流程型化工公司產(chǎn)品質(zhì)量控制方法探討

陳吟龍

中國石油西安長慶化工集團有限公司慶陽分公司 （甘肅 慶陽 745113）

1 化工企業(yè)原料的質(zhì)量控制

1.1 強化原料采購控制

對于不自己生產(chǎn)原料的企業(yè)，原料的質(zhì)量控制始于采購，控制原料采購可以有效杜絕劣質(zhì)原料的進入，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，同時為企業(yè)創(chuàng)造利潤，增強產(chǎn)品的市場競爭力。

采購前應(yīng)對不同原料進行價格及性能的調(diào)研，對市場進行充分了解，對企業(yè)資質(zhì)進行考察，充分保證原料的質(zhì)量，將不同原料廠家的產(chǎn)品性能進行分級管理，質(zhì)量長期保持良好水平的廠家應(yīng)優(yōu)先納入采購行列。

1.2 保障原料檢測的有效性

1.2.1 采樣的準確性

原料的檢測始于采樣，它是整個原料質(zhì)量控制非常重要的環(huán)節(jié)，如果采樣不符合標準，后續(xù)檢測就是浪費人力、物力資源。因此對于原料的采樣必須符合標準GB/T 6680-2003《液體化工產(chǎn)品采樣通則》以及GB/T 6679-2003《固體化工產(chǎn)品采樣通則》，總體思路是所采集樣品盡量代表樣品各層位、各部分屬性，其次考慮采樣量和采樣數(shù)，由于該標準產(chǎn)生年代較早，且為指導(dǎo)性標準，企業(yè)應(yīng)該針對不同原料制定相應(yīng)采樣標準或方法，以滿足自身檢驗需求[1-5]。

1.2.2 檢測儀器的有效性

檢測儀器是檢驗型企業(yè)的質(zhì)量控制靈魂，化工企業(yè)原料眾多，屬性涉及酸、堿、毒害、腐蝕、易燃等，檢驗內(nèi)容涉及外觀、密度、酸堿性、表界面張力、黏度、凝點、閃點等，不同屬性、不同檢測內(nèi)容需要不同的檢驗儀器，精準的儀器是檢驗準確性的保證。

檢驗儀器及器材必須進行年檢，不合格應(yīng)淘汰，以保證其檢驗準確性。不同儀器不能混用，防止化學(xué)品交叉感染。熟悉儀器的性能，不進行性能之外的操作，比如天平超量稱量、容量瓶進行加熱等。根據(jù)需要有些儀器需要使用之前檢驗和校正，必須進行相應(yīng)規(guī)范操作。

1.2.3 檢測標準的先進性

檢驗標準是檢驗依據(jù)，標準不具備先進性，其他設(shè)備及人員作用不能發(fā)揮。一般規(guī)模企業(yè)都具有各自產(chǎn)品執(zhí)行標準，各自企業(yè)標準常根據(jù)國家標準、行業(yè)標準、地方標準結(jié)合自身情況編制而來。好的標準應(yīng)為化工產(chǎn)品的現(xiàn)場應(yīng)用效果而立，而不是為了檢驗。有些原料技術(shù)指標在標準規(guī)定范圍之內(nèi)，但是現(xiàn)場應(yīng)用效果并不理想，還有的原料指標要求根本無法體現(xiàn)原料的主體性能指標，僅在如外觀、密度、pH、含量等常規(guī)指標上作出規(guī)定，導(dǎo)致一些不良原料廠家以次充好，損壞企業(yè)利益。此外企業(yè)標準設(shè)置過嚴，企業(yè)無法實現(xiàn)檢測，標準設(shè)置過松則不能控制原料質(zhì)量。此外，標準應(yīng)根據(jù)國際先進水平，進行相應(yīng)修訂，使標準保持與時俱進。

1.2.4 檢驗人員的準確性

原料檢測依賴于專業(yè)檢驗人員，人員素質(zhì)直接影響檢驗結(jié)果，除了對檢驗員工進行專業(yè)技能培訓(xùn)之外，應(yīng)定期對檢驗人員進行實際操作和理論的考核。

