电子产品的外延很广,与电子技术的发展水平有关,不同发展阶段有不同的内涵。随着电子技术、信息技术、网络技术以及物联网技术等的不断发展和融合,越来越多的新型电子产品不断涌现。
狭义的电子产品,是指采用电子技术和信息技术对各种信号进行采集、处理、转换的产品,主要是日常使用的消费类产品,如手机、计算机(台式、笔记本、平板)、摄像机、电视机、收音机、音响、音视频播放机等。
广义的电子产品,是指以电能为工作基础,由电子元器件构成,采用电子技术原理设计和制造,或者采用电子技术、信息技术、网络技术等进行控制和处理的各类元器件、零部件及成品。广义的电子产品种类繁多,但都具有两个显著特征:一是需要电源(各种电源)才能工作;二是工作载体均为模拟信息或数字信息的流转。
电子产品种类繁多,因此有多种分类方法。
根据应用领域来分,主要包括通信产品、广播电视产品、计算机产品、家用电器产品、电子测量仪器、数控设备、商用电子产品、医用电子产品、金融电子产品、雷达及无线导航产品、电源产品、电子元器件、电子专用产品等。
根据应用行业来分,主要包括消费类电子产品、工控类电子产品、医疗类电子产品、军事类电子产品、航空航天类电子产品、人工智能类产品等。
由于不同类型的电子产品加速融合,近年来“3C电子产品”的概念深入人心。所谓“3C电子产品”是指计算机(Computer)、通信(Communication)和消费电子(Consumer Electronic)互相融合的产品,如图1.1.1所示。3C融合是将这三类电子产品的功能互相渗透、互相融合,使其功能更加智能化、多元化,使用更加方便。手机、数字电视机、平板电脑等产品是3C融合的典型例子。
图1.1.13C电子产品示意图
1.检验的定义
“检验”是产品形成过程中不可缺少的环节,直接关系到产品质量的优劣。质量检验是企业质量管理体系的重要组成部分,其目的在于科学地判定产品的特性是否符合要求,为质量改进和质量管理提供依据。
国家标准(国际标准)的相关术语中,对检验(Inspection)做出了明确定义。GB/T 19000—2008(ISO 9000: 2005)《质量管理体系 基础和术语》对“检验(Inspection)”的定义是,通过观察和判断,适当时结合测量、试验或估量所进行的符合性评价。GB/T 2828.1—2012《计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》对“检验”的定义是,为确定产品或服务的各特性是否合格,测量、检查、测试或量测产品或服务的一种或多种特性,并且与规定要求进行比较的活动。
由此可见,检验是一种活动,不仅包括单纯的测量、检查,还包括把测量结果与规定要求进行比较并做出是否合格的判定,这种检验称为判定性检验。判定性检验的主要职能是把关,其预防的职能比较弱。
除了判定性检验,还有信息性检验和寻因性检验。
信息性检验是利用检验所获得的信息进行质量控制的一种现代检验方法。因为信息性检验既是检验又是质量控制,所以具有很强的预防功能。
寻因性检验是在产品的设计阶段,通过充分的预测,寻找可能产生不合格的原因(寻因),有针对性地设计和制造防差错装置,用于产品的生产制造过程,杜绝不合格品的产生。因此,寻因性检验也具有很强的预防功能。
本书主要涉及判定性检验。
2.检验的分类
(1)按生产过程的顺序分类
1)进料检验(来料检验)。进料检验也称为来料检验,是企业对所采购的原材料、外购件、外协件、配套件、辅助材料、配套产品以及半成品等在入库之前所进行的检验,目的是防止不合格品进入仓库,防止由于使用不合格品而影响产品质量,影响企业信誉或打乱正常的生产秩序。这对于把好质量关,减少企业不必要的经济损失是至关重要的。
2)过程检验(工序检验)。过程检验也称工序检验,是在产品制造过程中对半成品或成品进行的检验,目的在于保证各工序的不合格半成品不得流入下道工序,防止对不合格半成品的继续加工和成批半成品不合格,确保正常的生产秩序。由于过程检验是按生产工艺流程和操作规程进行的,因而起到验证工艺和保证工艺规程贯彻执行的作用。
3)成品检验(最终检验)。成品检验也称为最终检验,目的在于保证不合格产品不流入客户端。成品检验是在生产结束后、产品入库前对产品进行的全面检验。成品检验合格的产品,应由检验员签发合格证后,车间才能办理入库手续。凡检验不合格的成品,应全部退回车间做返工、返修、降级或报废处理。经返工、返修后的产品必须再次进行全项目检验,检验员要做好返工、返修产品的检验记录,保证产品质量具有可追溯性。
(2)按检验地点分类
