提升 ODM 產品設計品質之作業程序與執行結果

以BUC 產品設計開發過程為例，在各主要流程中執行的結果說明如後：

(1) D 界定(Define)：訂定專案目標，找出產品開發案最重要的主題與方向。

在「界定」中包括了步驟1：產品設計開發專案選擇；步驟 2：客戶產品需求確認；

步驟3：Kano 模式分析。BUC 產品會被選為 DFSS 適合的專案，主要原因有：a.屬於 ODM 案子，b.客戶需求規格明確且列於合約中，c.過去與該客戶已有多次的合作經驗 (利於 Kano 分析)，d.該產品之計畫負責人值得信任。

由於BUC 產品是衛星地面站訊號收發系統中的一個重要模組，是屬於工業產品，客 戶是衛星地面收發設備系統商，在委託案中能很清楚且完整的定義各項產品需求之工 程規格。因此我們在「界定」階段可以較容易確認客戶需求，這與客戶是屬於一般大 眾的消費性(Consumer)產品在「界定」階段的狀況有所不同。

另外我們在客戶眾多需求中，以Kano 模式分析那個需求項目是最重要的，找對方向 後才能針對重點需要投入最多的資源來處理。

(2) M 衡量(Measure)：衡量顧客需求與規格要求，將顧客聲音轉換成公司關鍵品質特性 (Critical to Quality，CTQ)。

在「衡量」中包括了步驟3：Kano 模式分析；步驟 4：決定關鍵項目與產品設計；步 驟5：電子零件失效率與應力分析。這些步驟主要是要找出衡量顧客需求的關鍵項目。

在針對不同客戶或不同產品族群(不同應用面)，可以透過 Kano 模式分析找出客戶最 注重的項目。BUC 產品是屬於 VSAT 產品族群，我們嘗試挑選該產品族群中較資深 的七位產品負責人，以問卷調查表(附錄二之一)透過親自訪談方式，採用 8 個常見的 議題以交叉問法，正向回答以1～5 分對應(非常滿意為 5 分)，反向回答以-1～-5 分對 應(非常不滿意為-5 分)，經整理問卷調查表所回饋之分數統計(附錄二之二)可得到如 表4.1 之結果。

表4.1：ODM 新產品設計開發 Kano 模式分析結果

品質要素 客戶需求要項

(Voice of Customer)

評 分 (正向) (反向) 當然品質

(Must-be Quality)

◆快速回應客戶

(One-Dimensional Quality)

◆低成本(合理成本)

(Attractive Quality)

◆符合RoHS 與 WEEE 出以產品與電子零組件的失效率(Failure Rate)或 MTBF(Mean Time Between Failure)可 靠度規格，以及產品環境規格(客戶在合約中有明確之需求規格值)，這兩者為產品開 發案最重要的改進方向與目標。

(3) A 分析(Analyze)：分析功能要求，針對關鍵品質特性分析與提出設計改善要點與步 驟。在「分析」中包括了步驟5：電子零件失效率與應力分析，也就是我們已清楚定 義出關鍵品質特性為產品的失效率或MTBF，針對此特性要量化分析其潛在問題點與 找出設計上可改善之處。

BUC 產品在產品原型(Prototype)完成後，也就是已符合產品性能規格後，由產品設計 工程師提供用料表(BOM)上各電子零件的基本資料與操作應力資料，再透過本研究第 3.3.5 節步驟 5：電子零件失效率與應力分析之方法，解析出原始產品設計的失效率與

MTBF = 77,834 小時(詳見附錄三之一)，由於客戶在合約中要求可靠度規格為 MTBF 大於150,000 小時，明顯不符合客戶需求，因此需要依據圖 3.4 的流程來分析與改善 問題點。

首先針對零件失效率較高的前幾名(失效率>100 者)分析，主要都是λG過高，表示應以 更換其它類別的零件才會有顯著的改善效果。另外我們也發覺產品局部位置操作溫升 過高，以及用料零件過多等問題，這些都是產品設計工程師可以改進的方向。

BUC 產品經過「D 設計」之產品設計變更後，再重新依據第 3.2 節步驟 5 方法計算失 效率與MTBF，以確認改善效果，最後得到 MTBF = 555,246 小時(詳見附錄三之二)，

