專利名稱：用于提高工業(yè)產品的成品率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造成品率的提高和質量控制測試過程。更具體地說，本發(fā)明公開了一種用于識別和校正可在若干不同地點制作的制造零件中的缺陷的系統(tǒng)和方法，硬盤驅動器是這樣的制造零件的一個例子。
背景技術：
制造正變?yōu)橐环N日益全球化的活動。可以在一個國家設計產品，然后，可以在全世界的一個或多個其它國家生產最終產品。硬盤驅動器(HDD)是這種生產全球化的一個例子，如該產品的設計可以在美國進行，讀取-寫入頭的制作可以在第二國家進行，而最后組裝可以在第三國家進行。當然，對于關心保持市場份額的任何制造商來說，產品的可靠性是必需的。盡管就成本而言，制造過程的全球化可能具有優(yōu)勢，但是它在生產可靠的零件方面和識別缺陷或問題的根源方面提出了其它挑戰(zhàn)。于是，為了保證他們的產品的質量，制造商必須具有全面的質量控制系統(tǒng)和方法。
因為部件在一個地點制造，并被裝運(ship)到另一地點組裝，所以重要的是部件和組件是可追蹤的，使得可以識別和校正問題。在過去，這是過于繁重或者不可能的任務，但幸運的是，計算機和數(shù)據(jù)庫的使用正使得這個任務更為可行。
這樣，剩下對在全球制造環(huán)境中識別和校正問題的全面的方法的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明是一種提高工業(yè)產品的成品率的方法，其包括為部件提供識別方案，由此向每個部件給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)。為處理設備提供識別方案，通過該識別方案向每個設備給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)。提供數(shù)據(jù)庫，其中存儲部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)，并使其相關聯(lián)。由處理設備在至少一個處理階段處理部件，以產生處理后的部件，并且測試該處理后的部件的缺陷和性能特性。然后，通過對處理后的部件的這個測試來識別問題。從數(shù)據(jù)庫中檢索相關的部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)，并分析該數(shù)據(jù)，以追蹤該部件到適當?shù)奶幚碓O備，并確定可能需要對該處理設備進行什么校正和修理。對該處理設備進行校正和修理，以校正該問題。然后，確認工業(yè)產品的成品率的提高。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是其允許對制造設施內的生產問題進行更簡單的分析和校正。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是其允許在可能在地理上廣泛分布的設施中制作的工業(yè)產品的成品率的提高。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是其允許部件的前向追蹤能力，使得可以向下游追蹤和監(jiān)視來自有問題指示的生產裝置的部件。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是其允許部件的后向追蹤能力，使得可以向上游追蹤有問題指示的部件到生產它們的機器，并檢查該機器。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是其允許部件的前向追蹤能力，使得可以在主批次“之前發(fā)送”來自由已知的機器生產的已知批次的部件，并監(jiān)視它們，以給出對主批次的期望性能的指示。
本發(fā)明優(yōu)于先前的故障分析(FA)方法的另一優(yōu)點在于，在先前的故障分析(FA)方法中，典型過程是隨機選擇一個部件，然后對其進行FA，以試圖識別問題的根源。這是時而成功時而失敗的操作，如果所有部件均來自運行過程中操作參數(shù)改變不大的一臺機器，其可能有效，但是當檢查來自若干機器或者操作并混在一起的部件時，其可能不太有效。相比之下，本發(fā)明監(jiān)視指定的部件，并追蹤它們到生產它們的指定機器。
當閱讀參考了若干附圖的詳細描述時，對本領域技術人員而言，本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點無疑將變得清楚。


