Вот такой вопрос прислал один из участников нашего сообщества в сети LinkedIn:

Встречались ли вы в своей практике с необходимостью предварительного расчета целевого FPY на разных стадиях производства или с учетом различных технических условий? Например, производители тестеров печатных плат указывают процент ошибочных суждений в спецификации. Или как рассчитывается допустимый % брака для операций ручной установки компонентов на плату?

FPY (First Pass Yield) – показатель выхода первого раза, который отражает % годных изделий, которые прошли операцию контроля качества (в данном примере тестер печатных плат) с первого раза. Подробнее об этом показателе, его сути и способе расчета вы можете прочесть в статье Производственные метрики. Часть I: выход процесса.

Начать, вероятно, следует с того, что долгосрочная цель для показателя FPY должна составлять 100%. Как и долгосрочная цель для брака (не только на операции ручной установки компонентов на плату) должна составлять 0%. Тем не менее, многие организации устанавливают целевые значения как для % брака, так и для FPY. На основании этих показателей часто рассчитывают премии: реальный FPY выше целевого – есть премия, ниже – нет.

Чаще всего целевые значения для показателей FPY и % брака устанавливают, исходя из неких исторических данных. Для этих целей используют аналогичные показатели на аналогичном продукте (процессе, производстве и т.д.). В случае трансфера продукции с одного предприятия на другое перенимают и цели по показателям FPY и % брака. Реже в компании приняты некие общие целевые значения для FPY и % брака на стадии пилотного запуска, первого месяца серийного производства, первого полугодия серийного производства…

Откуда берутся исторические данные для установки целевых показателей по браку и выходу? Как следует из названия, эти данные – достояние истории. Кто-то когда-то, не задумываясь о целевых показателях, решил производить некую плату. В итоге получилось наладить производство с FPY 95%, а оставшиеся 5% пришлось браковать. Это стало целью.

Затем смышлёный сотрудник придумал, как сократить % брака, и наладил процесс ремонта отдельных дефектов. Новая цель: FPY 95% и брак не выше 2%. Затем заменили иглы на другой тип, оптимизировали параметры пайки, изменили формовку радиальных компонентов… в итоге пришли к неким показателям FPY и % брака, которые являются целевыми для данного типа продукции сейчас. Хорошо это или плохо, судить не буду. В любом случае, эти показатели основаны на фактах (исторических данных), релевантны для того производства или предприятия, на котором приняты, и, разумеется, могут быть улучшены. А значит, нет особого смысла от них отказываться в пользу неких теоретических расчетов допустимых % выхода и брака.

Совсем по-другому обстоит дело, если исторических данных нет. К примеру, в случае запуска уникального продукта или нового завода. Однако и в этом случае целевые показатели можно получить путем бенчмаркинга с другими продуктами, технологиями или предприятиями. Не смотря на то, что такой метод получения целевых показателей можно считать эмпирическим, он зачастую точнее даже безошибочных расчетов.

Тем не менее, если вам очень хочется рассчитать целевой показатель выхода первого раза (FPY), то для этого можно применить следующий алгоритм:

1. Вначале необходимо четко определить критерии дефектов. Для печатных плат это зависит от выбранного класса. Помочь с этим вам может стандарт IPC 610.
2. Затем необходимо рассчитать DPMO для продукта, о котором идет речь. В случае печатной платы рекомендую обратиться к стандарту IPC-9261 In-Process DPMO and Estimated Yield for PCAs.
• Я привел стандарт не для того, чтобы запутать вас, но для того, чтобы вы знали, где искать ответы на вопросы, которые обязательно возникнут при расчете DPMO. К примеру, компонент с тремя ножками – это одна возможность ошибки или 3? Или 4? А как рассчитать количество возможных замыканий?
• О том, что такое DPMO вы можете прочесть в статье Производственные метрики. Часть VI: показатели DPU, DPO, DPMO и DPPM.
3. Судя по названию, стандарт IPC-9261 также указывает, как оценить выход. Однако, не имея этого документа на руках, предложу пересчитать DPMO в FPY, используя онлайн калькулятор в статье О чем говорит сигма уровень процесса?

С расчетом целевого показателя % брака дело обстоит сложнее. Дело в том, что вы можете рассчитать уровень аварийности процесса¹ (1-FPY), получив тем самым % изделий, которые не прошли контроль с первого раза. Однако продукт, который не прошел тестирование с первого раза, не обязательно отправляется в брак. Во-первых, часть продукции можно протестировать повторно на предмет ошибки самого тестера, во-вторых, большинство дефектов, возникающих на печатных платах, подлежит ремонту. Т.е. то, что не прошло тестирование, отправится на ремонт, а не в брак. Доля дефектов, подлежащих ремонту, зависит от доступности технологий, оборудования и квалификации специалистов на данном предприятии. А потому весьма индивидуальна для различных заводов.

Таким образом, рассчитать целевое значение показателя FPY возможно, исходя из комплексности продукта. Более релевантными, тем не менее, считаю исторические данные или данные, полученные путем бенчмаркинга. Рассчитать целевой показатель % брака теоретически возможно, однако затраченные усилия на сбор данных и расчет целевого показателя, с учетом всех особенностей продукта, доступных технологий и оборудования, а также квалификации специалистов, вряд ли себя оправдают.

______________________________________
¹ Подробнее об уровне аварийности читайте в статье Производственные метрики. Часть V: уровень аварийности процесса (FR, MFR, FOR)