Minitab在白酒灌裝計量過程控制中的應用

鐘　星，胡　峰，胡建鋒（貴州茅臺酒廠（集團）習酒有限責任公司，貴州習水564622）

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Minitab在白酒灌裝計量過程控制中的應用

鐘星，胡峰，胡建鋒
（貴州茅臺酒廠（集團）習酒有限責任公司，貴州習水564622）

摘要：探討白酒灌裝計量檢測的控制過程。運用Minitab軟件制作質量控制圖，分析過程能力。結果發(fā)現(xiàn)，容量法檢測過程存在異常，檢測數(shù)據(jù)雖然在內控標準范圍內，但已呈不良趨勢，且過程能力較差（Cp=1.09；Cpk= 1.00）；研究表明，運用重量法進行灌裝容量的凈含量計量檢測過程更加穩(wěn)定，過程能力更好（Cp=1.51；Cpk=1.27）。

關鍵詞：Minitab；白酒灌裝；容量法；重量法；質量控制圖；過程能力

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1633.024.html。

顧客是企業(yè)的根本，白酒灌裝凈含量的準確性直接關系到顧客的利益。貴州習酒公司作為國家大型二級白酒釀造企業(yè)，已通過測量管理體系AAA認證、C標志計量保證能力評價，年包裝量達1.7萬t，但在灌裝計量過程關鍵控制點中，只注重是否滿足控制范圍，而忽略了計量檢測方法對產品凈含量變化趨勢的影響。由于產品多、產量大，給凈含量的平穩(wěn)控制增加難度，因此，如何增加凈含量計量檢測的穩(wěn)定性和準確性，保證顧客和企業(yè)的利益，已成為白酒灌裝計量過程控制的首要問題［1］。

Minitab是現(xiàn)代質量管理與六西格瑪行業(yè)的專業(yè)統(tǒng)計軟件，1972年誕生于美國賓西法利亞大學統(tǒng)計系［2］。根據(jù)六西格瑪管理的核心：界定、測量、分析、改進和控制，Minitab主要包括假設檢驗（hypothesis testing）、方差分析（analysis of variance）、測量系統(tǒng)分析（measurement system analysis，MSA）、統(tǒng)計過程控制（statistical process control，SPC）、過程能力（process capability）、相關和回歸（correlation and regression）、試驗設計（design of experiment，DOE）、可靠性/生存（reliability/survival）、多變量（multivariate）和時間序列（time series），具有強大的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析能力，是過程控制、質量管理和方法改進的良好工具［3-7］。本研究采用Minitab對白酒灌裝計量檢測進行控制，優(yōu)化計量過程。

1過程控制方法

定量包裝商品的凈含量是質量溯源體系的關鍵控制點，也是JJF1070的強制性要求。白酒灌裝凈含量的計量檢測過程，屬于計量型數(shù)據(jù)，利用Minitab軟件進行過程分析和能力評價，確保精確、穩(wěn)定的計量檢測過程。

1.1數(shù)據(jù)收集

灌裝機開機運行穩(wěn)定后，利用檢驗液體商品標準量器、容量法測某批次白酒的灌裝容量，測定3次，測量數(shù)據(jù)見表1。

1.2數(shù)據(jù)分析

1.2.1獨立性分析

將表1中容量法計量檢測數(shù)據(jù)導入Minitab軟件，得“游程檢驗”功能的P值為0.589，大于假設檢驗值0.05，表明檢測數(shù)據(jù)具有獨立性。

1.2.2正態(tài)性分析

將表1中容量法計量檢測數(shù)據(jù)導入Minitab軟件，得正態(tài)性檢驗圖（圖1）。從圖中可知，P值為0.193，大于0.05，表明檢測數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，可以使用質量控制圖進行過程穩(wěn)定性分析。

表1容量法灌裝容量?。╩L）

圖1容量法灌裝容量的正態(tài)檢驗圖

1.3統(tǒng)計過程控制

根據(jù)GB/T 4091—2001《常規(guī)控制圖》［8］中的過程控制理論，Minitab軟件制作質量控制圖，應用判異準則判定測量數(shù)據(jù)異常，便于查找不良趨勢；計算過程能力指數(shù)（Cp和Cpk），判定過程穩(wěn)定性和過程能力，發(fā)現(xiàn)過程潛在問題。

1.4判斷標準

質量特性的觀測值服從正態(tài)分布，其變差的可查明原因的模式檢驗方式見表2，即小概率事件原理的判異標準。統(tǒng)計控制理論中根據(jù)過程能力指數(shù)Cp將測量過程分為6個等級（表3）。

2結果分析

2.1過程穩(wěn)定性分析

表2質量控制判異準則

表3過程能力評價標準

應用Minitab軟件作質量控制圖（圖2），從圖2可知：53個點在以3σ為標準的范圍內（UCL=507.977，LCL= 502.477），1個點距離中心線超過3個標準差。

圖2容量法灌裝容量的質量控制圖

測量點6的數(shù)據(jù)為502.2mL，小于LCL（502.477mL），為異常數(shù)據(jù)，需進行離群值判定。

（1）平均值和標準差。容量法灌裝容量檢測數(shù)據(jù)平均值為505.237，標準差為1.034。

（2）偏離值。平均值與異常數(shù)據(jù)之差3.037。

（3）Gn值。Gn=偏離值/標準差=2.937。

（4）確定檢出水平α和測量次數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計理論，確定α=0.01，則置信概率P=1-α=0.99，測量次數(shù)n=54，查閱格拉布斯表，得臨界值G99（54）=3.388。

