統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）管理的應(yīng)用實(shí)踐——上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司案例

當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中的很多問(wèn)題都涉及到大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)的分析以及由此所帶來(lái)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制與改進(jìn)，因此對(duì)傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的靈活性與有效性提出了更大的挑戰(zhàn)。

為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)“國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際先進(jìn)”的要求，上海煙草集團(tuán)責(zé)任有限公司從2000年開(kāi)始引入統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）方法，并于2003年率先在上海卷煙廠開(kāi)始實(shí)施卷煙制造流程西格瑪水平測(cè)評(píng)和六西格瑪管理改進(jìn)。近五年來(lái)企業(yè)通過(guò)對(duì)SPC應(yīng)用的深化與創(chuàng)新，結(jié)合先進(jìn)的信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的自動(dòng)數(shù)據(jù)分析、智能報(bào)警、提示調(diào)整等功能，形成對(duì)制造過(guò)程的智能化控制，并根據(jù)生產(chǎn)與管理的不同需求，建立了具有不同層級(jí)的立體化結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過(guò)程管理模式。

SPC的本質(zhì)是運(yùn)用隨機(jī)事件的統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)判斷過(guò)程輸出中的變異是由必然因素還是由偶然因素引起的，為過(guò)程的穩(wěn)定狀態(tài)提供分析的依據(jù)。因此，從本質(zhì)上說(shuō)，SPC方法不但適用于所有的制造過(guò)程，同時(shí)還適用于服務(wù)型、管理型過(guò)程。

一、實(shí)踐SPC的主要過(guò)程

1.確立強(qiáng)有力的組織保障，優(yōu)化資源配置

在實(shí)施SPC方法初期即確立由分管質(zhì)量的副總經(jīng)理和副廠長(zhǎng)擔(dān)任SPC方法推進(jìn)的第一責(zé)任人，并由質(zhì)量管理部門(mén)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)相關(guān)的日常工作，組織發(fā)動(dòng)各車(chē)間應(yīng)用SPC方法。通過(guò)設(shè)立有效的組織機(jī)構(gòu)，充分體現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)重視，并為有效調(diào)動(dòng)工廠相關(guān)資源提供組織保障。

2.注重氛圍的營(yíng)造，分層普及理論知識(shí)

首先，在SPC方法導(dǎo)入的初期階段，即針對(duì)基層干部、質(zhì)量管理員、生產(chǎn)條線中層管理干部開(kāi)展SPC方法基礎(chǔ)概念的普及培訓(xùn)，以增強(qiáng)員工參與意識(shí)，消除各種顧慮。同時(shí)，通過(guò)培訓(xùn)來(lái)提高各級(jí)員工對(duì)SPC原理，運(yùn)用方法，診斷技術(shù)等知識(shí)的掌握程度。其次，在深化應(yīng)用階段，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程的智能化控制，工廠分層再次實(shí)施了SPC方法的培訓(xùn)，其中針對(duì)操作人員主要開(kāi)展了SPC基礎(chǔ)概念培訓(xùn)，針對(duì)核心SPC推進(jìn)人員開(kāi)展的培訓(xùn)強(qiáng)調(diào)熟悉工藝流程與控制原理，并以掌握SPC原理、概率計(jì)算、統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用為主。

3.以項(xiàng)目為載體，實(shí)現(xiàn)分步推進(jìn)

為了實(shí)現(xiàn)SPC控制圖的深化應(yīng)用，進(jìn)行了SPC項(xiàng)目的立項(xiàng)申報(bào)，明確SPC方法的應(yīng)用范圍及具體實(shí)施目標(biāo)、周期和分階段推進(jìn)計(jì)劃。項(xiàng)目的實(shí)施中，通過(guò)識(shí)別與確認(rèn)卷煙制造過(guò)程（制絲、卷包、濾棒成型）關(guān)鍵質(zhì)量特性，計(jì)算參數(shù)的控制限，制定運(yùn)行規(guī)則，建立異常反應(yīng)計(jì)劃，并結(jié)合信息化手段，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集與分析、智能報(bào)警、提示調(diào)整等功能的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，并最終形成了質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)（如圖1所示）。通過(guò)持續(xù)提高SPC的應(yīng)用水平，逐步實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程全方面的智能化控制和立體化管理。

