過程能力分析在繅絲生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

陳興燦 李冰 郭蔚 李艷 盧受坤 蓋國平

摘要： 針對(duì)廣西部分生絲產(chǎn)品品質(zhì)等級(jí)一般，且利潤低的問題，文章依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)某企業(yè)生產(chǎn)的55批鮮繭生絲樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，借助過程能力指數(shù)法分析了該企業(yè)的繅絲過程能力并指出需要改進(jìn)的方向，以期達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本的目的。結(jié)果表明，該企業(yè)生產(chǎn)過程的纖度偏差、清潔、潔凈、纖度最大偏差的過程能力指數(shù)分別為1.53、0.71、2.75、0.99，說明企業(yè)的纖度偏差過程能力良好；清潔和纖度最大偏差的過程能力較差，需要持續(xù)改進(jìn)；潔凈過程能力為特優(yōu)，可考慮降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞： 繅絲；過程能力指數(shù)；生絲檢驗(yàn)；品質(zhì)等級(jí)；清潔；纖度最大偏差

中圖分類號(hào)： TS101.91；TS143.223

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2018）06-0008-06

引用頁碼： 061102

Abstract： The quality grade of Guangxi raw silk is not high and the profit is low. For these problems， 55 batches of fresh cocoon raw silk from an enterprise were tested according to the national standards in this paper， and then process capability index method was used to analyze the ability of reeling process capability， and the direction of improvement was pointed out， in order to further improve product quality and reduce production cost. The results showed that the process capability indexes of size deviation， cleanness， neatness and the maximum size deviation were 1.53， 0.71， 2.75 and 0.99 respectively in this enterprise. This means that the process capability of size deviation is good； the process capability of cleanness and the maximum size deviation is poor， which needs continuous improvement； the process capability of neatness is excellent， and the reduction of production cost may be considered.

Key words： reeling； process capability index； raw silk inspection； quality grade； cleanness； maximum size deviation

近年來，借著國家“東桑西移”的機(jī)遇，廣西地區(qū)桑蠶絲綢產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勢(shì)崛起，目前廣西蠶繭和生絲產(chǎn)量等多項(xiàng)指標(biāo)已位居全國第一。但生絲作為一種天然纖維，其品質(zhì)質(zhì)量受諸多因素影響[1]：繅絲工技術(shù)能力、繅絲設(shè)備、蠶繭原料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)[2-3]、生產(chǎn)管理水平等。生絲交易是一種按質(zhì)論價(jià)的過程，不同等級(jí)的生絲有較大的價(jià)差，由于現(xiàn)有繅絲技術(shù)是一門較成熟的技術(shù)，不同繅絲企業(yè)在繅絲工技術(shù)能力、繅絲設(shè)備、蠶繭原料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)等條件的差異不大[4]，在上述條件相同時(shí)，如何生產(chǎn)出高品質(zhì)生絲，使生產(chǎn)效益最大化需要通過科學(xué)管理來實(shí)現(xiàn)。過程能力[5]是目前管理學(xué)常用的目標(biāo)限量管理法，是對(duì)生產(chǎn)過程內(nèi)在一致性的總體評(píng)價(jià)，即過程水平滿足技術(shù)要求的能力。產(chǎn)品質(zhì)量受生產(chǎn)過程中工人、機(jī)器、材料、工藝和環(huán)境等五個(gè)因素綜合作用的影響，過程能力即包括上述五個(gè)基本要素。過程能力指數(shù)，是指在一定時(shí)間里，處于某一穩(wěn)定生產(chǎn)過程下的實(shí)際生產(chǎn)能力的量化值，這個(gè)量化值反映了生產(chǎn)過程保證產(chǎn)品質(zhì)量的能力。目前已有文獻(xiàn)表明，過程能力分析方法可應(yīng)用于卷煙制絲工藝技術(shù)改進(jìn)[6]和卷煙加料均勻性評(píng)價(jià)[7-8]中，可通過對(duì)制絲過程中的過程能力現(xiàn)狀進(jìn)行分析，梳理工藝流程，確定關(guān)鍵影響因素，并對(duì)薄弱工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到提高制絲過程能力水平的目的。

由于生絲不同品質(zhì)等級(jí)規(guī)定了不同分級(jí)指標(biāo)（即目標(biāo)限量），本文嘗試用影響生絲品質(zhì)等級(jí)指標(biāo)的檢驗(yàn)結(jié)果分析某繅絲企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中的過程能力，并對(duì)其生產(chǎn)管理提出一些改進(jìn)意見，這對(duì)于提高廣西地區(qū)繅絲企業(yè)生產(chǎn)的生絲質(zhì)量具有非常重要的理論意義和實(shí)際意義。

1 過程能力

1.1 過程能力指數(shù)的計(jì)算

假設(shè)生絲的質(zhì)量特性值都趨向于正態(tài)分布，當(dāng)繅絲過程能力越高，則生絲質(zhì)量特性值的分散性就會(huì)越小；若繅絲過程能力越低，則生絲質(zhì)量特性值的分散性就會(huì)越大[9-10]。