1)集中检验。集中检验是把被检验的产品送到或集中在一个固定的场所进行检验,如检验站等。一般最终检验采用集中检验的方式。
2)巡回检验(流动检验)。巡回检验是指检验人员在生产现场对制造工序进行巡回质量检验。检验人员应按照检验指导书规定的检验频次和数量进行检验,并做好记录。工序质量控制点是巡回检验的重点。检验人员应把检验结果标示在工序控制图上。当巡回检验发现工序质量出现问题时,一方面要和操作工人一起找出工序异常的原因,采取有效的纠正措施,恢复工序受控状态;另一方面必须对上次巡回检验后到本次巡回检验前所有的加工工件全部进行重检或筛选,以防不合格品流入下道工序或用户手中。
(3)按被检验样品的数量分类
1)全数检验。全数检验简称“全检”,也称为百分之百检验,是针对应检验的产品,逐件按规定的标准进行全数检验。
2)抽样检验。抽样检验简称“抽检”,是从应检验的产品批量中,按预先确定的抽样方案抽取一定的样本数,通过对样本的检验推断该批产品是否合格的检验方法。抽样检验方法至今已有多年的发展历史,由于应用领域不断拓展,现已形成许多具有不同特色的抽样方案和抽样系统。实践证明,基于数理统计知识的统计抽样技术具有较强的科学性和合理性,统计抽样检验标准也被广泛采用。
3)免检。免检又称无试验检验,主要是对经国家权威部门产品质量认证合格的产品或信得过产品在买入时执行的无试验检验,接收与否可以以供应方的合格证或检验数据为依据。执行免检时,客户往往要对供应方的生产过程进行监督。监督方式可采用派员进驻或索取生产过程的控制图等方式进行。
(4)按检验人员分类
1)自检。自检是指操作人员根据本工序作业指导书的要求,对自己所组装或加工的零部件或产品的装接质量进行检验,或由班组长、班组质量员对本班组生产的产品进行检验。自检的目的是及时发现自身加工的问题,并加以纠正,防止流到下道工序。
2)互检。互检是由同工种或上下道工序的操作者相互检验所加工的产品,目的在于通过检验及时发现不符合工艺规程规定的质量问题,以便及时采取纠正措施,从而保证加工产品的质量。
3)专职检验(专检)。专职检验简称专检,是指专职从事质量检验的人员所进行的检验。
(5)按质量特性的数据性质分类
1)计量检验。计量检验针对的是无法按个数计数的产品,例如液体(汽油)、气体(空气)等,需要测量和记录质量特性的具体数值,取得计量值数据,并根据数据值与标准对比,判断产品是否合格。
2)计数检验。计数检验针对的是能够按个数计数的产品,其所获得的质量数据为合格品数、不合格品数等计数值数据。通过确定抽样样本中不合格的个体数量,对整批的质量做出是否合格的判定。
(6)按检验性质分类
1)破坏性检验。破坏性检验是指只有将被检验的样品破坏以后才能取得检验结果(如产品的寿命试验)的检验。经破坏性检验后被检验的样品完全丧失了原有的使用价值,因此抽样的样本量小,检验的风险大。
2)非破坏性检验。非破坏性检验是指检验过程中产品不受到破坏,产品质量不发生实质性变化的检验。如产品的功能、性能、外观等大多数检验都属于非破坏性检验。现在由于无损探伤技术的发展,非破坏性检验的范围在逐渐扩大。
(7)按检验目的分类
1)生产检验。生产检验是指生产企业在产品形成的整个生产过程中的各个阶段所进行的检验,目的在于保证产品质量。生产检验执行内控标准。
2)验收检验。验收检验是客户(需方)在验收生产企业(供方)提供的产品时所进行的检验。验收检验的目的是客户为了保证验收产品的质量,保护自身的利益不受损。验收检验执行验收标准。
3)监督检验。监督检验是指经各级政府主管部门所授权的独立检验机构,按质量监督管理部门制定的计划,从市场抽取商品或直接从生产企业抽取产品进行的市场抽查监督检验。监督检验的目的是为了对投入市场的产品质量进行宏观控制。
4)验证检验。验证检验是指获得政府主管部门授权的独立检验机构,对企业申请认证所提供的产品样品或关键零部件进行检验,验证企业所生产的产品是否符合所执行的质量标准要求的检验。产品质量认证中的型式试验就属于验证检验。
5)仲裁检验。仲裁检验是指当供需双方因产品质量发生争议时,由各级政府主管部门所授权的独立检验机构抽取样品进行检验,提供给仲裁机构作为裁决的技术依据。
6)首件检验。首件检验简称首检,是指在生产开始时(或上班、下班)及工序因素调整后(换人、换料、设备调整等)对制造的第1~5件产品进行的检验,目的是为了尽早发现生产过程中影响产品质量的系统因素,防止产品成批报废。
3.检验的职能
1)把关职能。把关职能主要体现在进料检验、过程检验和出货检验,对原材料、外协件进厂,零件加工,直至成品出厂等各个环节,进行质量鉴别,道道严格把关。
