基于六西格瑪法的黔西南州煙地起壟作業(yè)合格率研究

謝 沖吳長(zhǎng)兵李再軍*高 貴張富貴

（1貴州省煙草公司黔西南州公司，貴州興義 562400；2中國(guó)煙草總公司貴州省公司，貴州貴陽(yáng) 550004；3貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025）

近年來(lái)，煙農(nóng)隊(duì)伍萎縮、種煙比較收益降低、其他高效益經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)業(yè)擠占、用工勞動(dòng)成本攀升等問(wèn)題的出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了烤煙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如何提高種煙收益、穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)、穩(wěn)定煙農(nóng)隊(duì)伍，成為煙草行業(yè)亟待解決的一大難題[1]。眾所周知，機(jī)械化是促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要措施，烤煙產(chǎn)業(yè)亦是如此，特別是在面臨以上困境和難題的情況下，烤煙產(chǎn)業(yè)機(jī)械化的全面發(fā)展和應(yīng)用就顯得更加重要和迫切。

機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)煙草產(chǎn)業(yè)降本增效的有效手段之一。自2005年煙草行業(yè)開展煙葉生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)工作以來(lái)，黔西南州共配置農(nóng)機(jī)具（通用、專用）15 000多臺(tái)（套），機(jī)械類型涵蓋育苗、翻耕、起壟、覆膜、移栽、植保等環(huán)節(jié)。但由于缺乏科學(xué)有效的運(yùn)行管理體系和服務(wù)機(jī)制，導(dǎo)致煙草農(nóng)機(jī)使用率、完好率和作業(yè)合格率普遍不高。其中，解決作業(yè)合格率的問(wèn)題尤為重要，其是農(nóng)機(jī)運(yùn)行使用效果和農(nóng)機(jī)服務(wù)質(zhì)量綜合指標(biāo)的具體體現(xiàn)，是機(jī)械化發(fā)展過(guò)程中的癥結(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。在眾多作業(yè)環(huán)節(jié)中，起壟作業(yè)事關(guān)覆膜質(zhì)量和后期的移栽質(zhì)量，且起壟作業(yè)用工量較大。壟體高度、寬度是否合格，直接影響煙草的生長(zhǎng)發(fā)育和保水抗旱。為此，本文擬運(yùn)用六西格瑪法，分析了影響農(nóng)機(jī)起壟作業(yè)合格率的因素，在此基礎(chǔ)上提出了提高起壟合格率的措施，以期為煙葉生產(chǎn)機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)、以全程機(jī)械化推進(jìn)實(shí)現(xiàn)煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供參考。

1 起壟農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)型分析

1.1 起壟農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)

目前，由于生產(chǎn)種植習(xí)慣和土壤氣候條件的差異，國(guó)內(nèi)針對(duì)起壟環(huán)節(jié)沒(méi)有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各地對(duì)相關(guān)參數(shù)的要求也不盡相同?；谇髂现轃熑~生產(chǎn)實(shí)際及種植生產(chǎn)習(xí)慣，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)分析對(duì)比，舍去次要因素，聚焦主要因素和關(guān)鍵參數(shù)，最后擬定了煙葉生產(chǎn)起壟環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)的推薦值，主要從壟體的飽滿度、整體度進(jìn)行外觀評(píng)價(jià)，具體從壟高、壟基寬等進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，具體如表1所示。

