋職業技術學院，福建廈門，361012）

電子產品質量控制技術課程建設及教學方法探討

許耀山

（廈門海洋職業技術學院，福建廈門，361012）

電子產品質量問題不僅關系到廣大消費者的權益而且關系到企業的生存與發展，是國家競爭實力的一種體現。文章分析了當前電子產品質量教學存在的問題，說明了生產實際對人才培養的需求，闡述了質量控制技術教學主要內容和學習要求，強調質量控制系統教學應從質量控制基本概念開始，重視產品可制造性設計和生產現場7S管理，學習統計抽樣技術、各種QCC工具、SPC工具和六西格瑪管理及ISO9000質量保證體系知識等。提出了綜合運用理實一體、項目式和案例式教學方法，并經三年教學實踐證明有較好的效果。

電子產品；質量控制；課程建設；實施方法

一、引言

國家質量監督檢驗檢疫總局局長支樹平在2016年全國“兩會”部長通道上接受采訪時說，今年及至整個“十三五”要抓住重點消費品，打一場質量提升攻堅戰。質量問題不僅關系到廣大消費者的權益而且關系到企業的生存與發展，是國家競爭實力的一種體現。電子信息企業，無論是新進員工還是工作多年的老員工都必須接受電子產品質量控制技術培訓以提高產品的質量水平。現在也有許多電子信息專業的高等職業技術學院畢業生在企業在從事相關專業的質量控制與管理工作。然而，一些高等職業技術學院并沒有對產品質量控制技術進行系統的教學，使得畢業生難以快速適應企業崗位的需求；也有一些企業對員工的培訓也缺乏系統性和針對性，對質量問題從源頭控制認識不足，影響質量控制效果以及未能應用現代技術對品質進行控制而影響質量控制效率。這就表明了對高等職業技術學院學生和企業員工進行系統的現代質量技術課程建設及教學十分必要。

二、目前電子產品質量控制教學存在的問題分析

電子產品質量控制涉及范圍較廣，從源頭的產品研發、元器件采購到產品的制造過程，從產品檢驗出貨再到售后服務都必須進行控制。然而，從目前一些與電子產品質量教學相關的教材來看，一是對企業人才崗位需求了解不夠，企業對電子質量控制不僅僅品質管理崗位，許多崗位都要有相關知識和技能。當前的教學內容主要是針對品管崗位，存在一定的局限性。二是缺乏系統性，沒有從源頭控制相關內容，如可制造性設計部分；沒有對電子產品安裝質量國際標準進行教學，如IPC-A-610E標準。三是對于電子產品質量控制相關數據處理使用復雜公式進行計算，學習效率低，影響學習積極性。而教學方法基本采用單一的講授法，沒有把理論知識與技能訓練結合起來使得學習效果較差。因此，認識課程對應的工作崗位，對課程進行建設，改革教學方法具有重要意義。

三、電子產品質量控制技術課程對應的工作崗位

電子產品質量控制涉及的電子信息企業內部組織主要包括產品的研發部、元器件的采購、工藝技術、生產制造、品質管理和產品售后服務部門。對于這些部門的每一個員工都必須進行質量意識教育而對于下列的崗位人員則必須進行系統或針對性的質量控制技術和技術技能訓練。研發部門的PCB LAYOUT工程技術人員，要求針對性地學習可制造性設計部分；元器件采購人員針對性學習檢驗的基本知識及供應商管理知識；工藝技術部的IE、TE、PE人員和質量管理部門的IQC、PQC、FQC、OQC人員必須系統的學習全部的內容掌握技術技能；生產制造部要有針對性學習缺陷的判定標準、生產現場7S管理、QCC活動與工具、SPC工具；售后服務部門人員針對性學習統計工具及ISO9000相關知識。

四、電子產品質量控制技術課程的主要內容和要求

電子產品質量控制技術教學的對象是企業員工（包含企業工程技術人員）和高等職業技術學院的學生，因此，教學應從基礎開始逐步深入，同時為了能系統的進行也要兼顧企業的工作流程來進行。

（一）常見質量缺陷的定義及判定標準

對于高等職業技術學院的學生或企業新員工來說，由于與生產實際接觸面有限，許多學生或新員工不知缺陷的定義更不知判定標準，相關教材也少；而對于企業的老員工來說，若沒有系統的學習則對缺陷的判定標準是一知半解。因此，很有必要結合企業的生產實際教學或培訓相應的內容。