下列附圖不是按照實際裝置的比例繪制，而是為了圖示在此描述的本發(fā)明而提供的。
圖1是在本發(fā)明的系統(tǒng)中包括的元件的方框圖；圖2是本發(fā)明與硬盤驅動器制造有關的實踐中包括的階段的第一流程圖；圖3是本發(fā)明與硬盤驅動器制造有關的實踐中包括的階段的第二流程圖；圖4是示出本發(fā)明與硬盤驅動器制造有關的實踐的結果的第一圖；圖5是示出本發(fā)明與硬盤驅動器制造有關的實踐的結果的第二圖；以及圖6是本發(fā)明與一般制造產品有關的實踐中包括的階段的總流程圖。
具體實施例方式
在幾臺甚至可能一臺機器負責生產部件的簡單的集中制造操作中，追蹤這些部件中的缺陷是相對簡單的過程。當制造和制作設施變得更加分散和遠距離散布，如可以在墨西哥的機器上根據(jù)美國的方案制造部件，然后將部件裝運往亞洲以最后組裝的時候，則識別和校正缺陷變得更具有挑戰(zhàn)性?；蛘呱踔粮刑魬?zhàn)性的是，在隨后被裝運往其它若干不同的國家以進行最后組裝、或者可能只是進行在別處的最后組裝之前的中間組裝之前，可能在若干不同國家的機器上制造相同類型的部件。在這些情形中，部件的追蹤能力變得非常重要。當大量制造部件而部件本身可能非常小或者難以單獨標記時，這也變得困難。
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)和方法，用于提高制造部件的成品率，從而減小通過識別和校正制造缺陷而返回和修理有缺陷部件的費用。這一系統(tǒng)包括已知稱為問題(Problem)、分析(Analysis)、行動(Action)和結果(Result)的首字母縮寫PAAR的成品率提高方法。最廣泛地說，PAAR代表以下內容1)問題識別，通過客戶交流和性能監(jiān)視來進行；2)分析，用來確定問題的根源；3)行動，由制造和工程部門做出的解決問題的努力；以及4)結果，其中確認成品率的提高。
在全球制造的環(huán)境中，利用伴隨著現(xiàn)代數(shù)據(jù)操作和存儲能力而來的組件和制作機器追蹤能力的提高，這個方法是可能的。這可以包括計算機數(shù)據(jù)庫存儲和用于裝置的連通性的因特網(wǎng)的使用。
圖1示出了本發(fā)明的系統(tǒng)10的總模型。通常，第一工廠12具有制造設施14，其包括制作機器16，每個制作機器被提供有識別數(shù)據(jù)18，該識別數(shù)據(jù)18被輸入到具有到數(shù)據(jù)庫24的數(shù)據(jù)鏈路22的計算機終端20中。給制造的部件26提供識別數(shù)據(jù)28，然后，通過計算機終端20將識別數(shù)據(jù)28也將其輸入到數(shù)據(jù)庫24中，其中，所述計算機終端20可以是連接到數(shù)據(jù)庫24的相同的或不同的計算機。
然后，將制造的部件26裝運往第二工廠30，盡管可替換地，這可以是相同工廠1中的第二制造設施32。此第二制造設施32具有第二組制作機器34，所述第二組制作機器34被提供有識別數(shù)據(jù)36，假設通過連接到因特網(wǎng)40的第二計算機終端38而將該識別數(shù)據(jù)36輸入到數(shù)據(jù)庫24中。當然，可替換地，這可以通過利用內部網(wǎng)或局域網(wǎng)而與第一計算機終端連接的第二計算機終端來進行，或者，如果假設第二制造操作在相同的工廠1中進行，則可能從相同設施中的第二計算機終端來進行。
第二制造設施32進行其對所制造的部件的操作，以產生處理后的部件42，然后測試該部件，然后再次假設通過連接到因特網(wǎng)40的第二計算機終端38來將性能數(shù)據(jù)44輸入數(shù)據(jù)庫24中。
在硬盤驅動器(HDD)制造的領域中，已成功地使用此PAAR方法來增大了成品率，并且，下列的討論將使用HDD領域作為示例，盡管應當理解，可以在大多數(shù)制造環(huán)境中實踐這一相同的系統(tǒng)和方法，從而不應將下面的討論認為是限制于盤驅動器領域。
在此示例中，通過圖2-3中示出的系統(tǒng)來建立追蹤能力，圖2中示出了當在盤制造工廠中盤經(jīng)歷的階段，圖3中示出了盤通過HDD制造工廠并被最終裝運給客戶的進展階段。
