基于6sigma策略下卷煙廠潤葉段設(shè)備斷流故障分析

藍(lán)浩宇

（廣東中煙工業(yè)責(zé)任有限公司廣州卷煙廠，廣東 廣州 510000）

1 潤葉工藝流程及切片設(shè)備工作原理

1.1 工藝流程

潤葉工藝流程分為潤葉段、切烘段、加香段3 個流程。其中潤葉段工序以煙包為原材料，經(jīng)過自動解包機(jī)、切片機(jī)、回潮機(jī)、激光除雜機(jī)以及其他設(shè)備將煙葉進(jìn)行加工，提高煙葉的加工性能，為切烘段提供品質(zhì)良好的原料。

1.2 工作原理

皮帶機(jī)將經(jīng)解包后的煙塊輸送到切片機(jī)前，進(jìn)料光電開關(guān)檢測煙塊到位后[1-2]，切片機(jī)根據(jù)煙塊的長度與預(yù)先設(shè)定的切割次數(shù)，利用刀片將煙塊切割成厚度相近的若干塊煙葉，并由出料皮帶輸送到下工序。

2 基于6Sigma 策略下的應(yīng)用分析

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

小組成員統(tǒng)計(jì)2018 年11 月—2019 年1 月為期3 個月某條線潤葉段不同在制牌號煙葉斷流情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 潤葉段不同在制牌號煙葉斷流情況統(tǒng)計(jì)

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，潤葉段因故障導(dǎo)致的斷流次數(shù)為91 次。斷流主要發(fā)生在切片機(jī)這個設(shè)備，切片機(jī)的故障次數(shù)占潤葉段故障次數(shù)比例高達(dá)57.14%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自動解包機(jī)、回潮機(jī)、激光除雜機(jī)和其他設(shè)備故障次數(shù)所占比例。因此小組得出以下結(jié)論：潤葉段設(shè)備斷流次數(shù)多的癥結(jié)為切片機(jī)故障次數(shù)多。因此下一步小組需要對切片機(jī)的斷流次數(shù)進(jìn)行分析改善。

2.2 原因分析

小組成員針對潤葉段切片機(jī)故障停機(jī)次數(shù)多的問題運(yùn)用人機(jī)料法環(huán)分別進(jìn)行研究討論，找出多種原因，其中環(huán)境對切片機(jī)故障次數(shù)無影響，因此不作分析。經(jīng)歸納形成如圖1 所示的樹狀圖。按照上述原因分析樹狀圖，經(jīng)過小組的詳細(xì)調(diào)查，確認(rèn)切片機(jī)斷流次數(shù)躲過的要因如下。

圖1 原因分析樹狀圖

2.2.1 來料與側(cè)板距離過小

經(jīng)測量，推板張開時(shí)與YX102C 側(cè)板距離約為10 cm，為保證側(cè)板運(yùn)行過程不與來料產(chǎn)生摩擦，來料與側(cè)板距離應(yīng)大于15 cm，否則切片機(jī)容易出現(xiàn)卡煙故障，造成斷流。小組安排成員在YX102C 入切片機(jī)作業(yè)口位置測量50 塊煙包與側(cè)板的距離，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 切片機(jī)作業(yè)口位置測量煙包與側(cè)板距離統(tǒng)計(jì)

小組的統(tǒng)計(jì)50 組數(shù)據(jù)中，23 組達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)率46%。對癥狀進(jìn)行分析，其原因?yàn)閬砹蟼?cè)邊與側(cè)板距離不滿足標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，容易導(dǎo)致煙包撞擊推板，或者煙包與推板互相干涉，造成入口卡煙，進(jìn)而引起切片機(jī)故障斷流。

2.2.2 出料落差高度過大

切后的煙塊從煙葉提升器上經(jīng)導(dǎo)流板卸到下方的皮帶輸送機(jī)，經(jīng)出料口的光電開關(guān)檢測煙葉被輸送走后，煙葉提升器下降并進(jìn)行下一次切割煙塊的動作。出料口的光電開關(guān)安裝高度約為20 cm，小組成員發(fā)現(xiàn)長度超過20 cm 的碎煙易掛在光電開關(guān)檢測點(diǎn)，形成“偷?！睌嗔鞯那闆r。以2019 年5 月份的40 組牌一為例，小組成員在切片機(jī)出口收集長度超過20 cm 的碎煙并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表3。

