高永梅

摘要：质量管理是一种能通过提升产品质量以提升客户满意度的管理活动，而质量的控制本质上需要和质量策划、保证、改进等过程相促进，以完成整体的生产管理活动顺利进行。在微电机制造领域中，积极提升质量控制的价值，用有效的管理模式促进整体微电机制造领域的发展，基于此，本文将重点进行分析与研究。

关键词：质量控制技术;微电机制造;应用研究

一、质量控制

对于现代企业来说，产品质量管理的内涵已不再局限于成品的质量检验的单一领域之中，而是更加注重对产品质量形成过程的管理效能是否够高。而在本质上，无论是产品设计、采购、生产还是销售过程的实现，都需要各组织、团体的共同参与和配合，产品质量将沿着质量流的流向有序转移。产品形成的各个阶段对最终产品质量的影响是不同的。在微电机制造领域，装配阶段作为制造的核心环节，决定着产品的装配质量，其对最终产品质量的影响不言而喻。试错法的操作步骤通常是：试验人员只调整有限的工艺参数，根据经验确定剩余的参数，然后对试验结果进行测试、记录和分析，经过几个周期后逐渐逼近局部最优工作点。因此，该方法普遍适用于可变参数少、质量控制过程简单、预试验费用相对较低的研究对象。随着数据采集技术和数据存储技术的不断完善，产品制造过程中的数据量呈指数级增长。随着科学技术的发展，企业每天都存储着大量的生产数据和设备数据，包括工艺变化、设备运行、产品质量等信息。数据驱动，包括数据驱动思想和数据驱动控制，是一种较新的质量控制方法。质量控制在企业发展中是非常重要的，尤其是微电机制造领域中，如果不关于整体的质量，就可能导致产品质量不过关，进而影响企业的效益[3]。

二、微电机制造

微电机常用于控制系统中放大和转换机电信号。指规格满足直径≤160毫米或额定功率≤750兆瓦要求的电机。在微电机的整个生产周期中，对最终产品质量影响最大的关键环节之一就是电机装配过程。“工业4.0”时代的到来，促进了制造业的生产智能化和制造业的优化升级。作为工业强国的中国，国内制造企业也紧跟时代步伐，从企业内部的各个环节向智能化迈进。微电机在制造过程中，其装配线存在质量控制水平低、控制方法传统、缺乏有效的数据分析工具、发现不及时、难以做出最佳决策等问题，导致微电机技术应用不到位。微电机作为一种小成本、大规模的产品，在装配过程中会产生大量的生产数据，如果能够利用好微电机制造技术来提高整体的开发价值，将会有很好的应用价值。微电机制造的整体流程如下：

从壳体和中心轴的进给开始，进给完成后，中心轴被铆接。将弹簧片和齿轮轴C安装在壳体内，将弹簧片和齿轮轴C分别安装在壳体内。安装D档和C档之前，给齿轮轴上油。卸载前，齿轮轴需要上一次油，以配合手动辅助线的齿轮安装。依次手动安装B档和e档两种齿轮，然后安装盖板。工人先将盖板组合到车内，然后依次经过盖板铆接站和自定位站到卸载区，等待进入铭牌粘贴机进行铭牌粘贴。产品送至铭牌粘贴机进行铭牌粘贴，带有铭牌的电机装入料盘，整个微电机前半部分的装配工艺流程结束。传送带将微电机传送到压线站。压线完成后，传送带将微电机传送到焊接工位。焊接完成后，传送带将微电机传送到后续工位，自动安装护丝箱盖。最后，机械手用保护丝盒盖完成成品的卸料。这样操作下来，一个比较完整的微电机制造流程就完成了[2]。

三、微电机制造企业的质量管理情况分析

（一）微电机制造中存在的质量管理问题

1.企业质量管理数字化水平低

质量数据的利用率非常低。只收集大量的质量数据作为历史数据存储在数据库中，在规定的时间内简单统计不合格品，从而了解不合格品的数量是否在要求的范围内，观察其变化趋势。

