元器件检测任务管理的信息化应用研究_陈泫文.pdf

dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术56|元器件检测任务管理的信息化应用研究陈泫文1，陈捷宇1,2，刘伟力1，曾铭衡1（通信作者）1.工业和信息化部电子第五研究所，广东广州，511370；2.工业装备质量大数据工业和信息化部重点实验室，广东广州，511370摘要：本文基于元器件检测任务实施的需求，研究信息化在检测任务管理过程中的应用，通过分析全过程管理和全要素管理的需求，围绕功能模块、管理流程、数据结构开展系统设计，并结合现有软件技术，讲解了独立系统、平台构建、微服务思想等三种实现方式。最后通过信息化应用分析，总结了信息化对提高元器件检测任务管理效率、减少沟通成本的意义，实现自动化、智能化、数字化的元器件检测任务管理。关键词：元器件检测；任务管理；信息技术；信息化；软件工程中图分类号:TN948.61文献标志码:ADOI:10.19772/ki.2096-4455.2023.1.013 0引言元器件作为电子设备系统的基本组成单元，是电子设备系统的基础，元器件的质量直接影响电子设备系统的正常运转和使用寿命，对保障设备系统的稳定运行和有效运行具有十分重要的意义1。为控制元器件的质量，对元器件生产过程的不同阶段，采取各种形式的检测，以确定元器件在生产过程的不同阶段的质量是否符合标准或使用的要求。具体的检测内容和检测流程一般依据元器件的标准或产品技术规范制定，不同元器件的检测内容和流程有很大的差异，而同一元器件在不同的生产阶段检测工作也有不同。元器件检测任务的实施管理是一项复杂的系统工程。信息技术的创新发展不断促进信息化应用的普及与变革。本文通过充分调研元器件检测任务管理需求，以信息技术为手段、以信息系统为载体，将信息化应用于元器件检测任务管理过程中，实现自动化、智能化、数字化的任务管理。1元器件检测结合国际标准化组织ISO9000系列标准关于检测的定义，元器件检测可归纳为遵循相关标准和技术规范，对元器件的一个或多个特性，按一定的顺序和组合进行检查、测试、试验或度量，并将结果与规定值进行比较，以确定每项特性合格与否，产品能否满足使用需求的技术性检查活动。元器件检测按不同维度的分类，可分为如下几类：（1）按对产品损害程度划分为破坏性和非破坏性检测；（2）按技术手段划分为性能测试、环境试验、可靠性试验、DPA、物理分析等；（3）按质量控制目的可分为鉴定检验、质量一致性检验、筛选检验、破坏性物理分析。随着电子产业的规模扩大以及对元器件应用需求增加，对元器件质量要求不断提高，元器件检测任务越发繁重且项目管理复杂，对检测任务的管理提出了更高的要求。作者简介：陈泫文，男，广西桂平，硕士，工程师，研究方向：信息技术研究与信息化、数字化管理；陈捷宇，男，安徽合肥，硕士，工程师，研究方向：制造业数字化转型、工业产品质量可靠性技术；刘伟力，男，山西晋城，硕士，工程师，研究方向：信息化管理和软件开发。通信作者：曾铭衡，男，广东广州，硕士，工程师，研究方向：元器件质量与可靠性。电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|57电子元器件与材料2任务管理需求围绕元器件检测内容，对元器件检测任务管理覆盖任务来源、任务计划、任务实施到出具报告的全过程，同时，结合元器件检测内容的特点，除了主任务线的全过程管理外，还需要实现全要素管理，包括对支撑任务开展的人、机、料、法，以及对任务过程派生出的相关产物进行管理。2.1全过程管理元器件检测主任务线管理是对任务的源头、过程直至完结的全过程管理，即需要通过流程串起任务的每一个环节，使得流程节点能够按照任务开展的实际需要进行判别而实现自动流转，也需要使信息能够跟随流程节点进行传递，同时还能让每一个节点携带新的信息内容。