在圖2中，從賣主100得到裝在盒(cassette)中的盤基板，并且來自一個基板盒的所有盤一起放在一個過程盒(process cassette)中。作為分批(batching)操作的一部分，已經(jīng)給每個基板分配了條形碼，讀取此條形碼并將其存儲在數(shù)據(jù)庫102中。通過參考盒中分離的位置來提供盤104的單獨的數(shù)據(jù)，并且此數(shù)據(jù)是輸入數(shù)據(jù)庫中的識別信息的一部分。然后將基板盤發(fā)往各種單獨的處理步驟，例如清洗106、濺射108、潤滑110等。在這些過程的每一個期間可以進行測量，從而例如測量濺射層的厚度，或者記錄潤滑油的厚度。如果使用多臺機器來進行這些過程，則也可以給它們分配數(shù)據(jù)庫中存儲的識別符。這樣，以后可以確定哪臺機器對某個被識別的盒中的盤進行了例如濺射操作，如果以后發(fā)現(xiàn)濺射層中有缺陷，則可以追蹤回到那個指定的機器并加以校正。
在盤測試操作112時測試盤，并且如果希望的話，可以進行故障分析(FA)，以再次通過追蹤部件回到生產機器而校正在盤測試期間遇到的問題。
然后，將來自過程盒的盤分類入裝運盒，并且過程盒與裝運盒中的位置之間的關系也存儲在數(shù)據(jù)庫114中。然后，將裝運盒送往HDD工廠116。
該過程在圖3中繼續(xù)進行，其中從盤工廠118接收裝運盒。產生盤安裝操作盒，并再次將裝運盒與盤安裝操作盒中的位置之間的關系存儲在數(shù)據(jù)庫中。然后，通過每個盤在HDD中的插槽(slot)位置和數(shù)據(jù)庫120中存儲的這個數(shù)據(jù)來識別盤，其中，數(shù)據(jù)庫120可以是鏈接到盤工廠的那一個數(shù)據(jù)庫的獨立的數(shù)據(jù)庫，或者可以存在到第一數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)鏈路。然后，通過凈化室操作122和HDD測試操作124來處理盤。利用HDD序列號和頭位置來在數(shù)據(jù)庫126中存儲測試和測量結果。然后，將HDD裝運給客戶128。在該領域中，從客戶感受和/或出故障的返回零件收集更多的數(shù)據(jù)是很常見的。這未在圖中示出，但是，它以與前面所討論的類似的方式來操作，即，以問題、分析、行動和結果的階段進行PAAR操作，并使用其來增大HDD的成品率。
本發(fā)明與先前的故障分析(FA)方法相比是一個進步，在先前的故障分析方法中，典型過程是隨機選擇一個部件，然后對其進行FA分析，以試圖識別問題的根源。這是時而成功時而失敗的操作，如果所有部件均來自運行過程中操作參數(shù)改變不大的單個機器，那么其可能有效，但是當檢查來自若干機器或者操作并混在一起的部件時，其可能不太有效。在此情況下，隨機采樣可能徹底錯過問題，或者即使發(fā)現(xiàn)了問題，可能也難以查明問題的根源。
相比之下，本發(fā)明允許前向和后向雙向追蹤能力，使得例如當注意到所測量的缺陷或一臺機器不正常工作時，所測量的缺陷或一臺機器的故障可以允許人員給下游的操作發(fā)送預先通知，以觀測由那臺不正常工作的機器生產的零件的特定缺陷或性能特性?；蛘呦喾矗谔囟ú僮髦凶⒁獾降奶囟ú考蛱囟ǖ囊慌考械娜毕菘梢栽试S制造工程師從制造過程中的較早階段開始檢查并且可能修理設備。也有可能提前發(fā)送一系列(a run of)部件的樣本以查看在以后的組裝階段中它如何表現(xiàn)(perform)。例如，磨光操作期間質量勉強夠格(marginal)的一盒盤中可以提前送出一個樣本件，將該樣本件內嵌于HDD中，并通過最終測試來測試運行參數(shù)，利用該參數(shù)，可以確定盒中剩余的盤是否應當重新加工、或者允許其繼續(xù)進行進一步的處理。
圖4和5示出了作為使用本發(fā)明的結果的HDD的成品率的提高。圖4示出了通過在測試期間檢測的文件讀取缺陷的百分比而測量的HDD中所注意到的缺陷的百分比。發(fā)現(xiàn)了小的盤缺陷，并且，分析確定存在小的濺射前的基板缺陷。采取行動以在早期實現(xiàn)對這些缺陷的改進檢測，并且可以看到結果為文件讀取錯誤從第一星期的9％下降到3個月后的大約2％。
圖5示出了在HDD的自檢周期期間發(fā)生的文件讀取缺陷的類似曲線圖。分析識別出盤中的小缺陷，其通過在盤處理期間實施增強的預清洗過程而解決。示出結果為，初始文件丟失(fallout)在三個月內從超過12％降到大約2％。因而證明了本發(fā)明提高產品的成品率和減小源自將零件損失到邊角料中的成本的有效性。
