統(tǒng)計過程控制在煙草生產(chǎn)質(zhì)量控制的研究

滿立 郭大權(quán)

摘要：為提高煙草生產(chǎn)質(zhì)量，基于統(tǒng)計過程控制技術(shù)，對煙草生產(chǎn)過程進行優(yōu)化，以提高卷煙質(zhì)量。對煙草生產(chǎn)特點進行分析、對制絲、卷包生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析，設計數(shù)據(jù)模型。對數(shù)據(jù)采集頻率進行分析，設計分析模型。采用統(tǒng)計分析和反復迭代相結(jié)合方式，對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化。該研究已在某一煙草企業(yè)應用實施，驗證了該研究的合理性和有效性。

關鍵詞：迭代;統(tǒng)計分析;統(tǒng)計過程控制

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0270-02

SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法對生產(chǎn)過程進行控制的工具，通過對整個生產(chǎn)過程進行分析和評價，收集反饋信息，并對其進行分析，以預測系統(tǒng)性因素，并提前采取措施消除其影響，因而能夠使整個過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制生產(chǎn)質(zhì)量的目的。SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）自創(chuàng)立以來，在工業(yè)、服務等行業(yè)很快得到廣泛的推廣應用，對提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關重要的作用。

隨著自動化、計算機、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)信息化建設的增強和提高，可以有效實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的管控，提升產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約生產(chǎn)成本、提升企業(yè)的競爭力。中國的工業(yè)企業(yè)也積極開展工業(yè)信息化建設，逐漸形成了相應的信息化系統(tǒng)，包括企業(yè)業(yè)務經(jīng)營相關的ERP（Enter-prise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）、生產(chǎn)相關的MES（Man-ufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測控制相關的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測控制）、倉儲相關的WMS（Warehouse ManagementSystem，倉庫管理系統(tǒng)）。

中國煙草行業(yè)經(jīng)過長期的改革與發(fā)展，信息化工作穩(wěn)步推進。其成果包括：假設企業(yè)管理所需的以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等和負責生產(chǎn)、經(jīng)營、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、倉儲等領域相關的信息化系統(tǒng)。

目前SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）在國內(nèi)的應用還處于起步階段，應用技術(shù)的企業(yè)較少，且應用深度有限。實施SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）的國內(nèi)卷煙生產(chǎn)企業(yè)很少，且應用范圍很小。因此在煙草行業(yè)應用SPC（statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）技術(shù)，提升煙草生產(chǎn)質(zhì)量有重大的現(xiàn)實意義。

1應用背景

自從1924年第一張的SPC （statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）控制圖問世之后，SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）于制造過程改善的應用越來越多。經(jīng)過近百年在全世界范圍的實踐，SPC理論已經(jīng)發(fā)展得非常完善，同時其與計算機技術(shù)的結(jié)合日益緊密，其在企業(yè)內(nèi)的應用范圍、程度也已經(jīng)非常廣泛、深入。

SPC fStatistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）依托其強大的分析功能，可以從不同的目的、不同的角度對數(shù)據(jù)進行深入的研究與分析，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營提供輔助決策。

隨著全面質(zhì)量管理思想的普及，SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）涵蓋生產(chǎn)制造過程質(zhì)量控制、輔助生產(chǎn)過程、產(chǎn)品設計、等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，實現(xiàn)全過程的預防與控制。

工業(yè)4.0的提出標志著工業(yè)信息化管理理念更加成熟和完善，工業(yè)信息化建設可以有效提升企業(yè)生產(chǎn)管理、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)周期、提升企業(yè)競爭力。煙草企業(yè)經(jīng)過了10幾年的信息化建設和網(wǎng)絡建設，對于生產(chǎn)過程的管控也越來越精細化。

煙草企業(yè)信息化雖然取得了顯著的成效，但在生產(chǎn)過程管控上還有很大的不足，尤其表現(xiàn)為全面的生產(chǎn)質(zhì)量管理。依靠SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）有效提升生產(chǎn)質(zhì)量、改善生產(chǎn)管理方式是煙草行業(yè)信息化建設的重中之重。

2針對煙草企業(yè)的統(tǒng)計過程控制架構(gòu)