通过进料检验,把不良的原材料、半成品拒之门外,不合格的原材料不投产,避免由于使用不合格品而影响产品质量。
通过过程检验,确保生产过程中出现的不良品不流到下道工序,不合格的半成品不装配。
通过成品检验,确保不合格的成品不出厂。
2)预防职能。预防职能主要体现在新产品检验、进料检验以及过程检验。
通过新产品检验,尽早发现设计阶段存在的问题,并进行整改,确保设计无误后再进行量产,可以极大地保证生产过程顺利和产品质量。
通过进料检验,在把关的同时,还可促使供应商解决问题,不断提高原材料的质量水平。
通过过程检验,在把关的同时,还可针对不良品进行分析,制定纠正与预防措施,不断提高产品良率。
预防职能还体现在生产过程的“首件检验”,通过对每天、每班或换线后首次生产出来的前一个或几个产品进行检验,可以及时发现因操作、工装、机器、图样、工艺文件等原因造成的质量问题,及时采取措施,以防止成批报废。
应当指出,检验的预防职能与把关职能是相辅相成的,“信息性”“寻因性”检验正是全面质量管理中的质量控制手段。随着生产过程的自动化和自动检测技术的广泛应用,自动生产、自动检测、自动判断及自行反馈可以在较短的时间内一气呵成。这种很高的时效性,大大简化了管理工作。
3)监督职能。质量检验是生产过程中不可缺少的技术监督,检验员长年累月在生产第一线,对种种忽视质量的行为进行监督。例如,对违反工艺和操作规程进行监督;对违反质量检验制度,零部件未经检验就调转下道工序或入库进行监督;对不执行质量标准,在质量上弄虚作假、欺骗客户的行为进行监督。发挥质量监督作用,这对生产要求高度安全的产品,尤为重要。
4)反馈职能。质量检验是企业质量信息反馈的信息源,将通过检验所掌握的质量数据和情况,进行整理、统计和分析,并做出评价,及时向企业领导和有关部门,以及生产班组、操作工人反馈,为改进产品图样设计、改进工艺、改进操作方法、加强管理、提高质量提供依据。
以上四项职能是相互关联的,只有发挥四项职能的整体效能才能取得最佳效果。各企业必须注意全面发挥质量检验的上述四项职能,并赋予检验员必要的实施权力,这样,质量检验必能在确保产品质量、降低废品、提高企业经济效益等方面发挥出更大的作用。
1.产品检验的一般流程
产品检验的一般流程如图1.1.2所示。
图1.1.2 产品检验的一般流程
图中各环节相应的工作内容见表1.1.1。
表1.1.1 产品检验的环节和工作内容
很显然,测定(度量)、比较和判定是检验的重点环节。如果没有检验标准和规范,产品质量检验工作就失去了依据和意义。
2.产品检验的主要影响因素
与生产过程的影响要素类似,影响检验结果的主要因素也归结为4M1E,即人、机、料、法、环五个要素。
1)人员(Man)。检验检测人员知识掌握程度和能力的强弱,人员配备是否齐全合理,职责是否明确,能力是否不断得到提升,直接影响着检验结果或精度。检验人员应进行岗前培训,持证上岗。对培训期员工的初始能力和已上岗人员的持续能力要不断加强监督,确保实验人员不断适应和满足检测新技术和质检新工作的要求。
2)机器(Machine)。指检验所使用的设备、仪器、工具等。仪器设备是否正常运作,工具的好坏都是影响检验质量的要素。应注意,是否配备了所需的检测设备;所用仪器设备及软件是否能达到所需的准确度;对检测结果有影响的仪器设备是否有检定、校准计划。检测工作中,只是一味地使用设备而不维护、核查,将会降低仪器设备的准确度和精度,缩短其使用寿命;而缺乏相关记录或记录不全、不翔实,将无法追溯检测数据的准确性与可靠性,使管理陷入混乱。
3)材料(Material)。包括检验所需的各种辅助材料以及客户所委托检测的样品(也称供试材料)。客户所送样品是否均匀、稳定且具有代表性,样品管理员制备的样品是否符合检测项目对应的检测标准的要求,以及样品状态描述是否清晰、准确,这些都对检测结果的准确性和科学性影响较大。所用的辅助材料是否符合相关要求,也会直接影响检测准确度或结果。
4)方法(Method)。即检测方法,包括检测标准和检验方法,是检验检测工作的依据。在开始检验之前,应参考检验标准制定正确的检验方法;应制定作业指导书或实施细则对标准加以补充;进行测量不确定度评价。
5)环境(Environment)。指检测工作所要求达到的设施和环境条件,是直接影响检测结果的要素,也是保证检验工作正确实施的前提条件。此外,环境还应满足对检验人员的健康安全防护、对环境的安全保护等要求。实验室的设施条件主要指场地、能源、采光、采暖、通风等;环境条件则包括温度、湿度、洁净度(尘埃)、电磁骚扰水平、冲击振动、微生物菌种、电源波动、噪声、大气压、雷电、有害气体等。