檢驗人員由于長期從事重復(fù)工作，雖然對具體操作過程熟記于心，但是正因為熟練，如果從某一時候養(yǎng)成了不良檢驗習(xí)慣，以后就會沿用這種習(xí)慣，使檢驗出現(xiàn)人為系統(tǒng)誤差，導(dǎo)致檢驗結(jié)果出現(xiàn)有規(guī)律偏差。同時，不同的人對相同的檢驗存在誤差，應(yīng)對從事相同工作的檢驗人員進行比對實驗，找出偏差原因。

1.2.5 建立標準化實驗室

建立標準化實驗室對化工企業(yè)很重要，標準化實驗室建設(shè)涉及實驗室制度建設(shè)、相應(yīng)的檔案數(shù)據(jù)管理、實驗場所及儀器的配備，實驗功能區(qū)劃分及管理、標準化操作流程、環(huán)保等。任何先進生產(chǎn)企業(yè)都有自己的標準化實驗室，對保障產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。

1.3 基于統(tǒng)計信息的原料質(zhì)量控制

對原料廠家提供的原料質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計歸檔，有的廠家原料質(zhì)量偶爾出錯，出錯環(huán)節(jié)指標對產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，或問題環(huán)節(jié)出在生產(chǎn)之外；有的廠家原料質(zhì)量問題發(fā)生在關(guān)鍵指標，對化工產(chǎn)品質(zhì)量的影響十分明顯，加大現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)難度和生產(chǎn)難度，甚至導(dǎo)致退貨。所以應(yīng)根據(jù)原料出錯情況進行統(tǒng)計分析，分析出錯環(huán)節(jié)以及危害水平，根據(jù)分析結(jié)果判斷廠家生產(chǎn)控制能力及資質(zhì)，為原料采購提供參考。

每種原料各項技術(shù)指標（圖1）根據(jù)對產(chǎn)品性能影響大小，對其各項指標定級，紅色影響最大為1級，黃色次之為2級，藍色為3級等。根據(jù)一年或半年期的原料檢測指標情況統(tǒng)計，對原料廠家進行評級和資質(zhì)考察，擇優(yōu)選擇原料廠家，對質(zhì)量渾水摸魚的廠家進行排除。

不同廠家多批次原料的重要指標脫水率的統(tǒng)計，可知某廠家雖然出現(xiàn)過脫水率最高的情況（96%），但其11批次原料中有2批次脫水率不合格，在90%以下，且其脫水率指標呈下降趨勢，可推測其產(chǎn)品質(zhì)量控制可能出現(xiàn)系統(tǒng)偏差；Y廠家脫水率指標不是特別顯著，但都在合格水平，且其指標趨勢平緩，說明其產(chǎn)品指標屬于正常波動，由此說明Y廠家質(zhì)量控制更趨穩(wěn)定，與其建立長期合作關(guān)系有助于原材料的穩(wěn)定質(zhì)量供應(yīng)。以上分析基于較多批次的采購數(shù)據(jù)分析，對于采購次數(shù)較少的廠家則不適宜于統(tǒng)計分析。此外，該過程也可以用控制圖來研判原料供應(yīng)質(zhì)量是否穩(wěn)定，是否有提高或下滑趨勢。

圖1 原材料技術(shù)指標統(tǒng)計

2 運用SPC進行產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量控制

2.1 過程控制方法

SPC過程控制主要運用數(shù)理統(tǒng)計方法，分析生產(chǎn)過程采集的樣本數(shù)據(jù)，并對采集數(shù)據(jù)進行分析，實時發(fā)現(xiàn)過程異常，針對異常采取措施防止差錯或事故發(fā)生，使生產(chǎn)過程僅受隨機誤差影響，從而達到產(chǎn)品質(zhì)量受控的目的。

該方法強調(diào)生產(chǎn)過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，主要運用統(tǒng)計技術(shù)對已發(fā)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，對未發(fā)生的數(shù)據(jù)進行預(yù)測和監(jiān)控，實時顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)是否正?？煽?。該方法除了運用在生產(chǎn)過程的監(jiān)控，也可以運用在新化工產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計上，每種新產(chǎn)品必然是配方穩(wěn)定、質(zhì)量可控，該過程也可以用SPC控制圖來監(jiān)測，該圖的設(shè)計原理基于數(shù)據(jù)的正態(tài)分布、小概率事件不發(fā)生、3σ準則等。