按照表3 的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，小組成員發(fā)現(xiàn)長度超過20 cm 的碎煙大于標(biāo)準(zhǔn)的2 塊/批次，可以判斷出料口落差過大，煙葉撞擊導(dǎo)料板形成長度20 cm 的碎煙較多。另外，小組成員試驗(yàn)不同長度的（11 cm 到25 cm）切后碎煙在下落過程中遮擋光電開關(guān)的情況，每個長度做15 次測試，結(jié)果如圖2 所示。

由圖2 可知，當(dāng)碎煙長度＜20 cm 時(shí)，碎煙的長度越長，光電開關(guān)被遮擋的次數(shù)越多。由于光電開關(guān)安裝高度為20 cm，當(dāng)碎煙長度≥20 cm 時(shí)，光電開關(guān)每次都會被遮擋，設(shè)備斷流的次數(shù)就會增多。

分階段來看，2005—2011年，＜，盡管海南省旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和建設(shè)力度，但是增長速度較快，且蘊(yùn)含著極大的發(fā)展?jié)摿Γ?012—2015年，＞，海南省生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和建設(shè)滯后于旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，表明自2010年國際旅游島建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略以后，旅游經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持穩(wěn)定大幅度增長，但是隨著旅游業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和發(fā)展，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也在不斷下滑，不過從2015年開始出現(xiàn)的小幅上升表明了海南省對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的覺醒。

圖2 不同長度的碎煙遮擋光電開關(guān)次數(shù)折線圖

2.3 制定對策

按照要因影響程度及要因之間的關(guān)聯(lián)性，小組對2 個要因進(jìn)行分析后進(jìn)行排序并制定對策及具體措施，見表4。

表4 對策表

2.4 對策的實(shí)施

2.4.1 設(shè)計(jì)糾偏裝置

切片機(jī)的來料與側(cè)板距離過短，會使煙包撞擊推板互相干涉，容易引起卡煙故障，因此糾偏裝置設(shè)計(jì)的目標(biāo)是找出切片機(jī)卡煙概率最低的生產(chǎn)條件，根據(jù)該目標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。經(jīng)過小組成員統(tǒng)計(jì)分析，來料煙包寬度一般在65 cm 至68 cm 之間，因此糾偏裝置安裝后通道寬度必須大于68 cm。經(jīng)測量，原輸送帶寬度106 cm，通過對煙包側(cè)面擠壓測試，當(dāng)側(cè)面1/2 面積受擠壓時(shí)，其余部分仍有約1 cm 的伸出量，因此糾偏裝置寬度為最大值為（106-（68+2））÷2=18.0 cm。另外，在極限狀態(tài)下，當(dāng)煙包末端接觸到糾偏裝置時(shí)，糾偏裝置對煙包擠壓一個F1的力，F(xiàn)1的F2分力會將煙包往右側(cè)糾偏裝置頂。因此長度方向必須保證在這個極限狀態(tài)下煙包頭部不超過推板寬度，同時(shí)大于煙包長度方向?qū)蔷€位置。最后，小組運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識分析并設(shè)計(jì)了最優(yōu)糾偏裝置，安裝效果如圖3 所示。

圖3 糾偏裝置安裝效果圖

小組安排成員在YX102C 入切片機(jī)作業(yè)口位置再次隨機(jī)測量4 塊煙包與側(cè)板距離，根據(jù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)來料側(cè)邊與側(cè)板距離＞15 cm，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。共計(jì)50 組數(shù)據(jù)，50 組達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)率100%。來料側(cè)邊與側(cè)板距離均＞15 cm，生產(chǎn)中切片機(jī)不再出現(xiàn)入口卡煙故障，所以新增入口糾偏裝置有效。

2.4.2 改造導(dǎo)料板出料結(jié)構(gòu)

