(57)【要約】【課題】複数の製造工程を経て生産される製品について異常対応措置の精度向上と迅速な復旧を実現し、補正実行に伴う他工程の品質特性に与える影響を自動的に察知して効率的に品質改善を行うことが可能な品質管理システムを提供する。【解決手段】解析サーバー１１は、工程能力演算部１２により算出された工程能力の良否を判定して工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成し、補正値演算部１３により変動要因データベース１０に登録された信号因子から補正対象工程を検索して補正項目を特定すると共に補正値を算出し、作業者にアラームリスト及び補正値を報知してデータ管理サーバー１への条件設定値の変更を促す。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の製造工程の工程能力管理行って製品の品質特性を管理する品質管理システムにおいて、
各製造工程における設備仕様情報、各製造工程の制御因子を設定管理するプロセス情報、計測値が基準値を満たしているか否かを検査する検査情報や製品の仕様を示す設計図面情報、各製造工程の作業標準情報等の品質特性データがネットワークを通じて統合管理されるデータ統合管理サーバーと、
前記データ統合管理サーバーに統合管理される品質特性データの中から機能評価を行って平均値、分散への寄与率から重み付けされ、制御因子、誤差因子、信号因子に分類されて当該信号因子に関するデータ項目及び補正値係数を変動要因データベースに自動登録しておく品質工学演算部と、
前記データ統合管理サーバーに登録された設備情報、プロセス情報、検査情報から要求される品質特性を満たしているか工程能力を算出する工程能力演算部と、変動要因データベースより補正対象項目を検索して補正値を算出する補正値演算部とを備えた解析サーバーとを具備し、
前記解析サーバーは、前記工程能力演算部により算出された工程能力の良否を判定して工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成し、前記補正値演算部により変動要因データベースに登録された信号因子から補正対象項目を検索して補正値係数を演算処理して補正値を算出し、作業者端末にネットワークを通じてアラームリスト及び補正値を報知してデータ管理サーバーへの条件設定値の変更を促すことを特徴とする品質管理システム。
【請求項２】
前記データ統合管理サーバーは、各プロセスにおける設備仕様を登録した設備仕様情報サーバーと、各プロセスの制御因子の条件設定を行う条件設定サーバーと、前記制御因子に対応する実測項目を検出して計測値を統合管理する計測値管理サーバーと、製品検査結果を統合して管理する検査結果統合サーバーと、設計図面情報を登録管理する製品図面情報サーバーと、作業標準情報を管理する作業標準情報サーバーとを具備することを特徴とする請求項１記載の品質管理システム。
【請求項３】
前記解析サーバーよりアラームリスト及び補正値を受信すると作業者の無線端末にアラームを報知し、条件設定サーバーへの設定値の補正実行を促すアラーム受信サーバーを備え、該アラーム受信サーバーは前記無線端末からの補正実行指令を受信すると前記条件設定サーバーへ設定値を補正することを特徴とする請求項１又は２記載の品質管理システム。
【請求項４】
複数の製造工程の工程能力管理行って製品の品質特性を管理する品質管理方法において、
データ統合管理サーバーに統合管理される各工程の品質特性データの中から品質工学演算部により機能評価を行って平均値、分散への寄与率から重み付けされて制御因子、誤差因子、信号因子に分類され、当該信号因子に関するデータ項目及び補正値係数を変動要因データベースに自動登録しておくステップと、
前記データ統合管理サーバーに登録された設備情報、プロセス情報、検査情報から要求される品質特性を満たしているか工程能力演算部により工程能力を算出して工程能力の良否を判定するステップと、
前記工程能力演算部により算出された工程能力の良否を判定の結果、工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成し、補正値演算部により前記変動要因データベースに登録された信号因子から補正対象項目を検索し、補正値係数を演算処理して補正値を算出するステップと、
作業者端末にネットワークを通じてアラームを報知してデータ管理サーバーへの条件設定値の変更を促すステップとを含むことを特徴とする品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、複数の製造工程の工程能力管理行って製品の品質特性を管理する品質管理システム及び品質管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の部品製造プロセスが組み合わされた製品の品質管理を行う手法として、製造工場における品質管理システム、工程管理システム、工程監視システムなどの工程能力を算出・安定化させる品質管理方法が採用されている。具体的には、個々の部品製造工程の品質管理値から製品全体の品質を示す指標を求め、その指標を評価することで製品全体の品質向上と不良対策を行うことが行なわれている。例えば特開平１０−２６１０１９号公報に示す品質管理装置及び品質管理方法が知られている。