對(duì)SPC的相關(guān)實(shí)施過(guò)程，上海卷煙廠經(jīng)過(guò)歸納與總結(jié)，建立了相關(guān)的廠級(jí)的實(shí)施導(dǎo)則與實(shí)施指南，進(jìn)一步規(guī)范了SPC在卷煙制造行業(yè)的實(shí)施方法，并逐步在整個(gè)公司的層面進(jìn)行推廣。

二、實(shí)施SPC的主要成果

上海卷煙廠通過(guò)不斷的研究與實(shí)踐，在整個(gè)生產(chǎn)流程中實(shí)施和推廣SPC的應(yīng)用。自2010年底開(kāi)始，在制絲、卷包及成型等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)陸續(xù)安裝了SPC控制系統(tǒng)，使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的過(guò)程能力獲得穩(wěn)定提高。

上海卷煙廠還通過(guò)自主研發(fā)，建立了一套完整的制造過(guò)程SPC控制系統(tǒng)，并將系統(tǒng)運(yùn)用至卷煙制造過(guò)程的各個(gè)過(guò)程中。工作人員在中控室及現(xiàn)場(chǎng)都能方便使用SPC控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)、同步、清晰掌握各個(gè)過(guò)程的實(shí)際情況，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程透明化、清晰化。

圖1 SPC項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

圖2 控制點(diǎn)控制圖

SPC控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同的制造過(guò)程，進(jìn)行不同過(guò)程的控制圖的切換，其中左側(cè)部分為過(guò)程的關(guān)鍵質(zhì)量特性的控制圖，右側(cè)為關(guān)鍵過(guò)程特性的控制圖，如圖2所示。實(shí)際制造過(guò)程中可以同時(shí)對(duì)這兩組關(guān)鍵控制特性進(jìn)行監(jiān)控，而且出現(xiàn)異常時(shí)，能夠及時(shí)判斷質(zhì)量特性的異常是由于何種過(guò)程特性的異常造成的，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

當(dāng)控制圖上有異常出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行判異，出現(xiàn)異常的點(diǎn)會(huì)在對(duì)應(yīng)的控制圖中使用紅色進(jìn)行標(biāo)識(shí)。同時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)的報(bào)警、自動(dòng)提示與記錄，如圖3所示。

在異常提示與記錄區(qū)域中，詳細(xì)記錄了異常發(fā)生時(shí)間、工段、關(guān)鍵控制參數(shù)點(diǎn)、異常類(lèi)型及異常數(shù)據(jù)值等信息，例如，在2011年8月18日8時(shí)13分，切烘絲工段的熱風(fēng)溫度出現(xiàn)異常，其發(fā)生了判異準(zhǔn)則2，即出現(xiàn)了連續(xù)9點(diǎn)中心線同一側(cè)現(xiàn)場(chǎng)，其第一個(gè)異常點(diǎn)的值為119.729。詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄為現(xiàn)場(chǎng)原因的分析提供了充足的參考和依據(jù)。系統(tǒng)還提供了方便的歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，能反映出關(guān)鍵指標(biāo)較長(zhǎng)時(shí)間跨度上的變化情況，幫助發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期趨勢(shì)性的變化趨勢(shì)。

SPC系統(tǒng)提供的動(dòng)態(tài)信息，不但能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，觸發(fā)異常報(bào)警，還可提供現(xiàn)場(chǎng)故障原因的輔助診斷。

通過(guò)SPC的運(yùn)用，尤其是在各牌號(hào)卷煙生產(chǎn)過(guò)程中的推廣，上海卷煙的整個(gè)生產(chǎn)水平獲得了長(zhǎng)足的提高和進(jìn)步，各牌號(hào)均獲得較高的過(guò)程能力，并能夠保持過(guò)程具有良好的穩(wěn)定性。

上海卷煙廠通過(guò)SPC方法的創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了卷煙制造過(guò)程的智能化控制，通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的及時(shí)預(yù)警、提供輔助原因診斷、快速糾偏，促進(jìn)了過(guò)程能力提升，對(duì)工廠提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本起到了舉足輕重的作用，同時(shí)也對(duì)企業(yè)的管理方式和理念產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

