基于過程控制提高材料利用率

李筱潔 王耀輝 張祖豪 孫何旭 和田

摘 要：2020年，煙草行業(yè)全面推進(jìn)“精益管理”，青島卷煙廠緊緊圍繞“卷煙上水平”，提出“精益管理就在我身邊，雙增雙節(jié)就在我眼前”的精益口號(hào)，倡導(dǎo)以最少的投入產(chǎn)出最大的效益。青島卷煙廠卷包車間以創(chuàng)優(yōu)對(duì)標(biāo)指標(biāo)水平提升為契機(jī)，在提高顧客滿意度、降低成本、提高質(zhì)量等方面下足力氣。在創(chuàng)優(yōu)對(duì)標(biāo)指標(biāo)提升過程中，車間發(fā)現(xiàn)小盒商標(biāo)紙單耗與行業(yè)先進(jìn)水平存在差距，2019年，青島卷煙廠卷包車間小盒商標(biāo)紙單耗數(shù)據(jù)為500.1張/萬支，位居行業(yè)第15位，因小盒商標(biāo)紙消耗造成的年度浪費(fèi)約為150萬元。為降低材料消耗，節(jié)約成本費(fèi)用，縮小與先進(jìn)廠家的差距，實(shí)現(xiàn)精益管理上水平，降低牌號(hào)小盒商標(biāo)紙單耗工作領(lǐng)導(dǎo)高度重視。

關(guān)鍵詞：精益管理;商標(biāo)紙;消耗;包裝機(jī)

1.界定階段

1.1小盒商標(biāo)紙消耗現(xiàn)狀

泰山 （宏圖）小盒商標(biāo)紙單耗為502.3張/萬支，高于車間小盒商標(biāo)紙單耗目標(biāo)值500.6張/件。

小盒商標(biāo)紙單耗定義為每生產(chǎn)1萬支卷煙（500包）所消耗的小盒商標(biāo)紙實(shí)際數(shù)量。

小盒商標(biāo)紙單耗=小盒商標(biāo)紙消耗量/產(chǎn)量（產(chǎn)量單位：萬支）。

1.2商標(biāo)紙消耗關(guān)鍵工序識(shí)別

根據(jù)造成小盒商標(biāo)紙消耗的部位識(shí)別出以下關(guān)鍵工序：商標(biāo)紙供給、商標(biāo)紙涂膠、商標(biāo)紙折疊、封簽上膠及粘貼、商標(biāo)紙烘干及過程中造成商標(biāo)紙消耗的小故障停機(jī)。

1.3 關(guān)鍵工序分析

從關(guān)鍵流程出發(fā)，結(jié)合實(shí)際操作過程中小盒商標(biāo)紙?zhí)蕹木唧w故障，將故障分類統(tǒng)計(jì)。

2.分析階段

2.1 原因驗(yàn)證計(jì)劃

制定原因驗(yàn)證計(jì)劃表，按照計(jì)劃逐步進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)分析

2.2.1吸風(fēng)嘴孔徑大小不合理試驗(yàn)驗(yàn)證

試驗(yàn)條件確定：小盒商標(biāo)紙吸風(fēng)嘴孔徑對(duì)吸風(fēng)嘴吸拾壓力有重要影響，影響到小盒商標(biāo)紙輸送，現(xiàn)階段使用的小盒商標(biāo)紙吸風(fēng)嘴孔徑為Φ6mm。制作兩個(gè)水平吸風(fēng)嘴孔徑1，2（Φ6mm，Φ7mm），進(jìn)行試驗(yàn)，記錄小盒商標(biāo)紙單耗，

結(jié)論：可以認(rèn)為小盒商標(biāo)紙孔徑是顯著原因?？讖溅?mm效果好于孔徑Φ6mm。

2.2.2商標(biāo)紙涂膠底板寬度、厚度試驗(yàn)驗(yàn)證

試驗(yàn)條件確定：設(shè)備運(yùn)行時(shí)，涂膠器通過周期性的旋轉(zhuǎn)將膠液涂在商標(biāo)紙的特定位置因此涂膠接觸面對(duì)商標(biāo)紙單耗影響很大。涂膠器的涂膠接觸面主要是由涂膠器底板的寬度和厚度決定，根據(jù)設(shè)備調(diào)整手冊(cè)規(guī)定，涂膠器底板的寬度調(diào)整范圍為24±8mm，涂膠器底板的厚度調(diào)整范圍為4±2mm。

