統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）在卷煙生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

林明 蘇靜 廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣州 518000

統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）在卷煙生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

林明 蘇靜 廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣州 518000

長(zhǎng)期以來，卷煙的生產(chǎn)加工質(zhì)量在很大程度上局限于滿足工藝技術(shù)指標(biāo)，以抽樣檢驗(yàn)評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量，而生產(chǎn)過程中同步采集的各種工藝參數(shù)和質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)并沒有得到充分的利用。如何利用卷煙生產(chǎn)過程中同步采集的各種工藝質(zhì)量參數(shù)，從中了解工藝、設(shè)備、質(zhì)量管理的水平和現(xiàn)狀，從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題的必然性和偶然性，并以此來改進(jìn)和提高卷煙產(chǎn)品的優(yōu)化與設(shè)計(jì)技術(shù)、工藝工序質(zhì)量的控制技術(shù)、質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析技術(shù)，為產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)和提高提供可靠的依據(jù)，以達(dá)到更高的質(zhì)量管理目標(biāo)。統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）在卷煙生產(chǎn)過程中的應(yīng)用使上述問題得到解決，它可對(duì)過程出現(xiàn)的異常及時(shí)提出報(bào)警，便于生產(chǎn)和管理者及時(shí)采取針對(duì)性措施，調(diào)整過程狀況，使過程在制品質(zhì)量回復(fù)穩(wěn)定，使質(zhì)量管理從被動(dòng)的事后把關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程中積極的事前預(yù)防。

過程質(zhì)量控制; SPC統(tǒng)計(jì)過程控制

1.SPC實(shí)施前生產(chǎn)過程質(zhì)量控制狀況

產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命。衡量卷煙產(chǎn)品質(zhì)量管理水平的高低，除了要求配方穩(wěn)定、原輔材料和產(chǎn)品外在質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)外，還要求實(shí)施卷煙加工過程控制，保障產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中質(zhì)量穩(wěn)定符合要求。但長(zhǎng)期以來，在卷煙生產(chǎn)過程中同步采集的各種工藝參數(shù)和質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)并沒有得到充分的利用，卷煙的加工質(zhì)量在很大程度上局限于滿足工藝技術(shù)指標(biāo)，以抽樣檢驗(yàn)評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量，這種做法存在兩個(gè)弊端：其一是抽樣帶有風(fēng)險(xiǎn)性，經(jīng)抽樣檢驗(yàn)判為合格的批次不等于批中每個(gè)產(chǎn)品都合格，經(jīng)抽樣檢驗(yàn)判為不合格的批不等于批中全部產(chǎn)品都不合格；其二是檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不合格，損失已經(jīng)造成。如何利用卷煙生產(chǎn)過程中同步采集的各種工藝質(zhì)量參數(shù)，從中了解工藝管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理的水平和現(xiàn)狀，從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題的必然性和偶然性，并以此來改進(jìn)和提高卷煙產(chǎn)品的優(yōu)化與設(shè)計(jì)技術(shù)、工藝工序質(zhì)量的控制技術(shù)、質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析技術(shù)，為產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)和提高提供可靠的依據(jù)，以達(dá)到更高的質(zhì)量管理目標(biāo)；保證在制產(chǎn)品的質(zhì)量受控，出現(xiàn)異常時(shí)提出報(bào)警，以便及時(shí)在人、機(jī)、物、法、環(huán)方面采取針對(duì)性措施，調(diào)整過程狀況，保證過程在制品質(zhì)量回復(fù)穩(wěn)定；實(shí)施卷煙加工過程控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，使質(zhì)量管理從被動(dòng)的事后把關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程中積極的事前預(yù)防，為卷煙加工過程提出新的課題。

2.SPC技術(shù)原理和實(shí)施該項(xiàng)目的目的和意義

SPC即統(tǒng)計(jì)過程控制（Statistical Process Control）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的過程控制工具，它通過把過程質(zhì)量特性數(shù)據(jù)編制成控制圖和直方圖等的形式，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到控制質(zhì)量的目的。當(dāng)過程僅受隨機(jī)因素影響時(shí)，過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)（簡(jiǎn)稱受控狀態(tài)）；當(dāng)過程中存在系統(tǒng)因素的影響時(shí)，過程處于統(tǒng)計(jì)失控狀態(tài)（簡(jiǎn)稱失控狀態(tài)）。由于過程波動(dòng)具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，當(dāng)過程受控時(shí)，過程特性一般服從穩(wěn)定的隨機(jī)分布；而失控時(shí)，過程分布將發(fā)生改變。SPC正是利用過程波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性對(duì)過程進(jìn)行分析控制的。因而，它強(qiáng)調(diào)過程在受控和有能力的狀態(tài)下運(yùn)行，從而使產(chǎn)品和服務(wù)穩(wěn)定地滿足顧客的要求。