在化工原料生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的黏度、pH值、固含量、密度等指標存在一定程度波動。當生產(chǎn)過程受控時，這些指標的波動主要來源于隨機誤差，指標不會發(fā)生大的變化，所以指標一般服從正態(tài)分布。由正態(tài)分布的規(guī)律可知，距中心數(shù)據(jù)μ距離為3σ的范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)分布在該范圍的概率為99.73%。如圖2所示，當檢測數(shù)據(jù)點位于A區(qū)時，則判定生產(chǎn)過程出現(xiàn)偏離，應(yīng)及時對生產(chǎn)工藝或參數(shù)進行調(diào)整。

圖2 正態(tài)分布條件下的指標控制邊界

2.2 X-MR控制圖分析法

SPC控制圖有多種，但在化工企業(yè)里，由于生產(chǎn)情況各異，有的是連續(xù)型的，有的是間斷型的。在化工生產(chǎn)中，如生產(chǎn)一釜液體產(chǎn)品，如果生產(chǎn)過程不涉及化學(xué)反應(yīng)，只需考慮混合均勻程度，由于原料密度、黏度、物性差異較大，甚至有不易溶的固體，并在生產(chǎn)參數(shù)不明的情況下，可以配合實時密度檢測。同時，采用隔段時間人工取樣的方式檢測密度數(shù)據(jù)，判斷產(chǎn)品的均一性，這樣做既可以檢驗實時測定的數(shù)據(jù)是否準確，也可以確保密度計的準確性。通過測定的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品技術(shù)標準和X-MR圖對比，可判斷產(chǎn)品是否攪拌均勻，是否可以停止攪拌進行產(chǎn)品灌裝，是否在允許的公差范圍，通過這樣的技術(shù)手段，可以實現(xiàn)保證產(chǎn)品質(zhì)量或技術(shù)指標穩(wěn)定且達標的情況下生產(chǎn)時間最短。

表1是某化工公司某液體產(chǎn)品的密度檢測數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對產(chǎn)品的穩(wěn)定性能檢測有重要影響，通過數(shù)據(jù)表可計算出上控制圖中的控制限（UCL）、下控制限（LCL），中心線（CL）。

RS圖的中心線和控制界限：CL=R平均=0.010；UCL=D4×R平均=3.267×0.01=0.033。

通過上述計算，可作出密度控制圖如圖3所示。

表1 某液體產(chǎn)品密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

從圖3可以實時看到密度監(jiān)測數(shù)據(jù)，也可以幫助化驗員判斷所取的小樣生產(chǎn)數(shù)據(jù)是否在控制限以內(nèi)，從而判斷生產(chǎn)動態(tài)情況，掌握產(chǎn)品性質(zhì)變化。有超出控制限的數(shù)據(jù)則說明攪拌時間或強度不足，產(chǎn)品未充分攪拌均勻，不能進行灌裝。

該控制圖方法依賴于先進的實時監(jiān)測系統(tǒng)，對產(chǎn)品在生產(chǎn)形成過程中，對半成品數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，幫助生產(chǎn)人員、化驗人員判斷產(chǎn)品形成過程。

3 建立化工產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量預(yù)防體系

3.1 預(yù)防體系

預(yù)防體系是通過一系列措施來防止差錯產(chǎn)生，并且能將發(fā)生的差錯危害性降至最低。它不同于檢驗性企業(yè)質(zhì)量控制依賴于原料和產(chǎn)品的檢驗，預(yù)防則是一種更高級的質(zhì)量控制。從某種意義上說，檢驗在浪費著企業(yè)的資源，如果能在化工企業(yè)建立起一套針對差錯、設(shè)備、人等各種不穩(wěn)性因素的預(yù)防措施，防止人為差錯的出現(xiàn)，則可大大提高化工企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，防止意外事故的發(fā)生，預(yù)防方法主要還是poka-yoke法，也叫防錯法。

圖3 某液體產(chǎn)品密度控制圖

從廣義上講，它是將任何生產(chǎn)過程、原料產(chǎn)品儲存、檢驗等形成一個有約束性的過程，防止員工不正確的行為導(dǎo)致差錯或事故。該方法可以借助一些防錯裝置，在工人發(fā)生錯誤時形成錯誤警示和反饋，則錯誤被及時發(fā)現(xiàn)，就不會形成產(chǎn)品缺陷或生產(chǎn)事故。

3.2 poka-yoke實現(xiàn)方法

poka-yoke防錯法共有十大實現(xiàn)方法，根除、保險、自動、相符、順序、保護、復(fù)制、分級、警告、緩解。表2為該方法運用到某化工企業(yè)的原理及實例解釋。