图 1任务流程图如图1所示，元器件检测的任务由来源作为起点，经过任务计划将任务分配至任务实施部门，实施部门在接到任务之后，可以直接开展具体任务，也可以将任务做进一步分解再分配，还可以将任务交给其他方协作完成，任务过程可以对任务的进展情况进行跟踪和监督。待全部任务环节执行完毕，根据任务要求提供交付物，则表示一个任务的完结。在任务流转过程中，由于不同任务环节是由不同的岗位或角色进行操作和处理，这些人员可能分布在不同部门甚至不同组织架构下，因此，需要根据职责划分权限，同时支持跨部门、跨组织的任务流转。2.2全要素管理对元器件检测任务的全要素管理，除了包含任务本身的信息资源管理外，还包含对支撑任务开展的相关对象，如人、设备、材料和标准，以及任务过程产生的数据或派生的产物进行管理，如元器件样品、数据、检测报告等要素。2.2.1样品要素元器件样品是指用于开展检测工作的对象。在元器件检测过程中，对样品的检测管理存在以下三种情况：（1）同一批样品在检测过程中逐项开展试验，具有先后关系；（2）同一批样品在检测过程中，拆分为多个样品组，每个样品组同时开展不同的试验，体现为并行关系；并行开展的检测任务线，既可能直至结束，也可能重新汇总后再进行下一项检测；（3）前述两种情况的混合，即样品既需要逐项开展试验，同时也需要拆分为多份分别开展试验，且还存在多种情况并存，样品需要多次分解、汇总组合。2.2.2数据要素数据是指元器件检测任务执行过程中，随着试验开展而形成的相关条件参数、过程记录及结果数据等一系列内容。2.2.3报告要素检测报告是指按照任务要求、基于检测数据、依据相关格式编制形成的报告文档。3信息化应用研究3.1信息技术与信息化信息技术是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称2。信息化充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流、流程协作、知识共享，目标是为了实现信息的对称、提高工作效率，核心聚焦在信息本身，通过建设相关信息系统实现信息资源的应用、业务流程的运作、管理过程的协同。基于元器件检测任务管理的需求，以信息技术为基础、信息系统为载体，开展信息化应用研究，以软件工程3方法论为指导，通过信息化手段建设任务管理系统，对元器件检测任务的全过dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术58|程、全要素进行自动化、智能化、数字化的规范管理，实现数据统一、流程畅通、协同高效。3.2任务管理系统设计任务管理系统是信息化应用研究的产物，在对元器件检测任务管理需求分析的基础上，开展任务管理系统的设计，主要从功能模块、管理流程和数据关系三方面展开。功能模块设计是对任务管理系统的功能组成进行划分以及对功能进行定义；管理流程设计是对任务管理系统的流程走向、功能模块之间的关系进行设定；数据关系设计是对整个系统涵盖的数据内容范围之间的关系进行确定。3.2.1功能模块设计依据需求分析，为实现元器件检测任务的信息化管理，任务管理系统的功能组成如图2所示。图 2功能组成图（1）任务来源管理。任务来源管理是任务管理的开始，以创建任务为起点，主要实现对元器件检测任务的源头及其相关信息内容的管理，关键信息包括任务来源类型、任务类型及内容、任务周期以及其他任务要求，这些关键信息影响了任务的走向，如横向和纵向的管理要求可能存在不同类型的元器件需要开展的任务内容差异等。围绕任务关键信息，还可能包括任务合同、任务报价、客户信息、委托内容等关联信息。（2）任务计划管理。任务计划管理主要实现对需要开展的元器件检测任务进行统一协调、分配。根据实施团队的工作负荷、试验设备的使用情况以及任务的周期要求、紧急情况，统筹安排检测任务，合理实现检测任务的排期工作。