SPC在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)地區(qū)分生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機(jī)波動(dòng)與異常波動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)過程的異常趨勢(shì)提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時(shí)采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達(dá)到控制和提高質(zhì)量的目的。建立SPC控制系統(tǒng)，就是在生產(chǎn)體系中建立一個(gè)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)的質(zhì)量監(jiān)控和反饋系統(tǒng)，能夠使生產(chǎn)過程處于統(tǒng)計(jì)過程控制之下，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量并持續(xù)滿足客戶的需求。

運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，SPC可對(duì)生產(chǎn)線中各儀器儀表所指示的大量工藝參數(shù)進(jìn)行加工整理，對(duì)生產(chǎn)過程中的重點(diǎn)工序、關(guān)鍵工序和特殊工序進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)判斷連續(xù)生產(chǎn)過程中有無變化的征兆、有無急劇的變化、有無超出控制范圍的異常值，從而避免工作人員憑經(jīng)驗(yàn)判斷所產(chǎn)生的失誤，改變產(chǎn)品品質(zhì)控制僅停留于強(qiáng)調(diào)結(jié)果評(píng)價(jià)階段的現(xiàn)狀。

3.項(xiàng)目主要內(nèi)涵和實(shí)施過程

本項(xiàng)目以廣州卷煙二廠生產(chǎn)二部作為試點(diǎn)，共同調(diào)研和確定生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)，建立在線SPC控制系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^該系統(tǒng)及時(shí)了解和掌握生產(chǎn)過程質(zhì)量動(dòng)態(tài)，探尋表現(xiàn)質(zhì)量特征的數(shù)據(jù)及其規(guī)律性，分析卷煙產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題及確切原因，應(yīng)用數(shù)據(jù)和圖表評(píng)價(jià)過程控制的結(jié)果，為優(yōu)化過程工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，使單牌號(hào)多點(diǎn)生產(chǎn)的卷煙產(chǎn)品的均質(zhì)化得到控制和保證，從而確保我公司產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，最大限度地縮減過程產(chǎn)品缺陷的數(shù)量，杜絕不合格品的產(chǎn)生。

項(xiàng)目具體實(shí)施過程如下：

3.1 過程關(guān)鍵質(zhì)量特性的確定

根據(jù)生產(chǎn)二部的實(shí)際情況，共同對(duì)制絲和卷包生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)研，從而確定生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)共22個(gè)，確定SPC的范圍，制作流程圖，確定關(guān)鍵參數(shù)。

3.2 在線SPC系統(tǒng)的購(gòu)置、安裝和調(diào)試

確定SPC系統(tǒng)的軟、硬件需求及實(shí)施環(huán)境要求，購(gòu)置SPC系統(tǒng)服務(wù)器并進(jìn)行安裝和調(diào)試，建立了在線SPC控制系統(tǒng)。SPC系統(tǒng)服務(wù)器正式上線啟動(dòng)運(yùn)行后，在線SPC控制系統(tǒng)每天定時(shí)自動(dòng)地從生產(chǎn)二部質(zhì)量管理系統(tǒng)中讀取質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括22個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。根據(jù)數(shù)據(jù)收集的實(shí)際情況，在系統(tǒng)中為各指標(biāo)相應(yīng)設(shè)置了推薦使用的SPC控制圖。

3.3 SPC知識(shí)及其系統(tǒng)應(yīng)用的培訓(xùn)

項(xiàng)目組人員參加SPC統(tǒng)計(jì)知識(shí)和SPC系統(tǒng)操作培訓(xùn)，通過培訓(xùn)，項(xiàng)目組成員學(xué)習(xí)和掌握了SPC基本知識(shí)及數(shù)據(jù)采集、圖形分析的方法，能利用在線SPC控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過程控制圖表化的分析，為優(yōu)化過程工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.4 應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控、分析和改善過程質(zhì)量