检验的目的,是判定产品对标准的符合性。任何企业都必须对自己开发和生产的电子产品进行各种检验,确认是否符合相关标准,只有符合标准,才能推出市场,赢得消费者的信赖和市场竞争力。根据标准的不同,电子产品检验的要求也是多方面的。
1.法律法规的要求
随着经济全球化进程的不断发展和融合,不同的国家、地区或经济体为了自身的经济利益和安全考虑,设立了一系列的法律法规来规范本区域内电子产品的生产及销售,这些法律法规通常以产品认证的形式来体现和实施,形成了技术性的贸易壁垒,用于保护本土产业或限制外来产品输入。电子产品要在某个国家或地区销售,首先要符合当地相关法律法规的要求,取得相应的市场准入认证,如北美的FCC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCI认证、中国的3C认证等。
3C认证的全称为中国强制性产品认证,英文名称为China Compulsory Certification,英文缩写为CCC(即3C)。它是中国政府为保护消费者人身安全和国家安全、加强产品质量管理、依照法律法规实施的一种产品合格评定制度。凡列入认证目录内的产品,必须经国家指定的认证机构认证合格,取得相关证书并加施认证标志后,方能出厂、进口、销售和在经营服务场所使用。
相关的法律法规还包括环保方面的要求,例如欧盟的RoHS。RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准,它的全称是《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(The Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment)。该标准于2006年7月1日开始正式实施,主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准,使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准的目的在于消除电子电气产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚共6项物质,并重点规定了铅的含量不能超过0.1%。
2.功能性能的要求
产品的使用价值在于能否满足客户对功能性能的要求,功能性能是产品价值的直接体现。而确认功能性能的好坏只需经过相应的功能测试。因此,电子产品功能和性能的检验,是最常见和最基础的检验内容和要求。
3.外观的要求
良好的产品外观设计和外观状态,可以提高客户的接受程度,提高产品的附加值,提升企业和品牌的知名度。外观的瑕疵,如划伤、凹坑、污迹、损伤、裂纹、变形、色差、毛边、不平整等,将直接影响销售。因此,产品的外观也是检验的重要内容之一。
4.可靠性或耐用性的要求
可靠性是衡量产品质量的重要因素。在产品设计和制造过程中,对产品可靠性都有相应的要求。可靠性也是产品检验的项目之一,包括产品本身以及包装的可靠性。电子产品的可靠性通常以环境试验的方式进行验证。
检验是一种活动,包括对检验对象的测量、检查和试验,以及把实测结果与规定要求进行比较并做出是否合格的判定,这种检验称为判定性检验。除了判定性检验,检验还有信息性检验和寻因性检验。本书主要涉及判定性检验。
检验有多种分类方法。其中,按被检验样品的数量分时还可以分为全检、抽检和免检。
检验的职能包括把关、预防、监督和反馈。判定性检验的主要职能是把关,其预防职能的体现非常微弱。
检验的一般流程有定标、抽样、测定、比较、判定、处理和记录这几个环节。其中,测定、比较、判定是重点环节。
电子产品的检验要求包括法律法规、功能性能、外观、可靠性等方面的要求。
1.判断题
(1)判定性检验的目的是对产品是否合格做出判定。 ( )
(2)质量检验的三个重点环节是测定、比较和判定。 ( )
(3)在生产过程中,每道工序均需检验合格才能转入下道工序。 ( )
(4)免检就是无需检验,不管该批产品的生产状态如何。 ( )
(5)首检的目的是防止批量不合格发生,起预防作用。 ( )
(6)电子产品只需检验其功能是否正常即可。 ( )
(7)在国内销售的所有电子产品都要取得3C认证。 ( )
2.简答题
(1)什么是检验?GB/T 19000—2008对检验是如何定义的?
(2)何谓抽样检验?试述抽样检验与全数检验的区别。
(3)检验的目的是什么?
(4)从检验的目的看,检验有哪些方式?
(5)质量检验有哪些职能和作用?
(6)电子产品检验的一般流程是什么?