（3）任务分解分配管理。任务分解分配管理主要实现在接收任务之后，对任务进一步分解后再分配，或者将任务通过协作的方式交由其他部门、单位机构开展，或者直接执行具体任务内容。根据实际需要，任务可以逐层分解，直到分配至具体执行任务为止。由于元器件检测任务项目数量多，一般由主工程师作为任务的牵头实施负责角色，制定检测任务流程，对任务进行分解分配。检测任务按照标准和相关技术规范制定实施流程，需要通过信息化手段，借助可视化的操作，能够对检测项目及其具体内容进行组合，使其成为可自动流转的任务流程，用以指导工程师和实验员开展任务。（4）任务实施管理。任务实施管理主要是对元器件检测任务具体开展内容的过程进行记录和管理，包括任务的执行者、执行时间、执行状态、执行内容以及对过程产生的相关试验数据、环境条件进行详细记录。由于检测任务还依赖于具体的试验仪器设备，因此对设备的监测与控制也是任务实施管理的重要内容。（5）任务过程管理。任务过程管理能够提供对任务执行的跟踪，实时跟进任务执行情况与具体细节。当任务过程的所有要求内容全部完结时，表示一项元器件检测任务的完成。（6）样品管理。样品管理主要实现对元器件检测任务中所涉及的相关元器件样品的管理。对样品的管理内容范围包括样品属性（名称、类型、参数等）、基本情况（来源、任务、数量等）以及关联任务信息，同时样品管理也将随着任务过程的需要而有所变化，如样品分组、样品汇总、样品交接等。（7）报告管理。报告管理主要实现对元器件检测报告从编制到形成的管理，包括报告模板、报告格式、报告内容、报告数据的智能匹配与自动生成，以及对终稿报告的审核、审批、签字、用印、寄发、归档、借阅等的附属管理。在实际运作中，还需要保留特殊情况的通道，允许报告在未完成商务流程的情况下提前放行交付。电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|59电子元器件与材料3.2.2管理流程设计将任务管理系统的各个功能模块串起来，设计其管理流程。根据任务实际情况及逻辑控制，管理流程设计如图3所示，图中将任务来源管理、任务计划管理、任务分解分配管理、任务实施管理、报告管理等核心功能通过流程流转串联起来，同时对每一个功能模块进行展示。除此之外，任务过程管理与样品管理作为管理流程的辅助功能模块，整个管理流程走向通过任务过程管理进行呈现，用于任务流程的监督与把控；样品管理则作为支撑任务流程开展的基础模块，随着任务的流转而对需要开展检测任务的元器件样品进行管理。图 3管理流程图3.2.3数据关系设计在明确任务管理系统所覆盖的内容范围基础上，对其数据关系进行设计，如图4所示。图 4数据关系图3.3系统实现方式软件开发技术的不断发展促进了信息化应用由传统的软件系统发展到平台应用。近几年，微服务思想的深入及其技术架构的普及应用为信息化建设提供了更为便利的实现途径。因此，面向元器件检测任务管理的信息系统，可以有三种实现形式。3.3.1独立系统将任务管理系统作为一个单独的软件系统进行开发、部署和使用，用传统的SSH框架4和相关的开发技术实现具体的功能，建设为专门用于元器件检测任务管理的B/S系统。将任务管理系统作为一个整体，在服务器上部署、在客户端进行访问使用。将任务管理系统实现为独立的系统，适用于信息化程度不高、投入低或规模较小的企业。3.3.2平台构建平台可以看作是独立系统的集合，通过平台集成多个系统。为任务管理系统搭建平台，通过分层思想和技术，将平台分为数据层、服务层和应用层。其中，数据层实现数据的存储和管理；服务层实现任务管理逻辑处理；应用层提供用户操作和前端展示。相比于独立系统，平台搭建能够提高任务管理系统访问负载、处理性能，也增强了扩展性，适合对信息化建设有稳定投入且具有一定信息化基础的企业。