松散回潮出口片煙含水率的過(guò)程能力分析與評(píng)價(jià)

張文文 袁銳波 羅璟

摘要：為了對(duì)具有自相關(guān)性的片煙含水率過(guò)程能力更準(zhǔn)確的計(jì)算，對(duì)采集的含水率數(shù)據(jù)分析，綜合考核自相關(guān)系數(shù)、抽樣樣本量、不連續(xù)抽樣等對(duì)CPK的影響，為片煙出口含水率過(guò)程能力有效、準(zhǔn)確的計(jì)算和考核提供理論依據(jù)。結(jié)果顯示：①含水率數(shù)據(jù)間存在正相關(guān)時(shí)，傳統(tǒng)方法高估了過(guò)程能力指數(shù)；②在考慮自相關(guān)影響時(shí)，時(shí)間間隔的選取很重要；③一階自回歸模型下的最小時(shí)間間隔能較好的估計(jì)整體過(guò)程能力。因此，為片煙出口含水率過(guò)程能力有效、準(zhǔn)確的計(jì)算和考核提供理論依據(jù)。

Abstract： In order to make a more accurate calculation of the tobacco moisture correlation rate process， the collected data of water content was analyzed and the comprehensive assessment of self correlation coefficient， sample amount， discontinuous sampling effect on CPK was made. The results showed that the traditional method of the process capability index was overestimated when there was a positive correlation among water content data. Considerating the auto-correlation effect， it was very important to select the time interval. The minimum interval of the first-order autoregressive model can better estimate the whole process capability. So it provided a theoretical basis for the accurate calculation and evaluation of the process capacity of the water content of the tobacco leaves

關(guān)鍵詞：自相關(guān)性；含水率過(guò)程能力；CP；一階自回歸模型

Key words： auto correlation；water cut process capability；CP；first order autoregressive model

中圖分類號(hào)：TS45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）03-0131-03

0 引言

松散回潮工序的出口片煙含水率是制絲過(guò)程需要監(jiān)控的關(guān)鍵質(zhì)量特性之一，作為制絲線工藝質(zhì)量監(jiān)控考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在松散回潮機(jī)的出口配置有測(cè)定片煙含水率的傳感器，其采樣頻率可以達(dá)到1次/s甚至更高。在日?？己酥懈鶕?jù)采集的數(shù)據(jù)，除非穩(wěn)態(tài)時(shí)間，抽取數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)CPK值，由計(jì)算值的大小作為考核得分的辦法。然而，制絲線作為典型的流程性加工工業(yè)，由于其生產(chǎn)過(guò)程自身的物理化學(xué)機(jī)理，其工序輸出產(chǎn)品的質(zhì)量特性值在短時(shí)間內(nèi)波動(dòng)不大，且前后時(shí)刻的質(zhì)量特性值之間相互不獨(dú)立，存在較強(qiáng)的相關(guān)性。以典型的松散回潮出口片煙含水率為例，其含水率值與前一時(shí)刻甚至前若干時(shí)刻的測(cè)量值存在著高度相關(guān)性，在過(guò)程正常時(shí)，含水率數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)時(shí)間保持較小的波動(dòng)，變化很?。辉谶^(guò)程異常時(shí)，含水率數(shù)據(jù)序列呈現(xiàn)一種連續(xù)有規(guī)律的起伏波動(dòng)變化。正常波動(dòng)的變化是由含水率自相關(guān)引起的波動(dòng)和隨機(jī)因素引起的波動(dòng)兩部分組成。采用抽取數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)CPK值的方法，適用于測(cè)定值彼此獨(dú)立的過(guò)程，為了對(duì)具有自相關(guān)性的片煙含水率過(guò)程能力更準(zhǔn)確的計(jì)算，對(duì)采集的含水率數(shù)據(jù)分析，綜合考核自相關(guān)系數(shù)、抽樣樣本量、不連續(xù)抽樣等對(duì)CPK的影響，為片煙出口含水率過(guò)程能力有效、準(zhǔn)確的計(jì)算和考核提供理論依據(jù)。

3 結(jié)論

通過(guò)上述分析，如果沒(méi)有對(duì)含水率進(jìn)行相關(guān)性分析，直接使用標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制抽樣和標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)方法計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)，會(huì)導(dǎo)致對(duì)過(guò)程能力的誤判。在本文分析的含水率數(shù)據(jù)間存在正相關(guān)時(shí)，傳統(tǒng)方法高估了過(guò)程能力指數(shù)。在考慮自相關(guān)影響時(shí)，時(shí)間間隔的選取很重要，在一批時(shí)間中，過(guò)大的時(shí)間間隔在形式上消弱了自相關(guān)系數(shù)，容易高估CP。過(guò)小的時(shí)間間隔，則數(shù)據(jù)間高度自相關(guān)，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，不利于實(shí)際考核操作。根據(jù)含水率數(shù)據(jù)的分析，一階自回歸模型下的最小時(shí)間間隔能較好的估計(jì)整體過(guò)程能力。

因此，分析在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)時(shí)，首先要考慮抽樣的時(shí)間間隔對(duì)其自相關(guān)性進(jìn)行判斷以及抽樣的時(shí)長(zhǎng)，不能盲目使用樣本組的抽樣方法和標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)方法。在數(shù)據(jù)分析時(shí)，應(yīng)通過(guò)自相關(guān)函數(shù)圖進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)存在過(guò)程輸出自相關(guān)時(shí)，最好進(jìn)行時(shí)間序列分析的建模，以便綜合考慮隨機(jī)波動(dòng)和自相關(guān)特性對(duì)過(guò)程能力的影響。本文僅僅以松散回潮出口含水率為例，進(jìn)行了研究，對(duì)加料出口含水率等同樣具有自相關(guān)性的抽樣檢測(cè)評(píng)價(jià)，具有同樣的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈俊平.統(tǒng)計(jì)學(xué)[M].六版.北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2015.

[2]易丹輝.時(shí)間序列分析：方法與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2011.

[3]（美）羅伯特沙姆韋.時(shí)間序列分析及其應(yīng)用[M].北京：世界圖書出版公司，2009.

[4]薛薇.統(tǒng)計(jì)分析與SPSS的應(yīng)用[M].四版.北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2014.