表1 黔西南州煙葉生產(chǎn)起壟農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)推薦值

1.2 起壟機(jī)型分析

目前用于黔西南州植煙區(qū)域起壟環(huán)節(jié)的機(jī)型主要分為專用機(jī)和多功能一體機(jī)。專用機(jī)械專用于起壟作業(yè)，功能比較單一，在晴隆縣、安龍縣等山區(qū)煙地，以微耕機(jī)為動(dòng)力平臺(tái)，以螺旋刀為開溝排土部件，后部加掛“八”字形修壟刀，屬于開溝式起壟；在興仁、興義等部分地形條件較好的煙區(qū)，采用拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋耕起壟機(jī)完成起壟作業(yè)。多功能一體機(jī)主要有起壟覆膜機(jī)、起壟施肥機(jī)等，以江蘇久泰的起壟覆膜機(jī)、福建永順的起壟施肥機(jī)為代表機(jī)型，上述機(jī)型的起壟屬于整形式起壟，起壟效果較好，但是機(jī)具寬度大于壟體寬度，較為笨重，一旦作業(yè)過(guò)程中遇到石頭或其他障礙物需要躲避時(shí)，繞行半徑大，在黔西南州喀斯特地形條件下，適宜該類機(jī)型作業(yè)的煙地較少。

1.3 黔西南州機(jī)械化起壟需求及效益分析

1.3.1 黔西南州起壟機(jī)械需求量分析。黔西南州常年種植烤煙面積為17 067.52 hm2，每年機(jī)械化起壟作業(yè)面積為14 507.39 hm2，機(jī)械化起壟作業(yè)率達(dá)到85%。通過(guò)測(cè)定，每臺(tái)自走式起壟機(jī)耕作效率為0.05 hm2/h，每天按工作8 h計(jì)，則每臺(tái)機(jī)械每天可完成0.4 hm2，每季工作15 d，則一臺(tái)機(jī)械年作業(yè)效率為6 hm2，按照1.2儲(chǔ)備系數(shù)計(jì)算，則全州共需要起壟機(jī)械約3 040臺(tái)。全州目前共有農(nóng)機(jī)15 000臺(tái)（套），其中現(xiàn)有起壟機(jī)械2 500臺(tái)（套）（含起壟專用機(jī)械及起壟覆膜一體機(jī)等綜合機(jī)械）。從目前的使用運(yùn)行情況來(lái)看，由于調(diào)度不科學(xué)、維修管理不善等原因，煙草農(nóng)機(jī)的限制損毀率為10%，在2 500臺(tái)（套）的存量中，可使用數(shù)量為2 250臺(tái)（套）。綜上所述，全州起壟機(jī)械的需求量為790臺(tái)（套）。

1.3.2 機(jī)械化起壟作業(yè)的效益分析。根據(jù)黔西南州各年配置起壟機(jī)的價(jià)格情況分析，起壟機(jī)的價(jià)格為7 200元/臺(tái)。一臺(tái)機(jī)械使用壽命為5年，5年內(nèi)的起壟面積為32 hm2，則攤銷購(gòu)機(jī)成本為225.00元/hm2。人工起壟效率與地形有關(guān)，經(jīng)測(cè)定，一般平整地形為0.07 hm2/d，山地或丘陵地帶為0.05～0.06 hm2/d，此處統(tǒng)一采用平整地形的人工效率進(jìn)行對(duì)比分析（同樣，起壟機(jī)械的作業(yè)效率0.05 hm2/h也為平整地形測(cè)定），具體分析對(duì)比情況見表2。經(jīng)分析測(cè)定，機(jī)械起壟成本是人工起壟成本的59.07%，機(jī)械起壟效率是人工起壟效率的6.4倍，按照人工起壟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收費(fèi)，作業(yè)11.13 hm2即可以收回購(gòu)機(jī)成本。

表2 黔西南州機(jī)械化起壟與人工起壟成本效益對(duì)比分析

通過(guò)效益分析，機(jī)械起壟效率高，成本收回快，真正達(dá)到了減工降本目標(biāo)，可以預(yù)測(cè)機(jī)械化是今后起壟作業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是由于管理制度、運(yùn)行模式等方面的缺陷，機(jī)械起壟作業(yè)合格率不高，這成為影響機(jī)械化起壟推廣的最大障礙。因此，對(duì)影響起壟作業(yè)合格率的因素進(jìn)行分析并予以改進(jìn)優(yōu)化，具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