經初步分析可符合客戶品質與可靠度需求，不過這是理論分析值，還需要實際加速壽 命試驗的驗證來佐證。

(4) D 設計(Design)：因應顧客要求開發設計，利用品質工具觀念，協助擇優設計，徹底 地消除或降低潛在不良。在依據「A 分析」所找出的改進方向後，產品設計工程師依 據目前技術能力與可用資源評估後，執行設計變更。經多次的設計變更與產品性能符 合性測試，再加上失效率分析作業的輔助，最後共採取了下列幾點設計變更措施，透 過失效率與MTBF 分析結果，可以說明已明顯改善了 BUC 產品之設計品質：

－將 4 種高失效率零件更換成λG較低且功能近似的零件。

－產品局部位置的最高溫升原為 27℃，經修改電路、更換零件與降低操作電應力後，

將操作溫升從27℃降至 24℃。

－修改電路，簡化設計，降低部份零件數的用量，將整體零件數從352 顆降至 235 顆。

在V(驗證)階段之環境試驗時，發現產品在水密試驗後漏水，是屬於產品密封不良的 問題，經工程師分析後認為是產品外殼(Housing)蓋子的密封環(O-Ring)與溝槽間之公 差設計不當，造成產品組裝後會有目視不易檢查的微細空隙而造成漏水，經修改該 機構尺寸公差後已能符合要求。

(5) V 驗證(Verify)：確保研發品質，藉由驗證測試，證實最佳可行的設計方法，達到顧 客的要求。

當我們在BUC 產品設計變更後，再經產品失效率與 MTBF 分析確認符合需求，隨即

準備試件進入產品實測驗證階段。BUC 產品在驗證階段共準備了 16 個試件，其中 10 個試件是供加速壽命試驗使用，另外6 個試件是供環境試驗使用。

環境試驗主要包括了環境應力篩選(ESS)與環境鑑定試驗(EQT)，在 BUC 產品 6 個試 件中共分成兩組(每組 3 個)，分兩批(4 個與 2 個)執行，分別依據附錄四之一的試驗流 程逐項驗證。6 個試件首先經環境應力篩選測試，ESS 測試規格詳如附錄四之二。需 要先執行ESS 測試的目的是要先剔除早夭失效與工藝不良的問題，以便讓後續之環 境鑑定試驗能單純的驗證產品耐環境規格的能力。BUC 產品之 ESS 測試順利通過，

隨即進入環境鑑定試驗，這時才開始分兩組執行，環境鑑定試驗規格詳如附錄四之三 所示。第1 組在水密試驗後發現 3 個試件均有微量漏水，經工程師分析原因與改善後 (如上述說明)，重新驗證水密試驗通過，其餘環境鑑定試驗項目均順利通過驗證測 試。BUC 產品在 2004 年 7 月 28 日至 2004 年 9 月 6 日期間完成環境試驗的驗證測試，

說明BUC 產品能符合客戶環境規格需求。

加速壽命試驗(ALT)是假設在 30℃的操作環境下，BUC 產品的 MTBF 至少要有 180,000 小時能力，客戶規格是大於 150,000 小時，因為 M 公司內部要求必須要有高 於客戶規格1.2 倍的能力。經(2.4)式、(2.5)式與(2.6)式推導出 10 個試件在試驗溫度 70℃下，試驗時間需要 480 小時(20 天)，也就是說 BUC 產品經過前述加速壽命試驗 條件驗證通過後，即可驗證產品至少具有大於180,000 小時 MTBF 的能力。BUC 產 品之加速壽命試驗規格詳如附錄四之四所示，在2004 年 7 月 28 日至 2004 年 8 月 17 日期間經實際加速壽命試驗後，無任何失效發生，確認我們不論在理論分析與實測驗 證都能符合客戶可靠度規格需求。

在公司內部驗證確認符合客戶需求後，之後又另外再準備了10 個樣品送交客戶驗 證，經客戶2 個多月的驗收測試，最後能順利通過客戶驗證，本 ODM 設計開發案經 過此程序而能順利成功結案，並轉入生產製造階段。