SPC fStatistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）對煙草全面的生產(chǎn)質(zhì)量管理的管控主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

1）生產(chǎn)加工過程中的環(huán)境因素管控。溫度、濕度等因素的波動會對卷煙質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此對溫度、濕度等環(huán)境因素，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，通過采取SPC fStatistical Process Con-trol，統(tǒng)計過程控制）對整個生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進行分析，建立輔助決策機制，來預防和消除這種波動所造成的影響。

2）生產(chǎn)加工過程中的各項操作管控。人員的操作規(guī)范和技術(shù)能力會對卷煙質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。SPC fstatistical ProcessControl，統(tǒng)計過程控制）對人員的操作規(guī)范進行管控，建立跟蹤數(shù)據(jù)，建立輔助決策機制，對煙草生產(chǎn)過程中的各個階段進行評估和分析，保持生產(chǎn)過程處于可接受的且穩(wěn)定的水平，對過程質(zhì)量進行評價。

3）對生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)雙重分析。SPC（statisticalProcess Control，統(tǒng)計過程控制）不僅需要對煙草生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析，同時也需要對歷史數(shù)據(jù)進行分析。通過對歷史數(shù)據(jù)分析，從不同的目的和不同的角度建立分析模型，設計經(jīng)驗閾值，對生產(chǎn)質(zhì)量可能出現(xiàn)的波動進行預測，并建立預警機制。通過對實時數(shù)據(jù)的分析，實時把控生產(chǎn)過程，對整個生產(chǎn)過程質(zhì)量進行在線分析和預警。

因而本文提出一種煙草行業(yè)的統(tǒng)計過程控制架構(gòu)。如圖1所示。

該架構(gòu)分為5層：應用層、分析層、數(shù)據(jù)層、計算層和數(shù)據(jù)源，其中分析層、數(shù)據(jù)層、計算層和數(shù)據(jù)源可歸類為平臺層。應用層是可動態(tài)擴展的，針對SPC fstatistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）的應用主要包括：生產(chǎn)質(zhì)量預警、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)實時分析、生產(chǎn)質(zhì)量控制、質(zhì)量分析嘲。數(shù)據(jù)源提供數(shù)據(jù)永久存儲，定義數(shù)據(jù)來源，類型包括：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)。計算層集成分布式計算框架，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速分析，降低分析成本，提高分析質(zhì)量。數(shù)據(jù)層提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口，包括關系型數(shù)據(jù)庫訪問接口、非關系型數(shù)據(jù)庫訪問接口、數(shù)據(jù)緩存。分析層定義元數(shù)據(jù)、語義、在線分析引擎等。

3應用分析

3.1質(zhì)量因素分析

影響煙草質(zhì)量特性值波動的因素分析。影響因素包括：人員因素、設備因素、材料因素、方法因素、測量因素、環(huán)境因素等。通過依靠SPC（statistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）對這些影響因素的管控可以大幅降低生產(chǎn)過程的異常波動和產(chǎn)品報廢率，有效削減生產(chǎn)成本，及時發(fā)現(xiàn)流程中的問題隱患，并對流程中任何變化迅速做出反應。

3.2質(zhì)量診斷應用分析

質(zhì)量診斷應用分析，通過對煙草生產(chǎn)過程中的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進行分析。通過直方圖、散點圖、檢查表和回歸分析。通過質(zhì)量診斷應用分析，可以確定過程的統(tǒng)計控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力，為過程提供一個早期報警系統(tǒng)，及時監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生，減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察以及系統(tǒng)的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作。

4結(jié)束語

本文對煙草行業(yè)現(xiàn)狀進行分析和對SPC fStatistical ProcessControl，統(tǒng)計過程控制）技術(shù)進行全面剖析，分別提出適應煙草行業(yè)的技術(shù)架構(gòu)和應用分析。

實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性、實時數(shù)據(jù)異常判斷的及時性、預警信息推送的及時性是衡量SPC fStatistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）工作能力的三個指標，因此在推行、擴充SPC（Sta-tistical Process Control，統(tǒng)計過程控制）系統(tǒng)的同時，也要基于信息化對其進行優(yōu)化升級。