【０００３】
特開平１０−２６１０１９号公報に示す品質管理装置及び品質管理方法について図５を参照して説明する。例えば薄膜ヘッド製品を製造する設備において、サーバーは品質管理データベース５１及び品質評価情報データベース５２を備え、薄膜ヘッド製品の生産ライン全体に対する品質情報を管理している。各製造設備より工程毎の品質データを通信手段５３によりサーバーに登録しておく。品質データは一旦品質データバッファ５４に格納された後、再度読み出されて正規化演算部５５にて単純品質指数が算出される。また、品質データに対応した品質評価情報を品質評価情報データベース５２より取得して評価情報展開部５６にて工程能力や補正係数を含む品質補正情報を生成する。補正演算部５７にて単純品質指数を品質補正情報に基づいて補正し、補正品質指数を生成して評価演算部５８にて基準値を超えているか否か最終評価を行う。そして、補正品質指数を品質管理データベース５３に登録し、関連部署の作業者やプロセス改善担当者が必要なとき、例えばセンサー類で異常が検出されたときや設計変更が生じたときなどに活用系クライアントにより取り出すことができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の多工程を経て生産される製品の品質管理を行う場合、工程異常のアラーム検出と、迅速かつ適正な補正値の算出、補正の実行などが要求されている。
しかしながら、特開平１０−２６１０１９号公報に示す品質管理装置及び品質管理方法は、部品単位の閉じられた各製造工程において、個別に異常の発見と補正値算出とが行なわれて、品質管理データベース５３（図５参照）として参照可能に蓄積されるだけであるため、補正後の中間品質特性がその前後の製造工程の品質特性に与える影響までは考慮されていない。このため、最終品質特性を決める中間品質特性、それらを決めるプロセス条件の中の因果関係を確認し、対象となる製造工程及び製造条件から調整量を決定するため、他の工程で品質特性に新たな異常を発生させ易い。
【０００５】
したがって、工程異常を報知された関連部署の作業者やプロセス改善担当者が品質の現状を把握し、現場の製造装置や管理用端末で製造条件や設定値の変更を実施するようにしているが、生産工場全体として迅速かつ適切な対応がとれない。
即ち、アラームに対する適切な対応措置、補正対象工程の絞り込みまでに、異常品を回収して現象解析を実施し、改善のための実験を繰り返し行う必要があるため復旧するまで時間がかかる。
特に、最終品質特性を決める中間品質特性、それらを決めるプロセス条件の中の因果関係を確認し、対象となる工程と条件から調整量（補正量）を算出するまでに、個別に解析を行う実験サンプルの投入等の確認工程を経て補正量を決定するため時間がかかる。
また、量産開始までの間に、設計値と品質の状態及び設計値を得るまでのプロセス条件、作業条件等を確認する調査を実施しているが、量産開始以降の設計値の不適性で品質異常が発生する場合がある。これらは、複数の設計項目とプロセス条件とが影響し合う相乗効果で発生している可能性がある。
このように、複数の製造工程を経て生産される製品の品質管理を行う場合には、工程異常のアラーム検出精度と迅速かつ適正な補正値の算出と、補正実行が必要とされる。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、複数の製造工程を経て生産される製品について異常対応措置の精度向上と迅速な復旧を実現し、補正実行に伴う他工程の品質特性に与える影響を自動的に察知して効率的に品質改善を行うことが可能な品質管理システム及び品質管理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
複数の製造工程の工程能力管理行って製品の品質特性を管理する品質管理システムにおいて、各製造工程における設備仕様情報、各製造工程の制御因子を設定管理するプロセス情報、計測値が基準値を満たしているか否かを検査する検査情報や製品の仕様を示す設計図面情報、各製造工程の作業標準情報等の品質特性データがネットワークを通じて統合管理されるデータ統合管理サーバーと、前記データ統合管理サーバーに統合管理される品質特性データの中から機能評価を行って平均値、分散への寄与率から重み付けされ、制御因子、誤差因子、信号因子に分類されて当該信号因子に関するデータ項目及び補正値係数を変動要因データベースに自動登録しておく品質工学演算部と、前記データ統合管理サーバーに登録された設備情報、プロセス情報、検査情報から要求される品質特性を満たしているか工程能力を算出する工程能力演算部と、変動要因データベースより補正対象項目を検索して補正値を算出する補正値演算部とを備えた解析サーバーとを具備し、前記解析サーバーは、前記工程能力演算部により算出された工程能力の良否を判定して工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成し、前記補正値演算部により変動要因データベースに登録された信号因子から補正対象項目を検索して補正値係数を演算処理して補正値を算出し、作業者端末にネットワークを通じてアラームリスト及び補正値を報知してデータ管理サーバーへの条件設定値の変更を促すことを特徴とする。