該方法依賴于一些先進設(shè)備及控制方法，使技術(shù)人員能夠借助該方法發(fā)現(xiàn)設(shè)備、儀表、生產(chǎn)過程的缺陷或差錯，從而降低人為操作或誤差對儀器、設(shè)備的影響。

4 控制質(zhì)量事故發(fā)生

化工企業(yè)十分重視安全，所以必須控制質(zhì)量或是其他事故的發(fā)生，通過分析找出系統(tǒng)存在風(fēng)險，比如找出生產(chǎn)工藝參數(shù)的不穩(wěn)定性變動，發(fā)現(xiàn)溫度、壓力、pH值、液位、流量、攪拌轉(zhuǎn)速和時間等可能引起的偏差，分析這些偏差可能造成的結(jié)果，對結(jié)果進行危險評估,找到相應(yīng)防護措施,給出解決措施并實施。

表2 防錯方法舉例

4.1 方法

控制質(zhì)量事故主要涉及HAZOP法，該方法的精髓是不同學(xué)術(shù)背景的人利用頭腦風(fēng)暴法對系統(tǒng)運行過程、生產(chǎn)過程等各個節(jié)點和環(huán)節(jié)進行差錯分析，識別各分析點潛在危險因素，并提出解決措施。一個HAZOP差錯小組，應(yīng)該由設(shè)計人員、生產(chǎn)人員、安全人員、工藝人員、設(shè)備維護人員等不同背景卻與生產(chǎn)過程相關(guān)的人員共同構(gòu)成。

4.2 HAZOP分析

HAZOP危險因素分析法具有專業(yè)的分析術(shù)語，表3是該方法分析術(shù)語。

表3 HAZOP分析方法說明

該方法主要步驟為任務(wù)確定、分析準備、過程分析、得出報告。重點在于分析準備及過程分析，分析準備要收集大量資料，比如工藝流程圖、操作手冊、工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、設(shè)備說明、維修情況等。借助頭腦風(fēng)暴法假設(shè)發(fā)生差錯，分析其發(fā)生原因，針對這些原因提出預(yù)防措施，將行之有效的措施納入企業(yè)規(guī)章制度和相應(yīng)技術(shù)文件。

5 人的因素

把人單獨列出來，是因為人是上述方法的實施載體，是一切核心，沒有人再先進的東西也是空談。在5M1E中，人只是其中的一種考察因素，但卻是其中最重要、最容易出錯、最難控制的因素，其他4M1E則不同程度受制于人，取決于人的認知和執(zhí)行水平。鑒于人的認知能力、執(zhí)行力、自控力、意志力等因人而異，而實際生產(chǎn)操作過程中又受體力、精神狀態(tài)、外界干擾、環(huán)境等因素影響導(dǎo)致操作結(jié)果不一樣（表 4）。

表4顯示人在工作中易犯的錯誤，隨著企業(yè)的進步，設(shè)備準確性越來越高，在復(fù)雜的人-機交互系統(tǒng)里，人造成的事故或差錯占的比重越來越大。這對化工企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性造成很大的隱患，資料表明，75%～85%的事故或差錯都是由人所引起。因此很有必要對企業(yè)員工也就是人的可靠性進行研究，這方面主要涉及的方法為Therp、Hcr、Slim法等，這里不詳述。

表4 人的出錯舉例及成因分析

某化工企業(yè)作為油田助劑的生產(chǎn)單位，目前暫時在質(zhì)量控制先進方法上有所欠缺。先進的過程控制方法依賴于先進的控制工具軟硬件條件，包括硬件上的先進數(shù)據(jù)采集設(shè)備、參數(shù)控制設(shè)備、先進工藝流程和生產(chǎn)設(shè)備、計量設(shè)備、灌裝設(shè)備，軟件上的各種控制文件，包括操作手冊、操作流程、執(zhí)行標準、標準化作業(yè)等。只有對企業(yè)具有強烈責(zé)任感才能更好地履行公司的規(guī)章制度，再先進的標準、再準確頻繁的檢驗、再性能優(yōu)異的產(chǎn)品，如果沒有人去遵循沒有人去按規(guī)章或設(shè)計去執(zhí)行，一切都是空談，所以作為國有企業(yè)的化工行業(yè)，在產(chǎn)品質(zhì)量控制上更應(yīng)該從人入手。

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