2 基于六西格瑪法的起壟不合格因素分析模型

2.1 影響作業(yè)合格率的主要因素

在煙草農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中，根據(jù)服務(wù)對(duì)象、服務(wù)流程、服務(wù)模式的差異化分析，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的思想出發(fā)，深入具體作業(yè)環(huán)節(jié)和步驟，對(duì)操作人員、機(jī)械本身及相關(guān)因素等進(jìn)行分析，得出影響作業(yè)合格率的主要因素如下。①人員。首先是機(jī)手的業(yè)務(wù)素質(zhì)、技術(shù)水平及對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度等；其次是檢查驗(yàn)收人員的考核方法和工作態(tài)度等；最后是接受服務(wù)煙農(nóng)對(duì)質(zhì)量的要求等。②機(jī)械。包括配置機(jī)械的工藝水平、創(chuàng)新技術(shù)的集成與應(yīng)用、機(jī)械與作業(yè)環(huán)節(jié)的適配性以及機(jī)械的可操作性、穩(wěn)定性、自動(dòng)化程度等。③作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用與約束。包括作業(yè)環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和科學(xué)性，對(duì)作業(yè)質(zhì)量考核的量化指標(biāo)、操作流程的規(guī)范性等。④配套服務(wù)體系。包括機(jī)械維修質(zhì)量、維修效率、數(shù)據(jù)共享、技術(shù)培訓(xùn)到位率等。⑤過(guò)程能力約束。涉及過(guò)程能力指數(shù)監(jiān)控、監(jiān)督檢查結(jié)果反饋及數(shù)據(jù)測(cè)量與收集。

結(jié)合農(nóng)機(jī)作業(yè)實(shí)際情況，一般獲取數(shù)據(jù)途徑如下：一是實(shí)驗(yàn)測(cè)量。選定某一作業(yè)環(huán)節(jié)，按照單一變量原則進(jìn)行測(cè)量獲取。二是調(diào)研。通過(guò)走訪、采訪、回訪等方式，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研獲取數(shù)據(jù)。三是軟件模擬仿真。采用建模的方式，設(shè)置不同作業(yè)環(huán)節(jié)和條件，實(shí)地模擬具體作業(yè)環(huán)節(jié)并進(jìn)行修正后得到數(shù)據(jù)。根據(jù)分析結(jié)果，繪制魚骨圖（圖1）。

2.2 原因分析

根據(jù)獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)指標(biāo)量化后綜合多個(gè)方面進(jìn)行原因分析。①人員。包括現(xiàn)有人員素質(zhì)是否滿足要求、業(yè)務(wù)能力是否需要提升、是否需要進(jìn)一步強(qiáng)化和樹立質(zhì)量意識(shí)等。②機(jī)械。包括機(jī)械的工藝水平是否滿足作業(yè)要求，技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)品更新?lián)Q代是否及時(shí)，機(jī)械與作業(yè)環(huán)節(jié)的適配性、穩(wěn)定性等。③作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。包括現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)是否滿足要求、是否科學(xué)合理，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力度是否滿足要求等。④配套體系。包括是否因?yàn)榫S修服務(wù)不到位而影響作業(yè)合格率等。⑤過(guò)程約束。包括考核評(píng)價(jià)機(jī)制是否健全、監(jiān)督檢查力度是否到位等。⑥地形差異。在同類型地域內(nèi)，如果都是淺山坡地或丘陵坡地，要分析是否因?yàn)榈匦蔚奈⑿∽兓推鸱绊懽鳂I(yè)合格率，以及土壤濕度、顆粒形狀等對(duì)作業(yè)合格率的影響程度。

2.3 方案改進(jìn)

找出具體原因后，確定過(guò)程的關(guān)鍵輸出變量，采用帕累托圖的原理，根據(jù)80/20原則（即80%的結(jié)果源于20%的原因），識(shí)別關(guān)鍵因素，有針對(duì)性地制定改進(jìn)措施[2-5]。