圖6示出了在提高工業(yè)產品的成品率的方法中的一般化的主要階段的流程圖。這些階段包括為部件提供識別方案，由此向每個部件給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)200；為處理設備提供識別方案，通過該識別方案向每個設備給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)202；提供數(shù)據(jù)庫，其中存儲部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)，并使其相關聯(lián)204；由處理設備在至少一個處理階段中處理部件，以產生處理后的部件206；測試處理后的部件的缺陷和性能特性208；通過對處理后的部件的測試來識別問題210；從數(shù)據(jù)庫中檢索相關的部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)212；分析該數(shù)據(jù)，以便追蹤該部件到該處理設備，并確定可能需要對該處理設備進行什么校正和修理214；對處理設備進行校正和修理，以校正問題216；以及確認工業(yè)產品的成品率的提高218。
將這些步驟置于上面討論的PAAR操作的環(huán)境中，則階段210、214、216和218分別對應問題、分析、行動和結果的階段。
盡管關于某些優(yōu)選實施例示出和描述了本發(fā)明，但是應當理解，當審閱了此公開內容時，本領域技術人員無疑能進行形式和細節(jié)的修改。因此，意圖由所附權利要求涵蓋仍然包括本發(fā)明的創(chuàng)造性特征的真實精神和范圍的所有這樣的改變和修改。
本申請與普通轉讓并聯(lián)合臨時提交的、題為System for Yield Improvementof Manufactured Product(用于提高工業(yè)產品的成品率的系統(tǒng))的專利申請(代理人案號為HSJ9-2003-0199US2(60717-342302))相關。
權利要求
1.一種用于提高工業(yè)產品的成品率的方法，包括A)為部件提供識別方案，由此向每個部件給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)；B)為處理設備提供識別方案，通過該識別方案向每個設備給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)；C)提供數(shù)據(jù)庫，其中存儲所述部件識別數(shù)據(jù)和所述處理設備識別數(shù)據(jù)，并使其相關聯(lián)；D)由所述處理設備在至少一個處理階段中處理所述部件，以產生處理后的部件；E)測試所述處理后的部件的缺陷和性能特性；F)通過對所述處理后的部件的所述測試來識別問題；G)從所述數(shù)據(jù)庫中檢索所述相關的部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)；H)分析該數(shù)據(jù)，以追蹤所述部件到所述處理設備，并確定可能需要對該處理設備進行什么校正和修理；I)對處理設備進行校正和修理，以校正所述問題；以及J)確認所述工業(yè)產品的成品率提高。
2.如權利要求1所述的方法，其中A中的所述部件識別方案是通過給多個批次的部件分配編碼，并且還分配與所述批次的部件內的位置相關的數(shù)據(jù)而實現(xiàn)的。
3.如權利要求1所述的方法，其中C中的所述數(shù)據(jù)庫可以從多個計算機終端訪問。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述多個計算機終端位于分離的設施內。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述多個計算機終端通過因特網(wǎng)相連接。
6.如權利要求4所述的方法，其中所述多個計算機終端通過內部網(wǎng)相連接。
7.如權利要求1所述的方法，其中B中的所述處理設備位于多于一個制造設施內。
8.如權利要求1所述的方法，其中E中對所述處理后的部件的所述測試在與進行了所述至少一個處理階段中的至少一個的制造設施分離的制造設施內進行。
9.如權利要求1所述的方法，其中E中對所述處理后的部件的所述測試包括將完成的工業(yè)產品裝運給消費者，并監(jiān)視實際應用中的問題。
10.如權利要求1所述的方法，其中F中的所述識別所述處理后的部件的問題包括將完成的工業(yè)產品裝運給消費者，監(jiān)視實際應用中的問題，以及檢查返回的產品。
11.如權利要求1所述的方法，其中F中所述識別所述處理后的部件的問題包括向下游追蹤部件，以監(jiān)視來自懷疑存在問題的處理機器的部件的性能。
