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研究生: 游逸
Yuan - Yu
論文名稱: 結合派翠網路(Petri Nets)與本體語意(Ontology)應用於產品公差設計與製程品質改善之研究
Combination Petri Net & Ontology Application on Tolerance Analysis and Quality Improvement of Manufacturing Process
指導教授: 林榮慶
Zone-Ching Lin
口試委員: 許覺良
none
傅光華
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 126
中文關鍵詞: 尺寸迴路尺寸鏈公差設計本體語意派翠網路
外文關鍵詞: Ontology, Petri Nets, Constraint Map, Dimension Loop, Tolerance Analysis
相關次數: 點閱:425下載:2
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  • 摘要
    在產品研發設計過程中尺寸公差的設定與累積公差的分析一直是研發人員努力的課題,而生產製造端的製程能力與設計者定義或期望的尺寸公差往往有一定的落差。本研究結合派翠網路(Petri Nets)與本體語意(Ontology)的理論加以應用發揮,進而提出一套改善產品品質與縮短開發時程的公差設計手法。從創新的功能尺寸關聯圖(Constraint Map)應用到尺寸鏈(Dimension Loop)的建立,並利用均方根統計方法Root Sum of Square(RSS)作累積公差之計算分析,以簡易的Excel統計表格計算出符合6 Sigma品質需求的合理設計公差。
    本研究以行動電話產品上下蓋間隙設計為案例研討,從設計階段的零件公差分析開始探討,從累積公差的分析一直做到試產問題解決與品質良率的驗證。並以實際開模的試模品做案例驗證,從第一次試模開始做FAI(首件尺寸量測) 、Cpk(製程能力指標)的量測、並以Cpk的值做為品質良率的推估依據,以提供修改設計或模具尺寸之參考,並詳細的介紹如何利用本研究之創新Constraint Map正確而快速的找到問題的根源,進而一次就能把問題澈底給解決,此創研的手法提供設計者尊循的法則,不必盲目的修改,能有效的減少修改次數與節省成本進而縮短開發時程。


    Abstract
    Through the product design process, the setting of tolerance and the cumulative tolerance are always what Research & Development strive for. There is a definite distance in tolerance between what the production is capable of and what the designers expect. This research implements the Petri Nets and the theory of Ontology to propose a more efficient tolerance design technique. Applying the Constraint Map to establish the Dimension Loop and using the Root Sum of Square (RSS) to calculate the cumulative tolerance can produce a reasonable tolerance by programming a simple Excel chart.
    This research takes the gap between a mobile phone’s Top & Bottom Covers as a case study. The study goes from the tolerance of the parts in the design phase, the analysis for the cumulative tolerance, to its pilot run phase and testing for its yield rate. Taking the actual tooling samples for testing, from doing FAI in the first Tooling phase, measurement for the Cpk, and the yield rate based on the Cpk; these numbers provide references for modifying the design or dimensions of the molds. This research provides the pioneer Constraint Map that accurately and efficiently solves the problems from the start. The designers can follow this method to shorten the development time and possibility to revise the molds.

    目錄 摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究目的與方法 1 1-3 文獻回顧 3 1-4 研究架構與流程 6 第二章 6 SIGMA 公差設計應用理論與文獻探討 8 2-1 6 SIGMA概念與全面品質管理概述 8 2-2 CPK 製程能力指標應用理論 9 2-2-1 Cp(Capability of Process) 製程精密度指數 10 2-2-2 上下製程能力指標 10 2-2-3 Ca(Capability of Accuracy) 製程準確度指數 11 2-2-4 CPK製程能力指標 12 2-3 6 SIGMA 品質管制手法概述 13 2-4 6 SIGMA設計的精神 14 第三章 尺寸公差設計分析 15 3-1零件尺寸公差的制定 15 3-2累積公差 17 第四章 PETRI NETS 與 ONTOLOGY 在公差分析理論基礎上的應用 20 4-1 PETRI NETS理論基礎 20 4-2 本體語意論(ONTOLOGY)定義 25 4-3 ONTOLOGY之建構流程 26 4-4 ONTOLOGY的應用 27 4-5 結合PETRI NETS與ONTOLOGY的應用概念 29 第五章 公差分析結合6 SIGMA DESIGN 創研理論 37 5-1 公差設計與驗證之創研開發流程 37 5-2 零組件尺寸規格與製造公差之收集制定 38 5-3 設計原型建立 39 5-4 功能尺寸關聯圖 40 5-5 尺寸鏈(DIMENSION LOOP)的建構 44 5-6 定義DIMENSION LOOP內各個部件尺寸之製造允許公差 45 5-7 累積公差計算(TOLERANCE ANALYSIS) 45 第六章 試量產驗證製程能力及配合6 SIGMA需求作調整 49 6-1 試模 49 6-2 首件成型尺寸量測 FAI(FIRST ARTICLE INSPECTION) 52 6-3 CPK 量測以推估製程的良率 54 6-4 製程偏移時如何作調整 59 6-5 重新計算公差分析以確保修改後之設計品質 60 6-6 回到關連圖去檢視相關連零組件一并考慮修改 61 6-7 去除過剩的品質要求 61 第七章 案例驗證 (CASE STUDY) 62 7-1 公差分析案例設計流程 62 7-2 原型設計(MODEL DESIGN) 64 7-3 建立功能尺寸關聯圖(CONSTRAINT MAP) 66 7-4 尺寸鏈(DIMENSION LOOP) 選擇與定義 70 7-5累積公差計算(TOLERANCE ANALYSIS) 78 7-5-1 初步的累積公差計算 78 7-5-2 減少尺寸鏈路逕與調整零組件設計公差 79 7-5-3 調整零組件設計公差 82 7-6 零組件尺寸標註與訂定CPK量測項目 85 7-7 試產驗證製程能力 90 7-7-1 FAI report---成型零件尺寸量測 90 7-7-2 組配問題分析與試模檢討後之修改對策 95 7-8 重新試模及FAI/CPK 尺寸量測再驗證製程能力 101 7-9 修正零件尺寸公差以符合實際製程的能力 105 第八章 結論與建議 106 8-1 研究結論 106 8-2 研究建議 109 參考文獻 110 作者簡介 114

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