1．明確缺陷與不良品的定義和分類：缺陷：指在產品單位上任何不符合特定要求條件者。［1］不良品：指一個產品單位上含有一個或以上的缺陷。它們依據程度不同均可分為三類：嚴重、主要和次要缺陷或不良品。

2．學習電子產品PCBA安裝缺陷判定和可接收條件

IPC-A-610E-2010是最新的國際電子器件安裝可接受性標準。IPC是印制電路協（Institute of Printed Circuits）的英文首字母縮寫。高等職業教學或企業員工培訓時務必把這一標準列入教學內容并對電子產品PCBA安裝時的兩個關鍵工序：SMT和插件工序的安裝位置和焊接要求進行詳細的說明。SMT工序有：（1）SMT元件放置狀態目標條件、缺陷條件和可接收條件；（2）SMT元件焊接目標條件、缺陷條件和可接收條件。插件工序有：（1）插件元件放置狀態目標條件、缺陷條件和可接收條件；（2）插件元件焊接目標條件、缺陷條件和可接收條件。每個條件要有描述及圖片說明以便學生或員工識別類型，明確哪些是可接收，哪些是不可接收。

（二）質量工作程序

質量工作程序是指在企業中從事質量管理工作的基本方法和一般規律，也稱PDCA循環。PDCA是英語單詞Plan（計劃）、Do（執行）、Check（檢查）和Action（調整）的第一個字母。PDCA循環的工作程序概括起來有四個階段八個步驟。其中四個階段為計劃階段（P）、實施階段（D）、檢查階段（C）和調整階段（A）。教學過程要求強調PDCA循環一定要順序形成一個大圈，接著四個階段不停地轉。同時其轉動不是在原地轉動，而是每轉一圈都有新的計劃和目標，使質量水平不斷提高。

（三）可制造性設計與評審

可制造性設計主要包括：PCB安裝方案設計、PCB外形尺寸及定位標志或定位孔的尺寸設計、器件的排板布局設計、焊盤及導線的設計。［2］可制造性評審也稱為工藝評審，其內容涉產品的整個制造過程的各個環節。

1．SMT部分的評審內容［2］

這一部分評審的內容有PCB板是否設置MARK點或定位孔，四角是否設計圓弧，IC第一腳與板號是否有標志，部品最小間距是否符合規范要求，回流焊盤設計能否保證焊接質量，V型槽或郵票孔設置是否能防止分板時損壞器件及防止PCB板變形等。

2．自動插件部分評審內容

集合板的設計是否合理便于提高生產效率，是否在禁止區域內放置器件，豎插與臥插元件最小間距設置是否能防止元器件干涉及出現其他質量問題。

3．手工插件與波峰焊接部分評審內容

手工插件IC第一腳標志是否設置，波峰焊盤設是否合理，異形孔設計能否防止在波峰焊接時焊錫涌入元件面，對于需要波峰焊接的較大PCB板是否進行中線設置。

4．ICT測試部分

測試點的大小是否根據PCB板的實際情況盡可能設置較大的測試點，盡可能獨立設置測試點，一個等電位的銅箔（焊盤線）至少需要一個測試點。

上述內容極為重要，不僅僅與質量相關而且與生產效率和制造成本密切相關，可以把上述內容列成表格進行PCB板評審。

（四）生產現場7S管理技術［3］

質量控制離不開過程，而過程離不開現場。管理好現場的最好方法是實施7S管理技術。7S是整理（Seirz）、整頓（Seiton）、清掃（Seiso）、清潔（Seikeetsu）、素養（Shitsuke）、安全（safety）和節約（save）這7個詞的縮寫。7S的最終目標是提高員工的素養，這也是職業教育目標之一。而要達到素養的要求則需要一個復雜的過程。但可以從整理、整頓、清掃做起。整理的定義是區分必需品與非必需，難點是如何制定判定準則。這個準則是需要根據實際情況來制定，也可參照行業的做法。整頓難點是現場科學的布局及三要素和三定原則。清掃重點在于發現問題，清潔是維持前3S的成果。對學生來說，通過學習7S管理技術和開展7S管理活動也可以培養學生職業素養，促進職業能力的提升。在教學過程中務必通過事例來理解各個S的內涵。

（五）統計抽樣技術

統計抽樣技術這一部分可以根據電子信息企業的實際應用需要來確定教學內容。生產過程控制需要對不良數據進行統計后再作分析。而對數據統計一般是通過抽樣檢驗來進行的。所以，首先，應當學習抽樣的基本概念；其次，國家對抽樣檢驗制定了標準，常用的標準是GB/ T2828.1也是要學習的內容；最后，為了能夠快速的應用統計技術，應當學習統計軟件Minitab的應用。