過程能力指數(shù)CPK是目標(biāo)限量范圍與過程能力的比值[11]，該比值在于確認(rèn)質(zhì)量特性符合目標(biāo)限量的程度，并以此作為過程持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)。CPK息息相關(guān)的兩個(gè)參數(shù)：過程精密度CP，計(jì)算方式見式（2）；過程準(zhǔn)確度CA，計(jì)算方式見式（5）。CPK是CA及CP兩者的綜合反應(yīng)，CA反映的是位置關(guān)系，CP反映的是散布關(guān)系[12]。

式中：xi為某一樣品的質(zhì)量值或技術(shù)指標(biāo)；μ為樣本質(zhì)量特性值的算術(shù)平均值；n為樣本量；σ為總體產(chǎn)品的質(zhì)量特性值（標(biāo)準(zhǔn)差）或樣品標(biāo)準(zhǔn)差；T為公差或最大變化范圍；USL（Upper Size Limit的簡寫）為目標(biāo)范圍允許最大值，生絲檢驗(yàn)可用等級(jí)上限表示；LSL（Lower Size Limit的簡寫）為目標(biāo)范圍允許最小值，生絲檢驗(yàn)可用等級(jí)下限表示；CP為過程能力精密度；CA為過程能力準(zhǔn)確度；M為目標(biāo)范圍中心值；CPK為過程能力指數(shù)。

1.2 正態(tài)性檢驗(yàn)

過程能力指數(shù)分析是建立在過程穩(wěn)態(tài)基礎(chǔ)之上的，所以對(duì)生產(chǎn)過程能力指數(shù)評(píng)價(jià)前，應(yīng)進(jìn)行正態(tài)分布驗(yàn)證。正態(tài)性檢驗(yàn)方式有：χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)、W檢驗(yàn)、D檢驗(yàn)、偏度檢驗(yàn)與峰度檢驗(yàn)、Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)（簡稱K-S檢驗(yàn)）等，本文將借助K-S檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。

1.3 過程能力判斷方式

過程能力指數(shù)的值越大，表明產(chǎn)品的離散程度相對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的公差范圍越小，因而過程能力就越高；過程能力指數(shù)的值越小，表明產(chǎn)品的離散程度相對(duì)公差范圍越大，因而過程能力就越低。因此，可以從過程能力指數(shù)的數(shù)值大小來判斷能力的高低[12-13]。從經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量兩方面的要求來看，過程能力指數(shù)值并非越大越好，而應(yīng)在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)取值?？梢罁?jù)表1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)計(jì)算出的過程能力指數(shù)做相應(yīng)對(duì)策。

2 過程能力指數(shù)在生絲生產(chǎn)中的應(yīng)用

生絲產(chǎn)品共有兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為GB/T1797—2008《生絲》，方法標(biāo)準(zhǔn)為GB/T1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，生絲產(chǎn)品的測(cè)試項(xiàng)目（或質(zhì)量指標(biāo)）包括：外觀、平均公量纖度、纖度偏差、纖度最大偏差、清潔、潔凈、均勻二度變化、均勻三度變化、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、切斷、抱合等，共計(jì)12個(gè)項(xiàng)目，其中影響生絲產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)的項(xiàng)目有11個(gè)。因繅絲生產(chǎn)特殊性在于生產(chǎn)成本高，原料、人工等價(jià)格較高，為獲得最大效益，當(dāng)使用過程能力指數(shù)作為繅絲生產(chǎn)量化指標(biāo)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)考量成本因素，其次再考慮質(zhì)量（品質(zhì)）特性因素。

2.1 選擇樣本

選擇廣西某生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的生絲。產(chǎn)品規(guī)格：鮮繭生絲22.22/24.44dtex；產(chǎn)品目標(biāo)等級(jí)：3A及以上；生產(chǎn)周期：2015年10月20日—11月3日；產(chǎn)品樣本量：55批，約33t；樣品檢驗(yàn)結(jié)果：見表2；檢驗(yàn)依據(jù)：GB/T1797—2008《生絲》，GB/T1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》。

2.2 正態(tài)性檢驗(yàn)

選擇SPSS軟件中的單樣本K-S檢驗(yàn)，進(jìn)行正態(tài)分布驗(yàn)證，檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可看出，只有纖度偏差、纖度最大偏差、清潔、潔凈4個(gè)項(xiàng)目符合正態(tài)分布。其中切斷、均勻二度變化、均勻三度變化、抱合為非連續(xù)性函數(shù)，較難符合正態(tài)性，斷裂強(qiáng)度和伸長率不符合正態(tài)分布與樣本量有關(guān)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，上述符合正態(tài)分布的4個(gè)項(xiàng)目合計(jì)定級(jí)率為100%，纖度偏差的定級(jí)率約為38%，纖度最大偏差的定級(jí)率為44%，清潔的定級(jí)率約為84%，潔凈的定級(jí)率約為30%。這4個(gè)項(xiàng)目也是生絲檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目，是影響生絲使用性能主要項(xiàng)目[14]。本文將著重分析這4個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)過程能力指數(shù)。