【０００８】
また、複数の製造工程の工程能力管理行って製品の品質特性を管理する品質管理方法において、データ統合管理サーバーに統合管理される各工程の品質特性データの中から品質工学演算部により機能評価を行って平均値、分散への寄与率から重み付けされて制御因子、誤差因子、信号因子に分類され、当該信号因子に関するデータ項目及び補正値係数を変動要因データベースに自動登録しておくステップと、前記データ統合管理サーバーに登録された設備情報、プロセス情報、検査情報から要求される品質特性を満たしているか工程能力演算部により工程能力を算出して工程能力の良否を判定するステップと、前記工程能力演算部により算出された工程能力の良否を判定の結果、工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成し、補正値演算部により前記変動要因データベースに登録された信号因子から補正対象項目を検索し、補正値係数を演算処理して補正値を算出するステップと、作業者端末にネットワークを通じてアラームを報知してデータ管理サーバーへの条件設定値の変更を促すステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。
本発明に係る品質管理システム及び方法の一例を示す実施の形態は、電子部品にめっき膜形成するめっき膜形成工程について説明するものとする。
図１は品質管理システムの処理の流れを示すフローチャート、図２は品質管理システムの一例を示すブロック図、図３は設計図面に異常原因がある場合を示すブロック図、図４は製造工程の作業規格に異常原因がある場合を示すブロック図である。
【００１０】
先ず、図２を参照して、品質管理システムの概略構成について説明する。本実施例の品質管理システムは、めっき膜形成工程の工程能力管理行って製品の品質特性を管理するものである。
１はデータ統合管理サーバーである。このデータ統合管理サーバー１は、各製造工程（前処理工程、第１の水洗工程、めっき工程、第２の水洗工程、乾燥工程など）における設備仕様情報、各製造工程の制御因子（設定項目）を設定管理するプロセス情報、実測項目より各種センサー群により検出された計測値が基準値を満たしているか否かを管理する検査情報や製品の仕様を示す設計図面情報、各製造工程の作業標準情報等を管理している。
具体的には、各製造工程の製造設備（例えばめっき装置）に関する仕様を登録した設備仕様情報サーバー２、各製造工程の制御因子（設定項目）の条件設定（例えばめっき工程における薬液濃度、電流密度など）を行う条件設定サーバー３と、制御因子（設定項目）に対応する実測項目をセンサー群により検出して計測値をデータベースとして統合管理する計測値管理サーバー４、製品検査結果（例えば、膜厚、ピンホールの有無、密着性など）をデータベースとして統合管理する検査結果統合サーバー５、設計図面情報を登録管理する製品図面情報サーバー６、作業標準情報を管理する作業標準情報サーバー７とを具備する。各サーバー間のデータ通信は、インターネット通信回線、専用回線、無線ＬＡＮなどのネットワーク８を利用して行われる。
【００１１】
９は品質工学演算部であり、データ統合管理サーバー１に統合管理される各プロセスの品質特性データの中で、品質工学的見地から機能評価を行って平均値、分散への寄与率から重み付けを行い、制御因子、誤差因子、信号因子に分類する。そして、信号因子に関するデータ項目及び補正値係数を変動要因データベース１０に自動登録する。具体的には品質工学演算部９は、品質管理項目（例えば平均膜厚、膜厚ばらつき、ピンホール、密着性）に対して平均値算出、分散分析を行って、制御因子（設定値を変更できるもの）と誤差因子（測定値は得られるが制御不能なもの）とに分類し、制御因子の中から信号因子（ばらつきは変更せずに平均値のみを変化させるもの）をピックアップしてデータ項目及び補正値係数を変動要因データベース１０に自動登録する。補正値係数は、計測値や検査値の移動平均により常時適切な係数が算出されて登録される。これによって、ある工程の信号因子を変更することで他工程の信号因子に与える影響を考慮した補正項目をピックアップして補正値の変更を行うことができる。上記信号因子を例示すれば、平均膜厚についてのめっき処理時間、膜厚ばらつきについてのめっき電流密度、ピンホールについてのめっき電流密度及び前処理時間、密着性についてのめっき電流密度、前処理時間、乾燥時間などがある。尚、品質工学演算部９は、ネットワーク８に接続される独立した演算装置であっても良いが、例えば後述する解析サーバーの一部として設けることも可能である。