2.4 過(guò)程控制

根據(jù)影響結(jié)果的關(guān)鍵因素，制定改進(jìn)方案和改進(jìn)措施，并加以執(zhí)行，在執(zhí)行過(guò)程中不斷地迭代改進(jìn)，直到結(jié)果最優(yōu)，即使農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率滿足生產(chǎn)要求[6-9]。

3 黔西南州煙地起壟作業(yè)不合格因素分析及對(duì)策

按照黔西南州種植烤煙面積17 067.52 hm2計(jì)算，全州煙葉均價(jià)為27.905 4元/kg。該地區(qū)農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率一直達(dá)不到最優(yōu)水平，以起壟環(huán)節(jié)為例，農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率在89%左右，受到11%的不合格率影響（在不完全糾正的前提下，各環(huán)節(jié)的不合格率影響具有傳遞和累加效應(yīng)），煙葉質(zhì)量和品質(zhì)將出現(xiàn)不同程度下滑，進(jìn)而影響煙農(nóng)的收益和地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的提升。

3.1 現(xiàn)狀分析

起壟作業(yè)過(guò)程中，主要作業(yè)機(jī)械為起壟施肥一體機(jī)、起壟覆膜機(jī)和田園管理機(jī)帶起壟掛件等機(jī)械，一般由合作社組織專業(yè)隊(duì)伍提供作業(yè)服務(wù)，也有第三方組織機(jī)構(gòu)自行提供機(jī)械和人員直接提供服務(wù)，少部分由煙農(nóng)購(gòu)買機(jī)械獨(dú)立完成。第三方組織機(jī)構(gòu)的農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率相對(duì)較高，合作社次之，煙農(nóng)自行作業(yè)的合格率最差，總體水平都不夠理想，農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率長(zhǎng)期處于89%的瓶頸水平。

3.2 關(guān)鍵影響因素的測(cè)量與統(tǒng)計(jì)

采用實(shí)測(cè)與調(diào)研得到原始數(shù)據(jù)（由于地形地貌變化多樣，建模模擬方法不適用），采用主成分分析法[10-12]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出起壟作業(yè)環(huán)節(jié)不合格率影響因素的分布情況表（表3），并繪制不同影響因素的帕累托原理圖（圖2）。

表3 黔西南州起壟環(huán)節(jié)不合格率影響因素分析%單位：

3.3 主要原因分析

①人員。該地區(qū)農(nóng)機(jī)操作隊(duì)伍建設(shè)力度不夠，機(jī)手的操作水平和業(yè)務(wù)能力相對(duì)不足，對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)不合格率的影響達(dá)5%。②機(jī)械。當(dāng)?shù)嘏渲玫臋C(jī)械大多為2016年以前配置，缺乏新技術(shù)、新機(jī)械，機(jī)械的適配性與新技術(shù)集成較差，對(duì)作業(yè)不合格率影響達(dá)4%。③作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該地區(qū)制定了地方標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的操作流程、作業(yè)環(huán)節(jié)考核指標(biāo)等做了規(guī)定，但總體上執(zhí)行力度不到位，且該標(biāo)準(zhǔn)為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏進(jìn)一步的科學(xué)論證和考察。④配套體系。由于缺乏統(tǒng)一的維修服務(wù)平臺(tái)，資源整合力度差，導(dǎo)致維修服務(wù)水平不高，整體維修成本居高不下，農(nóng)機(jī)完好率較低。⑤其他。諸如考核評(píng)價(jià)體系、地形起伏變化及土壤特性等對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)不合格率均有一定影響，但不是主要因素，其對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)不合格率的影響在0.5%。

3.4 方案改進(jìn)措施與方向

根據(jù)80/20原則[13-14]，影響農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率的主要因素為機(jī)手的技術(shù)水平和機(jī)械的適配性與新技術(shù)集成，即人員與配置機(jī)械為關(guān)鍵因素，其共同影響程度達(dá)80%。為了有效提高農(nóng)機(jī)作業(yè)合格率，將重點(diǎn)從操作人員與配置機(jī)械入手，進(jìn)行方案的改進(jìn)與優(yōu)化。