2.企业质量风险控制不到位

当不可预见的事故发生时，可能会产生大量的废品，甚至对装配系统及其环境产生不可预测的影响。目前，企业很难控制和预防此类问题。

3.很难控制企业的生产成本

因为是岗位管理，所以省略了监控成本。当装配过程中没有事故发生时，质量管理的成本很低。但一旦出现不可预见的事故，可能造成巨大的质量问题和经济损失，后期管理成本会非常高。

（二）微电机制造中质量管理优化的必要性

质量管理的核心部分是质量控制，即动态控制，其方法是实时监控和检查测量，当不符合质量要求时，进行质量改进以满足规定的质量要求。结合微电机装配过程的特点和质量控制的内涵，实现了微电机装配的在线质量控制。该系统具有以下要求：

（1）质量特性的实时数据收集。要实现在线质量控制，前提是采集大量相关质量特征的实时数据。装配过程的历史数据只能分析过去一段时间的过程。只有通过采集和分析各个装配质量检测点输出的质量数据，才能进行后续的工艺状态监测和异常故障诊断。（2）实时监测装配工艺状态。利用统计过程控制技术对装配过程进行实时监控，以确定过程是否处于统计控制状态。当装配过程中出现质量变化时，能够及时发现并采取措施。（3）实现在线故障诊断。当装配质量发生变化时，可以进行分析诊断，及时定位故障源，排除故障。在线故障诊断可以缩短工作人员对故障的响应时间，从而减少故障模式下产生的废品数量，从而降低经济损失和故障对装配系统的破坏性影响[1]。

四、质量控制在微电机制造中的应用优化

（一）设计合适的系统架构

当流水线中的数据实时传递到质量控制系统时，为传感器向流水线输入数据提供了依据。另一方面，当流水线中的数据实时传递到质量控制系统时，在信息安全和系统灵活性方面，决定采用C/S架构开发系统，即系统分为客户端和服务器端。微电机装配在线质量控制系统分为两个模块：数据管理模块和故障识别与诊断模块。基于企业的质量管理技术还停留在“紙面管理”的现状，引入深度学习技术，利用CNN作为控制图异常模式识别的训练模型，对控制限度内的质量特征值统计异常进行实时可靠的智能识别，传统控制图在记录的质量特征值统计超过控制限度时可以轻松实现自动报警，但对控制限度内异常的敏感度很低。在线质量控制的关键技术问题是如何实现控制图异常的智能诊断，实现“无人化”质量控制。企业生产的微型电机种类繁多，自动化流水线也很多。同时，处理从所有装配线输出的质量数据对系统吞吐量有很高的要求。在数据采集方面，根据微电机产品的质量特点，进行了质量数据采集的硬件布局和软件设计过程，优化整体的系统设计[4]。

（二）选择好数据库服务器

数据库服务器需要能够满足以下功能才能保障整体的质量控制程序进展有序。首先是数据采集和处理。收集的内容包括所有需要控制的实时质量特征数据。数据处理后，采集的质量特征数据通过委托触发的方式将信息传输到数据库。质量委派有两种类型，即在固定时间向数据库发送数据;第二种是非正规委托。故障事件和不合格品事件的发生不定期。这种不规则事件的数据通过触发发送到数据库。其次，它可以从数据库中接收实时质量特征数据和故障信息。最后，主数据库负责存储过程信息、设备信息、责任人员信息、邮箱信息等静态数据，以及实时数据持久化形成的历史数据。