1．抽樣檢驗的術語

抽樣檢驗有許多特點的術語，如單位產品、檢驗批、批量、樣本、合格判定數、抽樣方案、接收質量限AQL和極限質量限LQ等，是教學過程中首先需要進行學習的。

2．抽樣檢驗標準的應用

當前多數電子信息企業運用GB2828.1-2012標準實施計數抽樣檢驗。因此，教學過程中要求讓學生熟練掌握這一抽樣標準的具體應用。要求明確抽樣方案的形式（n，Ac，Re）或（n，Ac），會查樣本量字碼表，在確定AQL值和樣本代碼后，可以求出抽樣方案。正如前面所述，常見的檢驗形式有一次、雙次、多次和逐次抽檢，因此，對應于這些檢驗形式國家分別有不同的標準。

3．MINITAB的應用

電子產品質量控制需要應用統計學相關知識，而統計學有一定的抽象性，一些計算十分繁瑣。當前一些質量管理較好的企業均使用Minitab軟件來解決此問題。因此，教學過程中必須讓學生熟練掌握Minitab軟件的應用。質量控制技術中的QC、SPC及六西格瑪等應用Minitab工具軟件會使得解決實際問題變為十分容易。

（六）QCC活動的實施方法和QCC工具的應用

QCC（意為品管圈）活動也稱QC小組活動。在企業的人才招聘質量崗位的要求中，一般都要求熟練掌握QC7大工具而這些工具教材上很少涉及。因此，在高等職業技術教學中很有必要將其列入重要的教學內容。

1．QCC活動的實施步驟

QCC活動的實施步驟可以依據PDCA循環來進行，在P階段選擇課題、現狀調查、設定目標、原因分析、要因確認和對策制定；在D階段進行對策的實施；在C階段進行效果確認；在A階段制定鞏固措施、總結及今后打算。［4］其中發覺問題的方法一般采用頭腦風暴法。教學過程中可以以學生熟悉情景按照QCC活動的步驟開展QCC活動。

2．基本QCC工具

基本QCC工具有直方圖、散布圖、柏拉圖、因果圖、調查表、分層法、控制圖和圖表法。［4］在電子信息產品的生產過程，產品大部分的缺陷經常是由相對較少的原因造成的，造成缺陷的原因可能很多，可以改進的也很多，但是找出從哪里入手最好并不容易。若使用柏拉圖和分層法工具就能幫助你隔離出最主要的因素使你的質量改善立竿見影的效果。教學過程中發現一些同學對柏拉圖中的累計百分比存在問題，常把累計到80%以后的項目作為改善對象而得出錯誤的結論。因此，應當多舉一些學生熟悉的事例進行講解。

3．QCC新七大工具

由于基本的QCC工具主要側重于對以往過程數據統計分析而后針對存在的問題制定改善措施。這種改善措施前瞻性不足，因此，提出了QCC新七大工具。其側重于思考分析過程，在問題發生之前進行預防，包括：關系圖法、親和圖法（KJ法）、系統圖法、矩陣圖法、矩陣數據分析法、PDPC法、網絡圖法。［4］在教學過程中應當通過舉例說明新QC七大手法的實際應用，尤其是網絡圖法如何畫出實際問題的網絡圖對于多數高職學生有一定的難度，可以通過列出作業明細表的緊前工序和緊后工序來進行。

（七）SPC的基本原理及其工具的應用

SPC是 Statistical Process Control的簡稱，即統計過程控制。SPC運用統計技術對生產過程中的各工序參數進行監控，從而達到預防不良的產生、改進品質狀態和保證產品質量。SPC也是全面質量管理和Six Sigma管理的重要管理工具之一。其重要的工具包括控制圖，過程能力分析等。教學過程中需要特別強調計數值與計量值的區別。計量值使用的控制圖有：X-R、X-S、Xmed-R和X-Rs控制圖；計數值使用的控制圖有：P、nP、U和C控制圖。同時，在SPC工具中過程能力分析在企業中也是常見，值得注意的是在評估過程能力之前，首先必須將過程調整到統計控制狀態。即，只有在X和R圖都達到統計控制狀態后，才能開始評估過程能力。

（八）六西格瑪管理和ISO9000基本知識

六西格瑪管理是從全面質量管理的思想發展而來的并在許多大型企業應用取得成功。對于質量控制來說，六西格瑪意味著產品的不良率是百萬分之三點四，盡管這個數字對于多數企業來說是很難達到的然而必須向著這個目標前進，所以六西格瑪管理更是一種管理理念。六西格瑪有其獨特的解決問題的步驟，也有可以解決復雜問題的工具。教學重點在于理念的學習。對ISO9000質量管理體系系列標準的學習重點了解質量保證的實施方法。