3.4.1 人員隊(duì)伍。重點(diǎn)提升農(nóng)機(jī)操作隊(duì)伍的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，穩(wěn)定農(nóng)機(jī)隊(duì)伍。一是加大對(duì)機(jī)手的培訓(xùn)力度，全面提升機(jī)手的技術(shù)水平以及對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度。二是以烤煙服務(wù)為主業(yè)和基礎(chǔ)，逐漸向大農(nóng)業(yè)服務(wù)邁進(jìn)，拓展服務(wù)面和服務(wù)量，增加農(nóng)機(jī)隊(duì)伍收益，以利益導(dǎo)向來(lái)提升和穩(wěn)定農(nóng)機(jī)服務(wù)質(zhì)量。三是引進(jìn)第三方優(yōu)質(zhì)企業(yè)，以購(gòu)買服務(wù)的形式來(lái)提高服務(wù)質(zhì)量，從而促進(jìn)合作社專業(yè)化服務(wù)隊(duì)伍技術(shù)進(jìn)步。

3.4.2 機(jī)械配置。首先，不斷引入新機(jī)型和新機(jī)械，強(qiáng)化創(chuàng)新機(jī)械的引領(lǐng)作用。其次，要加大對(duì)成熟、穩(wěn)定機(jī)械的推廣應(yīng)用力度，形成聚合效應(yīng)，示范帶動(dòng)，全面推廣[15-16]。同時(shí)，還要加大與科研單位和第三方優(yōu)質(zhì)企業(yè)的合作研發(fā)力度，有針對(duì)性地研制適合本地區(qū)、本環(huán)節(jié)的創(chuàng)新機(jī)械，為機(jī)械的配置提供新活力，力求讓產(chǎn)品更新?lián)Q代速度滿足產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求。

3.5 改進(jìn)方案的執(zhí)行與控制

通過(guò)示范引進(jìn)貴州新三農(nóng)農(nóng)業(yè)裝備有限公司銷售的起壟機(jī)（悅田YT10-A多功能田園管理機(jī)），聘請(qǐng)廠家技術(shù)員對(duì)機(jī)手進(jìn)行操作培訓(xùn)后，起壟合格率有了較大提升，壟體飽滿、壟形均勻，壟高、壟寬等指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一，總體作業(yè)合格率從89%提升到了95%，基本滿足了當(dāng)前煙葉生產(chǎn)的種植要求。但改進(jìn)方案的執(zhí)行和控制是一個(gè)不斷迭代和優(yōu)化的過(guò)程，需要不斷引入更加適合黔西南州不同植煙環(huán)境的起壟機(jī)械，同時(shí)不斷改進(jìn)技術(shù)措施進(jìn)行試驗(yàn)，不斷優(yōu)化升級(jí)，最終起壟合格率水平趨向100%。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)六西格瑪法的應(yīng)用，分析了黔西南州農(nóng)機(jī)作業(yè)（起壟）合格率不高的問(wèn)題，便于下一步農(nóng)機(jī)管理部門對(duì)癥下藥，采取對(duì)應(yīng)措施，為其他環(huán)節(jié)作業(yè)機(jī)械化水平的提升提供可參考、可借鑒的管理思路，為煙農(nóng)降本增效、產(chǎn)業(yè)助農(nóng)增收提供裝備支撐，也為同類型煙地的機(jī)械化發(fā)展提供了參考和借鑒。后期，將以該方法的引入和應(yīng)用為切入點(diǎn)，嘗試解決煙草農(nóng)機(jī)使用率、完好率不高的問(wèn)題，以尋求黔西南州煙草農(nóng)機(jī)全程機(jī)械化建設(shè)的最優(yōu)方案，為全程機(jī)械化的構(gòu)建和運(yùn)行提供裝備和技術(shù)支撐。