質(zhì)量監(jiān)控：SPC系統(tǒng)服務(wù)器正式上線啟動(dòng)運(yùn)行，在線SPC控制系統(tǒng)每天定時(shí)自動(dòng)地從質(zhì)量管理系統(tǒng)讀取關(guān)鍵質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入系統(tǒng)設(shè)置好的控制分析圖表中，如：?jiǎn)纹焚|(zhì)分析圖（I-MR，XBar-R、XBar-S等管制圖），針對(duì)產(chǎn)品的某一管制特性進(jìn)行分析，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行KPI數(shù)值統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目組成員利用在線SPC控制系統(tǒng)可實(shí)時(shí)了解關(guān)鍵質(zhì)量特性的控制狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)過程質(zhì)量的監(jiān)控。

分析和改善過程質(zhì)量（舉例說明）：項(xiàng)目組成員選取較有代表性的指標(biāo)：雙喜（經(jīng)典）成品煙絲含水率作為分析改善的對(duì)象，把學(xué)習(xí)到的SPC知識(shí)和所掌握的如何進(jìn)行分析、改善的流程、步驟融會(huì)貫通到實(shí)踐工作中。其過程與步驟如下：

3.4.1 通過對(duì)控制圖的觀察發(fā)現(xiàn)成品煙絲含水率在某一時(shí)期段出現(xiàn)偏離控制限的異常點(diǎn)。

3.4.2 分析成品煙絲含水率與有可能影響其變異的其它因子的關(guān)系，分別建立兩兩相關(guān)性圖形，以查找其相關(guān)性的程度。

3.4.3 通過對(duì)相關(guān)因子在圖中點(diǎn)的分布及分析，發(fā)現(xiàn)與成品煙絲含水率有強(qiáng)相關(guān)性的關(guān)鍵因素。

3.4.4 經(jīng)對(duì)關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該因素在過程控制上出現(xiàn)問題而導(dǎo)致成品煙絲含水率出現(xiàn)異常，項(xiàng)目組根據(jù)追尋出的原因，制定針對(duì)性強(qiáng)的相關(guān)措施并付諸實(shí)施，結(jié)果過程控制得到改善，控制圖顯示成品煙絲含水率回復(fù)受控狀態(tài)。

在廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，在品控室和工廠項(xiàng)目組成員的共同努力下，通過兩年有目的、有計(jì)劃、有選擇地開展SPC在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用研究，基本完成了項(xiàng)目的計(jì)劃任務(wù)。

4.項(xiàng)目實(shí)施后所獲得的主要成果

4.1 在線SPC控制體系上線運(yùn)行后，雙喜（軟經(jīng)典）卷煙成品批內(nèi)焦油量波動(dòng)同比小于2.0mg；煙支重量標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值小于21mg，同比降低2mg；雙喜（經(jīng)典）成品煙絲填充值同比提高0.2cm3/g；整絲率變化率達(dá)到93.57～100%。雙喜其它牌號(hào)的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)也得到了不同程度的改善。

4.2 在線SPC控制系統(tǒng)的上線運(yùn)行，使生產(chǎn)管理人員可以及時(shí)了解和掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，應(yīng)用數(shù)據(jù)和圖表評(píng)價(jià)過程控制的結(jié)果，為優(yōu)化過程工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

4.3 在線SPC控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)，為我公司在MES質(zhì)量管理子系統(tǒng)中建立SPC模塊提供寶貴經(jīng)驗(yàn)；為公司日后在生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理方面推行精益－六西格瑪管理模式奠定了基礎(chǔ)；為公司實(shí)現(xiàn)一牌號(hào)卷煙多點(diǎn)生產(chǎn)的均質(zhì)化控制和管理提供了保障。

5.結(jié)語

隨著廣東中煙繼續(xù)做大做強(qiáng)，MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)將先后在湛江卷煙廠、梅州卷煙廠、韶關(guān)卷煙廠和廣州卷煙廠上線，在線SPC控制體系的應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步成熟和完善。SPC控制體系在廣東中煙所有卷煙廠的推行，必將有力保證我公司產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，對(duì)大品牌多點(diǎn)均質(zhì)化生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)意義。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.038