五、電子產品質量控制技術課程的教學方法

在產品質量管理教學或培訓的方法通常是講授法，也就是主講老師講學生或員工聽，有時加入一些互動。這種方法由于理論灌輸學習時很容易疲勞，效果有限。因此，必須尋找新方法以提高學習效果。

改進學方法可以從企業相關崗位的工作內容出發，結合課程建設內容來進行。企業相關崗位作業內容包括設計報表、收集數據和處理數據以及使工具開展品質控制活動等。而課程建設有一獨特之處是使用MINITAM軟件來解決問題，因此，可以理論和實操同時進行。

（一）操作與理論學習同時進行 （也稱情景教學法）

在生產實際應用中，質量控制技術需要設計各種表單以便進行收集數據及數據處理，有時也要使用各種軟件工具如Office、QC工具、SPC工具和6σ工具對產品質量問題進行分析。因此，教學的環境最好是在機房里進行。同時要求機房電腦應當有Windows操作系統，安裝IE瀏覽器，能夠上網查找各種質量管理標準，安裝Microsoft Office、Protel99、Minitab和CAD等軟件。教學時在學習基本概念、原理之后應當設計學習情景，讓學生或員工進行針對實際問題進行操作。如設計某一PCB板的可制造性評審表并進行評審；應用Minitab選擇某一工具對某一實際問題進行分析等。特別強調邊學習邊操作的重要性。

在本課程建設中有企業人員參與，一些案例來自生產實際，因此，也可以采用案例教學法。

（二）通過案例解決方案的對比使學生或員工對現代工具應用的產生興趣，促進應用能力的提升

電子產品質量控制技術中會應用到許多統計工具，這些統計工具有一定的復雜性。傳統的操作方法是應用統計公式進行復雜運算，一個案例的分析計算需要花費許多人力和物力及時間。然而，如果應用現代統計軟件Minitab那么問題就變得非常簡單。在對中小企業的質量管理能力分析中，發現許多企業的質量控制技術人員尚未能掌握這一工具，使得管理水平無法提升。所以在教學過程中針對工具的應用可以以Minitab為主線綜合各種技術工具的應用。課程建設中采用淺至深并可綜合應用，因此也可以使用項目教學法。

（三）通過項目實戰達到教學目標 （也稱體驗學習教學法）

電子產品質量控制技術的內容較多，只有通過具體項目的學習才能提高綜合應用能力。對于高等職業技術學院來說，可以選擇學生宿舍或實訓場所存在的問題為研究對象，成立QC小組，開展QC小組活動。對于企業則可以選擇難度不大的項目開展QC小組活。在項目展開的過程，要盡可能多的使用所學知識和工具，尤其是統計軟件的應用。

六、實施效果

本課程是根據企業需求和學生學習特點編制而成，采用上述的教學方法，經過三年的教學實踐證明是行之有效的。學生的積極性顯著提高，每次課都按時完成實際操作內容，并盡可能熟練掌握相關技能。就業相應崗位畢業生反饋說，課程及教學方法使他現在工作得心應手。在對企業員工進行培訓時也深受好評。

七、結論

電子產品質量控制技術的教學內容和要求可以從以上幾個方面來進行。特別強調產品缺陷判定標準、可制造性設計與評審和7S管理技術列入教學內容及應用Minitab工具軟件解決生產實際問題的重要性。強調教學重點應放在培養學生或員工的質量意識和質量工具的應用技能上，以利于學生快速適應企業崗位需求及企業員工能力的提升。其教學方法是近幾年來教學實踐總結出來的比較有實際效果的方法。這對于企業提高質量管理水平也具有重要的意義。

［1］中華人民共和國國家標準.計數抽樣檢驗程序GB/T2828.1-2012［S］.北京：中國標準出版社.2013，（1）：2-20.

［2］許耀山.電子產品PCB可制性設計方法［J］.電子科技，2012，（11）：63-65.

［3］許耀山.光幕傳感器設計與制造過程中存在問題的研究［J］.電子科學技術，2015，（5）：301-304.

［4］邢文英.QC小組活動指南［M］.北京：中國社會出版社，2003，（7）：1-15.

［責任編輯：陳明］

G724.6

A

1008-7346（2016）02-0010-05

2016-03-20

許耀山，男，福建長泰人，廈門海洋職業技術學院信息技術系高級工程師。