切片機(jī)出料落差高度過大，產(chǎn)生長度超過20 cm 的碎煙，易掛在光電開關(guān)檢測點(diǎn)，導(dǎo)致切片機(jī)不動作，形成“偷停”斷流的情況。因此導(dǎo)料板出料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)是找出長度超過20 cm 的碎煙塊數(shù)最少的生產(chǎn)條件，根據(jù)該目標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。由于出料結(jié)構(gòu)的上端固定在出料輸送帶下端，小組成員可以手動調(diào)整出料結(jié)構(gòu)與切割臺之間的角度。出料結(jié)構(gòu)設(shè)定的可調(diào)角度為30°至60°，經(jīng)小組討論決定位級為45°。另外，考慮煙滑落過程較慢，容易產(chǎn)生側(cè)向旋轉(zhuǎn)，煙塊砸向出口側(cè)板，造成煙塊嚴(yán)重?cái)嗔?，并對設(shè)備造成較大沖擊，小組將弧形板設(shè)計(jì)成雙滑軌的形式[3-4]。

兩導(dǎo)軌組合寬度小于60 cm（一般煙包寬度65 cm 至68 cm）能滿足糾偏需求。通過靜應(yīng)力分析，中間距離越小時(shí)，導(dǎo)料板所受靜應(yīng)力越?。ㄜ浖治鼋Y(jié)果為中間距離22 cm 以內(nèi)能滿足屈服力要求），但要起到雙導(dǎo)軌糾偏作用，中間距離至少保證15 cm 以上。經(jīng)小組討論，決定位級為16 cm、18 cm、20 cm。導(dǎo)料板出料結(jié)構(gòu)經(jīng)改造后，以2019 年8 月份的40 組牌一為例，小組成員在切片機(jī)出口收集長度超過20 cm 的碎煙并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表5。

表5 改造后長度超過20 cm 的碎煙數(shù)量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)上表顯示，切片機(jī)出口長度超過20 cm 的碎煙均小于標(biāo)準(zhǔn)的2 塊/批次，均低于標(biāo)準(zhǔn)值，導(dǎo)料板的改造完成效果顯著，出口處超過20 cm 的碎煙大大減少，有效減少了卸下過程的煙葉損耗，同時(shí)也能讓切后煙塊排列緊密，為下工序提供穩(wěn)定的來料。遮擋光電開關(guān)的情況大大減少，目標(biāo)達(dá)成。

2.5 效果檢查

小組活動完成后，2019 年9 月至11 月對切片機(jī)故障次數(shù)情況見表6。

表6 某條線切片機(jī)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表6 可得，切片機(jī)切片機(jī)最高故障次數(shù)由19 次/月下降至6 次/月，癥結(jié)得到有效解決。

2.6 切片機(jī)鞏固措施

由車間更新切片機(jī)設(shè)備操作規(guī)程，并形成新的設(shè)備自主維護(hù)記錄表。切片機(jī)開機(jī)前要求所有檢修人員、操作工都要集中操作控制柜處才能試機(jī)。處理擋板卡煙等故障時(shí)，禁止直接用手推動煙片，應(yīng)借助工具撬動。機(jī)體表面（含導(dǎo)流板）、觀察窗明亮，不留殘留物。

為方便操作工學(xué)習(xí)并熟悉切片機(jī)，小組成員將切片機(jī)卡煙處理操作細(xì)則編寫成OPL“切片機(jī)卡煙處理操作細(xì)則”，對相關(guān)崗位人員進(jìn)行了培訓(xùn)并做了相關(guān)記錄。

3 結(jié)語

當(dāng)前，中國正處于社會轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時(shí)期，煙草行業(yè)也正處于改革調(diào)整的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在面對國內(nèi)外激烈競爭的壓力之下，中國煙草工業(yè)企業(yè)要謀求長遠(yuǎn)的發(fā)展、立于不敗之地，就必須在降低設(shè)備故障率的前提下提高產(chǎn)品質(zhì)量并同時(shí)不斷降低成本，因此引進(jìn)先進(jìn)的6sigma 管理理念刻不容緩[5]。6sigma 是一套系統(tǒng)的、集成的業(yè)務(wù)改進(jìn)方法體系，其核心在于強(qiáng)調(diào)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析的方法，認(rèn)識與縮減產(chǎn)品服務(wù)過程中的變異，以達(dá)到目的。