（三）做好数据采集方案

微电机制造企业实施质量控制是一项系统工程，其标准化过程可分为三个阶段。在准备阶段，一般工作内容包括分析产品质量的影响因素、确定质量特性的检验点、设计抽样方案、收集和存储质量数据。在分析阶段，选择控制图的类型，计算采集到的样本数据，绘制控制图进行分析，对过程进行控制后，判断过程能力值是否合格。在监控阶段，绘制控制图进行控制，采集日常生产中的实时质量特性数据，经过计算后以数字点的形式显示在控制图中，实现微电机装配过程的实时监控和质量控制。影响微电机转矩和频率的因素主要存在于装配线前端的装配过程中。基于以上信息，决定在微电机装配线前端的后方，具体是盖板铆接设备和铭牌粘贴机之间。数据采集卡通过信號放大和滤波将模拟量转换成数字量，再通过网卡进行通信。传感器的通信协议为PCI总线协议。质量特征数据采集并存储到数据库服务器后，基于企业内部局域网通信，利用TCP/IP协议完成从服务器到客户端的通信，优化整体的数据采集，才能为后续的管理工作打好基础[5]。

（四）做好质量数据分析

总控制图结构包括中心线C1、控制上限UCL和控制下限LCL。图表上描绘的数字点是样品或其统计的质量特征值，根据时间或样品编号顺序进行计数。判断过程异常有两种情况：一是部分数据点落在控制线外，二是虽然数据点落在控制上下限内，但点的排列不具有随机性。首先，分析控制图用于诊断待控制的过程。确认过程处于统计控制状态后，进入日常质量控制，拉长分析控制图的控制界限，作为控制图的控制界限，实现控制图从分析到控制的转化。分析控制图用于分析或验证完成的过程。主要研究两个方面：统计稳态和技术稳态。统计稳态的研究是指分析过程是否处于统计控制状态，技术稳态的研究内容是过程的过程能力是否达到要求的水平。确定过程状态后，进入日常质量管理阶段，使用控制图维护确定的过程状态。

（五）在线故障识别和诊断

由于卷积层运算后输出的特征图直接用于分类，会导致计算量过大等问题出现，汇集层成为卷积神经网络不可或缺的一部分。某一位置的输出被该位置相邻输出的总统计特征所代替，可以保持输出近似不变，降低维数。在整个卷积神经网络结构中，全连接层位于网络末端，起到“分类器”的作用。分类卷积神经网络的输出层输出一个由实数组成的向量，节点上的实数代表输入样本属于该类别的概率。首先，卷积神经网络随机初始化权值、偏差等参数，将训练样本数据输入网络，经过卷积、汇集和全连接得到实际输出向量，然后计算实际输出向量与目标输出向量之间的误差。当得到的误差大于我们的期望值时，误差反传到卷积神经网络，依次计算全连接层、汇聚层和卷积层的误差，更新网络参数，提高网络精度。最后，用其他训练样本重复，直到实际输出向量和目标输出向量之间的误差小于我们的期望值。

五、结语

总而言之，随着时代的发展，未来的制造行业发展大趋势就是智能制造，以技术为主导的“中国制造2025”战略的实施，对于国内企业来说，本质上既是一次发展的机遇，也是一次发展的挑战。因此，在当前的发展格局下，应当转变传统的生产发展模式，认识到单纯生产制造微电机已经显得单薄，而加强质量控制已经显得尤为重要。因此，在对企业提出了产品质量管理模式数字化、智能化升级的发展目标之后，更应当加强技术研究。当下，质量控制技术越来越受到国内企业的重视。为了顺应时代的发展，只有设计出有效合理的微电机质量控制系统，才能使整体工作有序进行。

参考文献：

[1]姚思佳.质量控制在微电机制造中的应用研究[J].集成电路应用，2018，35（06）：84-86.

[2]郭妍利.基于成组技术的电机制造质量控制方法研究[D].沈阳工业大学，2008.

[3]楼敏.产品工序质量控制技术及其在电机制造中的应用[D].浙江工业大学，2007.

[4]李宝库.冲制绕组电机制造工艺与质量控制（10）——电机装配[J].微特电机，1993（06）：39+44.

[5]周淼.成组工艺在微电机制造中的应用[J].微特电机，1992（02）：34-36.