一是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變一是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量特性人工調(diào)整、調(diào)節(jié)干預(yù)為主的操作模式向設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)為主、控制圖監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)能力為輔的設(shè)備操作模式的轉(zhuǎn)變。隨著工廠新一輪技改項(xiàng)目的實(shí)施，工廠所配備的設(shè)備具備了對(duì)部分產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量特性的在線檢測(cè)與自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，設(shè)備制造的精度與原先相比有了大幅度的提升。以往單純依靠人工檢測(cè)、調(diào)整的操作習(xí)慣與模式已經(jīng)與之不相適應(yīng)，因此實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定受控具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。轉(zhuǎn)變二是將原先以控制點(diǎn)為單位的過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析、應(yīng)用模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥刂泣c(diǎn)、控制流程以及控制系統(tǒng)三層次復(fù)合聯(lián)動(dòng)的過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析、應(yīng)用模式。此種轉(zhuǎn)變就是將原先工廠相對(duì)孤立的質(zhì)量數(shù)據(jù)分析模式通過(guò)多層次控制圖的建立與應(yīng)用，為管理層提供更為全面的、指導(dǎo)性更強(qiáng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)支持。因此此種轉(zhuǎn)變將對(duì)工廠數(shù)據(jù)應(yīng)用分析能力與管理水平的提升起到切實(shí)有效的推動(dòng)作用。

二是應(yīng)用效果上取得突破。早在2000年上海卷煙廠在對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程、提升產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)工作進(jìn)行深入思考與審視的基礎(chǔ)上，開(kāi)始嘗試將SPC統(tǒng)計(jì)技術(shù)運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐。在多年SPC統(tǒng)計(jì)工具的應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)制絲、卷接工序中的部分關(guān)鍵指標(biāo)、質(zhì)量特性值，雖然都設(shè)計(jì)并使用相關(guān)控制圖，但由于種種原因這些控制圖僅僅停留于過(guò)程指標(biāo)的趨勢(shì)監(jiān)控，并沒(méi)有發(fā)揮SPC方法的控制作用，相應(yīng)的應(yīng)用效果也無(wú)法與過(guò)程評(píng)價(jià)取得緊密聯(lián)系。近年來(lái)，通過(guò)SPC方法的深入應(yīng)用，工廠將現(xiàn)場(chǎng)用控制圖應(yīng)用效果與相關(guān)質(zhì)量特性過(guò)程能力以及制造過(guò)程西格瑪水平的提升建立指標(biāo)聯(lián)動(dòng)評(píng)價(jià)機(jī)制，從而使控制圖實(shí)際應(yīng)用的效果能從過(guò)程能力與西格瑪水平指標(biāo)上得到切實(shí)的反映與體現(xiàn)。

圖3 系統(tǒng)報(bào)警

三是注重標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化。隨著SPC方法創(chuàng)新應(yīng)用的深入探索，企業(yè)更清晰地認(rèn)識(shí)到SPC方法應(yīng)用工作對(duì)于企業(yè)整體來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。該工程既涉及到控制圖的定制、判異準(zhǔn)則、異常處理方法的建立等方面工作，更涉及到為配套SPC方法應(yīng)用所帶來(lái)的操作規(guī)程、維修模式以及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用評(píng)價(jià)等一系列方式、方法的調(diào)整與重建，因此與之配套的標(biāo)準(zhǔn)化工作的層層推進(jìn)對(duì)控制圖切實(shí)應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用。對(duì)SPC方法的實(shí)施過(guò)程中，需要注重成果的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化工作，經(jīng)過(guò)歸納與總結(jié)，建立了廠級(jí)的《卷煙制造過(guò)程SPC實(shí)施導(dǎo)則》與《卷煙制造過(guò)程SPC實(shí)施指南》，進(jìn)一步規(guī)范了SPC在卷煙制造行業(yè)的實(shí)施方法，也為進(jìn)一步深入推廣運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

三、SPC推廣展望

ISO/TS 16949的SPC手冊(cè)在談到SPC的作用時(shí)，特別提到：“過(guò)程控制系統(tǒng)可以作為一個(gè)一次性的評(píng)估工具，但是過(guò)程控制系統(tǒng)的真正的好處只有在把它作為一個(gè)持續(xù)學(xué)習(xí)的工具而不是符合性判斷的工具（好/壞、穩(wěn)定/不穩(wěn)定、有能力/沒(méi)有能力等）使用才能實(shí)現(xiàn)。過(guò)程是動(dòng)態(tài)的并且會(huì)變化。必須監(jiān)控過(guò)程的性能，因此要采取有效的措施來(lái)防止發(fā)生不希望的變化?！睂?duì)于目前不斷向高速化和自動(dòng)化發(fā)展的制造業(yè)，SPC的運(yùn)用必須與企業(yè)的信息化系統(tǒng)相結(jié)合才能更好地發(fā)揮SPC“防患于未然”的作用。