2.3 過程能力指數(shù)目標(biāo)范圍參數(shù)的選擇

依據(jù)GB/T1797—2008《生絲》標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)指標(biāo)要求，纖度偏差、纖度最大偏差、清潔和潔凈的3A級(jí)的指標(biāo)值分別是2.61dtex、5.22dtex、95.0分、90.00分。纖度偏差、纖度最大偏差的目標(biāo)范圍上限值（USL）可設(shè)計(jì)為生絲達(dá)到3A級(jí)的指標(biāo)值；纖度偏差、纖度最大偏差的目標(biāo)范圍下限值（LSL）設(shè)計(jì)為極限接近于0。清潔、潔凈的目標(biāo)范圍下限值（LSL）可設(shè)計(jì)為生絲達(dá)到3A級(jí)的指標(biāo)值；清潔、潔凈的目標(biāo)范圍上限值（USL）分別設(shè)計(jì)為理論最大值100分、100分。

2.4 結(jié)果分析和討論

使用公式對(duì)過程能力指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果如表4所示。

從表4統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，纖度偏差的過程能力指數(shù)為1.53，為A級(jí)，能力良好。說明該企業(yè)的生絲纖度偏差的過程能力狀態(tài)穩(wěn)定，繅絲企業(yè)纖度偏差生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)良好，纖度偏差的生產(chǎn)管理良好，繅絲工人操作適當(dāng)，繅絲設(shè)備纖度感知器靈敏度高，添緒機(jī)械添繭準(zhǔn)確率高，繅絲車速與原料繭質(zhì)量相適應(yīng)。

清潔的過程能力指數(shù)為0.71，為C級(jí)。說明企業(yè)的生絲清潔過程能力較差，繅絲過程需要持續(xù)改進(jìn)。在生絲生產(chǎn)過程中，影響清潔的主要因素有：蠶繭原料質(zhì)量、繅絲通道光滑度、瓷眼類型等。經(jīng)調(diào)查，該企業(yè)為鮮繭繅絲，還使用了某種免穿瓷眼。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用這種免穿瓷眼的生絲清潔成績普遍低于陶瓷針孔瓷眼。另外，改進(jìn)清潔成績可適當(dāng)提高鮮繭的真空滲透水溫。

潔凈的過程能力指數(shù)為2.75，為A++級(jí)。說明該企業(yè)的生絲潔凈過程能力為特優(yōu)，生產(chǎn)過程可考慮降低生產(chǎn)成本。在生絲生產(chǎn)過程中，影響清潔的主要因素有：蠶繭原料質(zhì)量、煮繭質(zhì)量等。經(jīng)調(diào)查，該企業(yè)為鮮繭繅絲，繅絲過程不需要煮繭。該企業(yè)的生絲潔凈的主要影響因素為蠶繭原料質(zhì)量，因此企業(yè)可考慮降低生產(chǎn)成本，可使用質(zhì)量稍差的蠶繭生產(chǎn)3A級(jí)生絲。

纖度最大偏差的過程能力指數(shù)為0.99，為B級(jí)。說明該企業(yè)的生絲纖度最大偏差過程能力一般，過程因素稍有變異，即產(chǎn)生不良的危險(xiǎn)。該企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)考慮提升纖度最大偏差的生產(chǎn)能力，經(jīng)分析該企業(yè)的最大偏差質(zhì)量一般的主要原因是：偶發(fā)性的樣品纖度值較大，偏離中心的情況較多。纖度大野纖的影響因素主要與繅絲工人的巡回次數(shù)、繅絲車速較快等相關(guān)，該企業(yè)應(yīng)在上述方面改善生產(chǎn)能力，改善纖度最大偏差質(zhì)量。

本文研究結(jié)果能夠指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)工藝改進(jìn)，研究方法可在其他繅絲企業(yè)進(jìn)行推廣。受樣本來源限制，本文未研究高品位生絲的生產(chǎn)過程能力，未能獲得高品位生絲和普通生絲的生產(chǎn)原料優(yōu)化設(shè)計(jì)的最佳方案。

3 結(jié) 論

本文依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)某企業(yè)生產(chǎn)的55批鮮繭生絲樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，借助過程能力指數(shù)法分析了該企業(yè)繅絲過程中的纖度偏差、清潔、潔凈、纖度最大偏差的過程能力指數(shù)。研究表明，樣本在生產(chǎn)過程中，纖度偏差的過程能力良好，清潔和纖度最大偏差的過程能力較差，需要持續(xù)改進(jìn)。建議企業(yè)可通過使用陶瓷針孔瓷眼、適當(dāng)提高鮮繭的真空滲透水溫來改進(jìn)控制清潔成績的過程能力，通過使用靈敏度較高的纖度感知器、增加繅絲工人的巡回次數(shù)、減慢繅絲車速等方式來提高纖度偏差的過程能力。潔凈的過程能力為特優(yōu)，生產(chǎn)過程中可考慮混入部分質(zhì)量稍差的蠶繭以降低生產(chǎn)成本。

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