[发明专利]一种面向产品可靠性退化的TBE控制图系统优化设计方法

说明书

一种面向产品可靠性退化的TBE控制图系统优化设计方法,具体步骤是：一、确定与产品可靠性相关的关键过程变量，建立制造质量‑产品可靠性关联模型；二、对TBE控制图系统执行方案进行预设计，以监控关键过程变量；三、计算TBE控制图系统的受控平均报警时间；四、计算单一TBE控制图运行周期的期望时长；五、计算TBE控制图系统长期运行时的单位时间平均运行成本；六、计算由设备非指向性原因导致的批次产品可靠性退化风险增量；七、对TBE控制图系统的控制限进行联合优化。本发明优化了传统TBE控制图系统的控制限，有效遏制了因制造过程偏差导致的批次产品可靠性退化，在质量控制与可靠性保证领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明提供了一种面向产品可靠性退化的事件时间间隔(即“TBE”)控制图系统优化设计方法，属于统计过程控制领域。

背景技术

为能够在激烈的全球化挑战中维持竞争优势，制造商迫切需要不断满足市场与客户对于产品质量与可靠性方面不断提升的要求。制造过程作为产品形成的决定性过程，其稳定性与精确性直接决定了批次制造的产品质量与可靠性的退化程度。随着ISO 9001:2015标准的发布与逐步实施，在传统的以符合性控制为主的制造质量管理与控制中强化产品可靠性保证工作已逐步成为学术界和工业界的共识。

目前，现存的以提升批次产品可靠性为目标的过程质量控制与管理技术主要可以归为以下两类：第一类是根据经验规律选取能够与产品批次可靠性呈一定定性关系的制造阶段指标(例如批次合格率、返工损失等)，据此表征产品批次可靠性的高低；第二类则是综合利用产品物理结构分解方法与指标评价体系，将与产品可靠性有关的产品级特性参数从上到下逐步分解，得到与产品可靠性最为相关的工艺过程参数，并选取恰当的统计过程控制直接对其有关加工过程进行监控。然而，上述两类方法均存在明显的缺陷。首先，无论哪类方法，均不能定量描述不同制造过程质量对应的产品批次可靠性退化程度；其次，由于缺乏制造质量-产品可靠性的定量关联模型，导致无法对为增强批次可靠性所额外投入的生产成本和相应获得的批次可靠性提升进行费效比分析，这使技术人员无法确定最优的控制方案。针对上述缺陷，本专利提出了一种面向产品可靠性退化的TBE控制图系统优化设计方法，首先识别对与产品可靠性产生主要影响的关键过程变量，并且根据故障机理建立制造质量-产品可靠性关联模型，随后根据上述关键过程变量的具体分布类型，选取恰当的观测事件，利用单个TBE控制图对相关加工过程的事件时间间隔数据进行监控，进而考虑TBE控制图系统统计性能与经济性能的共同约束下，以产品批次可靠性退化风险增量最小为目标，对于所有单个TBE控制图的控制限进行联合优化，以实现费效比的最大化。本发明给出的一种面向产品可靠性退化的TBE控制图系统优化设计方法，在定量描述制造过程质量与批次产品可靠性退化关联关系的基础上，既能提升面向产品可靠性退化的制造质量管理的准确性，同时有助于制造商达到最佳的过程控制费效比。

发明内容

(1)本发明的目的：

针对目前的面向产品可靠性的制造质量管理分析中由于忽视各类生产约束与相应批次可靠性提升之间定量关系带来的不足，本发明提出了一种新的控制图系统设计方法——一种面向产品可靠性退化的TBE控制图系统优化设计方法，首先识别对与产品可靠性产生主要影响的关键过程变量，并且根据故障机理建立制造质量-产品可靠性关联模型，随后根据上述关键过程变量的具体分布类型，选取恰当的观测事件，利用单个TBE控制图对相关加工过程的事件时间间隔数据进行监控，进而考虑TBE控制图系统统计性能与经济性能的共同约束下，以产品批次可靠性退化风险增量最小为目标，对于所有单个TBE控制图的控制限进行联合优化，以实现费效比的最大化。

(2)技术方案：

本发明是一种面向产品可靠性退化的TBE控制图系统优化设计方法，提出的基本假设如下：

假设1产品可靠性与其制造过程中的关键过程变量存在确定的关联关系；

假设2涉及的加工工位均为高质量过程且采用连续监控；