分別取涂膠器底板寬度目前寬度30mm和試驗(yàn)18mm，涂膠器底板厚度取目前厚度3mm和6mm，記錄輪班小盒商標(biāo)紙單耗。

結(jié)論得知，涂膠器底板寬度、厚度作用顯著，其交互作用顯著。

2.2.3四輪煙包側(cè)封烙鐵溫度設(shè)置不合理試驗(yàn)驗(yàn)證

四輪270度弧形板內(nèi)部銑槽，內(nèi)置一個(gè)弧形加熱烙鐵，調(diào)整工作溫度在110℃，對(duì)商標(biāo)紙側(cè)面粘貼面進(jìn)行烘干，設(shè)置三個(gè)水平的弧形加熱烙鐵溫度1，2，3（110℃，115℃，120℃），記錄小盒商標(biāo)紙單耗。

結(jié)論：可以認(rèn)為弧形加熱烙鐵溫度是顯著原因，溫度3顯著好于溫度1、溫度2。

2.3分析階段結(jié)論

分析階段確認(rèn)了3項(xiàng)顯著原因，分別為吸風(fēng)嘴孔徑大小不合理、涂膠底板寬度、厚度設(shè)置不合理、四輪側(cè)封烙鐵溫度設(shè)置不合理。

3.改進(jìn)階段

3.1 吸風(fēng)嘴孔徑試驗(yàn)與改進(jìn)

3.1.1試驗(yàn)條件確定

在分析階段已經(jīng)確定吸風(fēng)嘴孔徑是顯著原因。選取6mm、6.5mm、7mm共三個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)樣本為該水平20個(gè)輪班小盒商標(biāo)紙單耗。

方差分析結(jié)果：P<0.05，回歸方程顯著;小盒商標(biāo)紙單耗與吸風(fēng)嘴孔徑的一次、二次項(xiàng)都顯著相關(guān)。

回歸方程為：小盒商標(biāo)紙單耗 = 587.5 - 26.17 孔徑 + 1.987 孔徑**2

3.2.2尋找最優(yōu)區(qū)間

在獲得了方程后，下面尋找使小盒商標(biāo)紙單耗最低的條件，通過求導(dǎo)數(shù)解一元二次方程：

解方程，得x=6.57mm

3.2.3試驗(yàn)驗(yàn)證

按實(shí)驗(yàn)最優(yōu)值進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，每次重復(fù)試驗(yàn)取一個(gè)班次的小盒商標(biāo)紙單耗平均值，得到的結(jié)果分別是：501.6，501.5，501，5，三次試驗(yàn)均值都落在 95% 置信區(qū)間范圍內(nèi)，模型有效。

3.3商標(biāo)紙涂膠底板寬度、厚度試驗(yàn)與改進(jìn)

3.3.1試驗(yàn)條件確定

在分析階段已經(jīng)對(duì)商標(biāo)紙涂膠接觸底板寬度、厚度進(jìn)行過方差分析，分析發(fā)現(xiàn)，涂膠接觸面寬度、厚度及其交互作用均顯著。進(jìn)行全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每種試驗(yàn)條件下統(tǒng)計(jì)一個(gè)班次小盒商標(biāo)紙單耗。

利用人工解方程和minitab響應(yīng)優(yōu)化器的方法，求得最優(yōu)解：

涂膠器寬度=18.0mm，涂膠器厚度=6.0mm

3.3.4試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)以上最優(yōu)值預(yù)測(cè)響應(yīng)

按以上最優(yōu)值進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，每次重復(fù)試驗(yàn)為一個(gè)班次，得到的結(jié)果分別是：501.4，501.6，501.3三次試驗(yàn)的均值都落在95%置信區(qū)間范圍內(nèi)，說明模型有效。

3.4四輪煙包側(cè)封烙鐵溫度試驗(yàn)與改進(jìn)

3.4.1試驗(yàn)條件確定

在分析階段已經(jīng)確定四輪煙包側(cè)封烙鐵溫度是顯著原因，選取110℃、115℃、120℃共三個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)樣本為該水平20個(gè)輪班小盒商標(biāo)紙單耗。

方差分析結(jié)果：P=0.000<0.05，回歸方程顯著;小盒商標(biāo)紙單耗與四輪煙包側(cè)封烙鐵溫度的 一次、二次項(xiàng)都顯著相關(guān)。

回歸方程為：小盒商標(biāo)紙單耗 = 502.8 - 0.9375 烙鐵溫度 + 0.1675 烙鐵溫度**2

3.4.2尋找最優(yōu)區(qū)間

在獲得了方程后，結(jié)合四輪側(cè)封烙鐵溫度工藝要求范圍（105℃-125℃），尋找使小盒商標(biāo)紙單耗最低的值，得x=125℃

改進(jìn)后，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證四輪側(cè)封烙鐵溫度設(shè)置值的有效性，溫度設(shè)置符合工藝質(zhì)量要求，因側(cè)封烙鐵溫度設(shè)置不合理造成的小盒商標(biāo)紙消耗顯著減少改進(jìn)效果顯著。

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