（5）判斷異常。Gn=2.937，G99（54）=3.388，Gn＜G99（54）。

因為Gn＜G99（54），則測量值502.2mL不是異常值，不能從54個數(shù)據(jù)中刪除。

2.2過程能力分析

應用Minitab軟件作“過程能力分析六合一圖”（圖3），從圖3可知：容量法檢測數(shù)據(jù)單值圖中，1個點距離中心線超過3個標準差，已經證明，不能剔除；正態(tài)概率圖P值為0.193，大于0.05，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布；過程能力指數(shù)Cp=1.09，Cpk=1.00。由表3可知，該過程能力較差，技術管理能力勉強，稍有變異可產生不良風險，應設法整改。

2.3原因分析與改進

根據(jù)六西格瑪管理原則，影響白酒灌裝容量計量檢測數(shù)據(jù)的因素包括：人員、機器、物料、方法、環(huán)境，在保證其他條件穩(wěn)定的情況下，發(fā)現(xiàn)容量檢測方法影響較大。劉淑玲等［9］對容量法和重量法進行分析比較，發(fā)現(xiàn)容量法存在一些不足：肉眼目測差異大；測量次數(shù)增加，引入誤差相應增大；體積受溫度影響。

針對容量法存在的問題，采用重量法進行檢測。

3改進計量檢測方法后的結果分析

3.1收集數(shù)據(jù)

利用天平、密度瓶稱重測量，數(shù)據(jù)見表4。

3.2獨立性分析

將表4中數(shù)據(jù)導入Minitab軟件，得“游程檢驗”功能的P值為0.116，大于假設檢驗值0.05，表明檢測數(shù)據(jù)具有獨立性。

表4　重量法灌裝重量?。╣）

3.3過程能力分析

將表4中數(shù)據(jù)導入Minitab軟件，作過程能力分析六合一圖（圖4），正態(tài)概率圖P值為0.093，大于0.05，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，過程能力Cp=1.51，Cpk=1.27，由表3可知，過程能力良好，狀態(tài)穩(wěn)定，技術管理能力很強。

圖3容量法灌裝容量檢測的過程能力分析六合一圖

圖4重量法灌裝重量檢測的過程能力分析六合一圖

4　結論

白酒灌裝容量測量過程中，容量法數(shù)據(jù)均未超過控制限，但應用Minitab軟件進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)該過程的不良趨勢，且過程能力指數(shù)低；通過分析，利用稱重法測量灌裝容量的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定，過程能力指數(shù)增加。綜上所述，Minitab軟件在產品質量過程控制中的應用是科學有效的，可用于指導工藝，提高計量準確性。

參考文獻：

［1］鄒慧，戚麗君.淺析白酒生產中灌裝容量的計量控制［J］.工業(yè)計量，2010（S1）：22-23.

［2］Khan R M.Problem Solving and Data Analysis using Minitab: AClear and Easy Guide to Six Sigma Methodology［M］.New York: John Wiley & Sons，2013：1-5.

［3］王會良，朱德榮，桂斌，等.MINITAB軟件在工序質量控制中的應用［J］.煤礦機械，2006，27（10）：114-116.

［4］張艷花，王純杰，李艷.Minitab軟件在計量數(shù)據(jù)管理中的應用［J］.計量技術，2010（8）：66-68.

［5］Zhang S Q，Lv X L，Zhang L H，et al.Application in the experimental data analysis of the slag viscosity with Minitab software［J］.Advanced Materials Research，2013，753：1857-1861.

［6］龔立雄，劉婭.基于Minitab的生產過程質量特性分析與控制［J］.重慶理工大學學報：自然科學，2013，27（2）：69-73.

［7］Leuca T，Novac M，Stanciu B，et al.Using Minitab-Box Benken software to optimize the induction heating process［J］.Journal of Electrical and Electronics Engineering，2014，7（1）：73-76.

［8］全國統(tǒng)計方法應用標準化技術委員會.常規(guī)控制圖：GB/T 4091—2001［S］.北京：中國標準出版社，2004.

［9］劉淑玲，李建剛.大包裝白酒產品凈含量測量方法的探討與改進［J］.釀酒科技，2012（3）：57-62.

Application of Minitab in Measurement Process Control of Baijiu Bottle-Filling

ZHONG Xing，HU Feng and HU Jianfeng
（Xijiu Co.Ltd.of Maotai Distillery Group，Xishui，Guizhou 564622，China）

Abstract:The measurement process control of Baijiu bottle-filling was investigated in this study.The quality control chart made by Minitab software was used to evaluate the process capability and to analyze the process stability.The results showed that，there were some abnormalities in the process by volumetric method，although all data was in the range of the internal control standards，it had presented a negative trend and the process capability was poor（Cp=1.09，Cpk=1.00）.The research revealed that the measurement process was more stable and got improved by gravimetric method（Cp=1.51，Cpk=1.27）.

Key words:Minitab；bottle-filling；volumetric method；gravimetric method；quality control chart；process capability

中圖分類號：TS262.3；TS261.4；TS261.3；TH71

文獻標識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）06-0093-04

DOI：10.13746/j.njkj.2016116

收稿日期：2016-04-06

作者簡介：鐘星（1987-），男，貴州遵義人，碩士研究生，研究方向：計量測試技術與管理。

通訊作者：胡峰，男，高級工程師，E-mail：xjjszx149@sina.com。