12.如權利要求1所述的方法，其中F中所述識別所述處理后的部件的問題包括向上游追蹤部件，以校正懷疑引起問題的處理機器的性能。
13.如權利要求1所述的方法，其中F中所述識別所述處理后的部件的問題包括將部件從主批次中提前發(fā)送，以測試該主批次的性能。
14.一種用于提高HDD的成品率的方法，包括A)為部件提供識別方案，由此向每個部件給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)；B)為處理設備提供識別方案，通過該識別方案向每個設備給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)；C)提供數(shù)據(jù)庫，其中存儲所述部件識別數(shù)據(jù)和所述處理設備識別數(shù)據(jù)，并使其相關聯(lián)；D)接收盤盒；E)將來自盤批次和位置數(shù)據(jù)的盤識別數(shù)據(jù)輸入所述數(shù)據(jù)庫；F)由所述處理設備在至少一個處理階段中處理所述盤，以生產HDD；G)測試所述HDD的缺陷和性能特性；H)通過對所述HDD的所述測試來識別問題；I)從所述數(shù)據(jù)庫中檢索所述相關的部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)；J)分析所述數(shù)據(jù)，以追蹤所述HDD到所述處理設備，以確定可能需要對該處理設備進行什么校正和修理；K)對處理設備進行校正和修理，以校正所述問題；以及L)確認所述HDD的成品率提高。
15.如權利要求14所述的方法，其中C中的所述數(shù)據(jù)庫可以從多個計算機終端訪問。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述多個計算機終端位于分離的設施內。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述多個計算機終端通過因特網(wǎng)相連接。
18.如權利要求16所述的方法，其中所述多個計算機終端通過內部網(wǎng)相連接。
19.如權利要求14所述的方法，其中所述處理設備位于多于一個制造設施內。
20.如權利要求14所述的方法，其中G中對所述HDD的所述測試在與進行了所述至少一個處理階段中的至少一個的制造設施分離的制造設施內進行。
21.如權利要求14所述的方法，其中G中對所述HDD的所述測試包括將完成的工業(yè)產品裝運給消費者，并監(jiān)視實際應用中的問題。
22.如權利要求14所述的方法，其中H中所述識別所述HDD的問題包括將完成的工業(yè)產品裝運給消費者，監(jiān)視實際應用中的問題，以及檢查返回的產品。
23.如權利要求14所述的方法，其中H中所述識別所述HDD的問題包括向下游追蹤部件，以監(jiān)視來自懷疑存在問題的處理機器的部件的性能。
24.如權利要求14所述的方法，其中H中所述識別所述HDD的問題包括向上游追蹤部件，以校正懷疑引起問題的處理機器的性能。
25.如權利要求14所述的方法，其中H中所述識別所述HDD的問題包括將部件從主批次提前發(fā)送，以測試該主批次的性能。
全文摘要
一種用于提高工業(yè)產品的成品率的方法，包括為部件和處理設備提供識別方案，由此向每個部件和每個設備給予唯一且可追蹤的識別數(shù)據(jù)。提供數(shù)據(jù)庫，其中存儲部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)，并使其相關聯(lián)。由處理設備在至少一個處理階段中處理所述部件，以產生處理后的部件，并測試處理后的部件的缺陷。然后，通過對處理后的部件的測試來識別問題。從所述數(shù)據(jù)庫中檢索相關的部件識別數(shù)據(jù)和處理設備識別數(shù)據(jù)，并分析該數(shù)據(jù)，以便追蹤所述部件到適當?shù)奶幚碓O備。對該處理設備進行校正和修理，以校正所述問題。然后，確認工業(yè)產品的成品率的提高。
文檔編號G06F19/00GK1670743SQ20041010211
公開日2005年9月21日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權日2004年3月16日
發(fā)明者邁克爾·科斯西, 保羅·格林, 加思·W·赫爾弗 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司