【００１２】
１１は解析サーバーであり、工程能力演算部１２と補正演算部１３とを備えている。工程能力演算部１２データ統合管理サーバー１に登録された設備情報、プロセス情報、検査情報から要求される品質特性を満たしているか工程能力を算出することにより工程管理を行う。即ち、センサー群より検出された計測値を管理する計測値管理サーバー４と検査結果統合サーバー５の管理する検査結果を示すデータベースをもとに、工程能力演算部１２により工程能力の算出を行う。ちなみに、工程能力の算出はＣＰ値Ｃｐｋ値＜１．３３を満たすか否かにより算出される。そして、解析サーバー１１は算出された工程能力の良否を判定しアラームリストを作成する。アラームリストは補正値演算部１３へ転送され、該補正値演算部１３は変動要因データベース１０より補正対象項目（信号因子）を検索し補正対象項目ごとに補正値係数を演算処理して補正値を算出する。
【００１３】
１４はアラーム受信サーバーであり、解析サーバー１０よりアラームを受信すると作業者の無線端末（携帯端末）１５に無線ＬＡＮなどによりアラームを報知し、条件設定サーバー２への制御因子（設定値）の補正実行を促す。アラーム受信サーバー１４は、無線端末１５より補正実行信号を受信すると、条件設定サーバー２の設定値を補正値に書き換えるよう指示したり、補正中止を指令したりする。
【００１４】
解析サーバー１１は、工程能力演算部１２により算出された工程能力の良否を判定して工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成し、変動要因データベース１０に登録された信号因子から補正対象項目を検索すると共に補正値を算出し、アラーム送受信サーバー１４を通じて作業者が保有する無線端末１５にアラームを報知してデータ管理サーバー１への条件設定値の変更を促す。
【００１５】
次に品質管理システムの処理の流れを図１のフローチャートを参照して説明する。
データ統合管理サーバー１に統合管理される各プロセスの品質管理データの中から品質工学演算部９により機能評価を行って平均値、分散への寄与率から重み付けされ、制御因子、誤差因子、信号因子に分類され、当該信号因子に関する項目及び補正値係数を変動要因データベース１０に自動登録しておく（ステップＳ１〜Ｓ３）。
【００１６】
次に、解析サーバー１１は、データ統合管理サーバー１に登録された設備情報、プロセス情報、検査情報から要求される品質特性を満たしているか工程能力演算部１２により工程能力を算出して工程能力の良否を判定する（ステップＳ４、Ｓ５）。
工程能力演算部１２により算出された工程能力の良否を判定の結果、工程能力が基準値を下回った場合にアラームリストを作成して補正値演算部１３へ転送する（ステップＳ６）。そして、補正値演算部１３は、変動要因データベース１０に登録された信号因子から補正対象項目を検索し（ステップＳ７）、補正値係数を演算処理して補正値を算出する（ステップＳ８）。
【００１７】
次に、解析サーバー１１は、アラーム受信サーバー１４にアラームリストを補正項目及び補正値と共に送信する（ステップＳ９）。アラーム受信サーバー１４は作業者の無線端末１５にアラームを報知し（ステップＳ１０）、データ管理サーバー１への条件設定値の変更（補正実行）を促す（ステップＳ１１）。作業者が補正実行を選択した場合には、条件設定サーバー２のデータ書き換えが行われる（ステップＳ１２）。また、ステップＳ５で工程能力の良否判定で良判定された場合及びステップＳ１１で作業者が補正実行拒否を選択した場合には、通常の工程管理動作を続行する（ステップＳ１３）。通常の工程管理動作は、計測値管理サーバー４及び検査結果統合サーバー５の管理するデータベースをもとに、解析サーバー１１により随時工程能力の算出を行う。
【００１８】
次に、上述した品質管理システムによる工程異常のアラーム検出と異常工程の特定例について図３及び図４のブロック図を参照して説明する。
図３において、解析サーバー１１、作業工程には問題がなく製品図面の設計値に異常があるものと判定される。そこで、解析サーバーは、例えば不良率５％以上のアラームリストを作成して補正項目及び補正値と共にアラーム受信サーバー１４へ送信する。アラーム受信サーバー１４は、作業者の無線端末１５へアラーム内容を報知して製品図面情報サーバー６へ戻り、設計値の変更を促す。また、製品図面の設計値の変更に伴い、製品スペックに影響を与える条件設定サーバー１の制御因子の変更を伴う場合には、設定項目の変更を行う。
【００１９】
