Samtec制造理念系列一 | 差異變量的概念

摘要/前言

制造高端電子產品是非常復雜精密的過程。制作用于演示或原型的一次性樣品可能具有挑戰性，但真正的挑戰在于如何以盈利的方式持續生產。

這就是Samtec風險投資研發工程總監Aaron Tucker在一次關于生產高密度微小型連接器的挑戰的演講中所強調的觀點。他的大部分討論都集中在如何在量產中減少制造差異性上。

他的觀點在一定程度上也代表了Samtec的技術理念，讓我們分兩期，仔細地一探究竟！

什么是差異變量？

Aaron Tucker：

差異變量是一種材料、部件或工藝變化的自然趨勢。不幸的是，沒有任何兩樣東西是一樣的，因此總會有變化。影響事物變化的變量無窮無盡，例如制造者、制造時間、材料或合金的成分、溫度、大氣壓力、濕度等等，不勝枚舉。

作為工程師，我們深知這一點，因此在設計時必須考慮到可允許或預先確定的變化，我們稱之為公差。公差有一個目標值，通常伴隨著公差上限/下限（有時上/下規格限可互換使用）。在工程設計中，我們不僅需要了解我們的變化，還需要能夠預測我們的產品和流程隨著時間的推移將如何表現（變化）。

我們需要做的第一件事就是了解我們的部件將如何或不如何裝配在一起；我們通過公差分析來實現這一點。公差分析通常在設計階段進行，使用基本數學方法確定單個零件公差如何 "疊加 "并影響整個裝配。有時，我們的裝配非常復雜，需要使用復雜的公差分析軟件來跟蹤 "公差循環"。這有助于我們及時/高效地找到解決方案。

設計完成后，我們會制造并測量零件，以了解我們的生產效率如何。我們確定哪些可行，哪些不可行，并決定是否可以放寬公差要求或找出解決 "超出規格公差 "的方法。一旦設計達到我們的要求，我們就會完成一些小批量生產/制造并收集數據。

從這些數據中，我們不僅可以量化我們的變化，還可以使用統計數據來預測數千甚至數百萬個生產部件的變化情況。我們常用 "標準偏差"（σ）和 "制程能力指數"（Cpk）來幫助我們理解這些數據，如下圖所示。

上述等式可以幫助我們量化和直觀地了解我們的變化情況，它們可以簡單地告訴我們是準確、精確還是兩者兼而有之。從制造變化的角度來看，我們希望既準確又精確。上圖分布曲線下的綠色區域表明，我們的流程以目標為中心（準確），數據分組較窄（精確）。上圖分布曲線下的紅色區域不是以目標為中心，分布范圍更廣。更簡單的方法如下。

精準無誤是我們始終的追求。

為什么這很重要？

Aaron Tucker：

我們必須滿足客戶對性能和成本的期望。如果我們的產品差別太大，就無法滿足客戶對性能的期望。顯然，如果我們不能滿足客戶的期望，他們就不會購買我們的產品。比利潤、成本更重要的是制造差異造成的 "現場故障 "的實際影響。我們的產品用于精密的電子解決方案，包括超級計算機和醫療設備等。如果我們的產品在這些應用中出現故障，后果可能是災難性的。

除了性能，還有成本。我們的產品差異越大，報廢的產品就越多，從而增加了我們的生產成本。顯然，這對我們的客戶和Samtec都不利。我們的目標是以盡可能低的成本生產出最好的產品，并在整個行業中保持競爭力。

除了成本之外，不得不報廢或重建我們的產品也會降低我們的客戶服務質量和速度。Samtec 始終秉承 "Sudden Service?"的理念，如果我們不得不重新制作訂單，這就違背了我們的核心價值觀。

小 結

這一期我們主要探討了制造中差異變量的概念和重要性。

下一期，我們將帶來更多深入理念的探討，敬請期待！

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