3.3.3微服务构架采用微服务思想5，将软件功能拆分为不同的微服务，并将其部署到容器平台中。由于逻辑功能能够拆解为不同服务，具有低耦合的特性，因此在功能升级和扩展方面拥有更好的灵活性。容器平台可以实现资源的动态配置与使用，最大程度地合理利用计算资源。运用微服务实现方式适用于对信息化有较大投入且已经形成较大规模的信息化体系的企业。（下转第64页）dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术64|的钽电容尽量不做二次焊接使用，手工焊接建议温度在280330，时间不超过4s。（2）在贮存环境条件下进行预防。固体钽电容建议在常温（-10+40）、常湿（80%RH以下）的环境下贮存。环氧树脂密封材料在高温高湿的使用环境下，会因为吸潮而使电容器的整体性能劣化。避免日光照射，避免过大的振动冲击。存储超过两年的钽电容，需重新进行电性参数测试。4结论本文重点对固体钽电容常见失效模式和失效机理进行了分析总结。提出了改进及预防措施，对今后钽电容的可靠使用提供指导。特别是对工艺、制造，以及应用方面提供了建议。参考文献1 苏龙兴,颜晓勇.金属钽粉的生产及提纯工艺进展J.粉末冶金工业,2021,31(01):91-97.2 张宇.电子元器件的可靠性分析J.科技创新与应用,2022,12(18):68-70.3 柳思泉.浅议电子元器件的筛选与电子元器件质量控制J.电子元器件与信息技术,2021,5(12):46-47.4 孙维连,陈再良,王成彪.机械产品失效分析思路及失效案例分析J.材料热处理学报,2004,25(01):69-73.5 陈新元,刘延飞,李昊,等.基于超级电容的恒功率无线充电智能平衡小车设计J.电子元器件与信息技术,2021,5(04):45-47.6 刘宝,魏齐龙.机械零部件的失效分析技术J.兵工自动化,2008(10):86-88.7 王敏.片式钽电容器漏电流可靠性研究J.电子制作,2019(01):71-73.8 孙铭泽,李建成,李乐乐,等.SiCMOSFET密勒电容分析及影响J.电子元器件与信息技术,2019(04):95-99.9 何晓舟.高压混合钽电容器介质氧化膜制备工艺探索D.西安:西安电子科技大学,2015.10张世莉,张建宏,唐万军.固体钽电容的使用可靠性J.微电子学,2008(3):389-391.（上接第59页）3.4系统应用分析元器件检测任务管理的信息化应用，无论是独立系统、平台构建，还是微服务架构实现，均是以信息技术的手段实现了任务的系统性管理，解放了在任务管理中的人为工作，使得整条元器件检测任务线上不同环节的人员，能够更加专注于核心、关键的事项，减少相关交流与沟通的成本，节约任务流程的时间，实现了流程自动化、任务智能化、管理数字化，切实有效地提高了元器件检测任务开展的效率。4结语元器件检测任务纷繁复杂，不同的任务要求需要配置不同的任务过程，涉及的检测标准和试验项目众多。所以，推进元器件检测任务管理的信息化应用，能够有效地实现元器件检测任务的自动管理。通过信息技术手段，以信息系统为载体，实现不同任务要求执行不同的任务过程，推动元器件检测任务管理的智能化发展。参考文献1 张洺瑞,严志华.电子元器件检测中的问题及其解决方式研究J.电子制作,2021(10):52-54.2 史伟,王晨,王娟.基于信息技术的企业技术创新和产业升级的研究J.电脑知识与技术,2015,11(10):231-232.3 RogerS.Pressman,BruceR.Maxim.软件工程:实践者的研究方法M.王林章,崔展齐,潘敏学,王海青,贲可荣,等译.北京:机械工业出版社,2021.4 张晓天.基于SSH框架的企业信息管理系统的设计与实现D.大连:大连海事大学,2019.5 涂南昌.基于微服务与容器的负载均衡系统设计与实现D.成都:电子科技大学,2022.