次に、図４において、検査結果統合サーバー５の検査結果が正常であり、解析サーバー１１による工程能力の良否判定の結果不良判定（Ｃｐ値Ｃｐｋ値＜１．３３）が得られた場合には、作業工程に異常があるものと判定される。そこで、解析サーバー１１は、例えば作業規格緩和対象工程のアラームリストを作成して補正項目及び補正値と共にアラーム受信サーバー１４へ送信する。アラーム受信サーバー１４は、作業者の無線端末１５へアラーム内容を報知して作業標準情報サーバー７へ戻り、設計値の変更を促す。また、作業工程の変更に伴い、製品スペックに影響を与える条件設定サーバー３の制御因子の変更を伴う場合には、設定項目の変更を行う。
【００２０】
上述した品質管理システム及び品質管理方法を用いれば、先ず品質工学演算部９は、各プロセスの最終品質特性に影響する制御因子の中から信号因子を変動要因データベース１０に自動的に登録しておくことで、データ統合管理サーバー１が異常検出の際に補正対象となる工程及び補正値が影響を与える工程を自動的に絞り込むことができる。
また、解析サーバー１１が工程能力を算出し工程能力の良否を判定してアラームリストを作成し、変動要因データベース１０より補正項目を検索して補正値を算出するので、対象となる工程の信号因子を検索して補正値を自動的に算出するので、工程異常の検出精度を向上でき、調査検証に費やす時間を削減できる。
また、アラームリスト、補正対象工程、信号因子の補正値はアラーム受信サーバー１４より作業者の無線端末１５に報知されて、作業者が補正実効指令を発信すると、データ統合管理サーバー１の信号因子に関するデータが書き換えられるので迅速かつ適正な補正値の算出と補正実行が可能になる。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明は上述した各実施例に限定されるのものではなく、例えばめっき膜形成工程に限らず他の製造工程でも適用できる。また、作業者端末としては、移動端末（ノートパソコン、携帯電話など）に限らず固定端末であってもよく、作業者端末及びアラーム受信サーバーとを結ぶネットワークとしては、インターネットに限らず、専用回線などにより行っても良い等、更に多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る品質管理システム及び品質管理方法を利用すれば、品質工学演算部は、各プロセスの最終品質特性に影響する制御因子の中から信号因子を変動要因データベースに自動的に登録しておくことで、データ統合管理サーバーが異常検出の際に補正対象となる工程及び補正値が影響を与える工程を自動的に絞り込むことができる。
また、工程能力演算部が工程能力を算出し工程能力の良否を判定してアラームリストを作成し、補正値演算部により変動要因データベースより補正項目を検索して補正値を算出するので、対象となる工程の信号因子を検索して補正値を自動的に算出するので、工程異常の検出精度を向上でき、調査検証に費やす時間を削減できる。
また、アラームリスト、補正対象工程、信号因子の補正値はアラーム受信サーバーより作業者の無線端末に報知されて、作業者が補正実効指令を発信すると、データ統合管理サーバーの信号因子に関する設定値が書き換えられるので、昼夜、平日休日を問わず、迅速かつ適正な補正値の算出と補正実行が可能になる。
したがって、各工程の品質異常を検出すると、制御因子のなかから最終製品に影響する信号因子をピックアップして補正値を算出することにより、補正実行に伴う他工程の品質特性に与える影響を自動的に察知して効率的に品質改善を行うことができる。また、品質異常発生段階（設計、装置条件、作業）を判定して総合的な要因の中から自動的に絞り込みが行えるので、異常対応措置の精度向上と迅速な復旧を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】品質管理システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】品質管理システムの一例を示すブロック図である。
【図３】設計図面に異常原因がある場合を示すブロック図である。
【図４】製造工程の作業規格に異常原因がある場合を示すブロック図である。
【図５】従来の品質管理システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　データ統合管理サーバー
２　設備仕様情報サーバー
３　条件設定サーバー
４　計測値管理サーバー
５　検査結果統合サーバー
６　製品図面情報サーバー
７　作業標準情報サーバー
８　ネットワーク
９　品質工学演算部
１０　変動要因データベース
１１　解析サーバー
１２　工程能力演算部
１３　補正値演算部
１４　アラーム受信サーバー
１５　無線端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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