制絲望目控制型數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

王國(guó)園，高復(fù)高，丁 超，張洪召

（江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司徐州卷煙廠，江蘇徐州 221000）

0 引言

在卷煙加工生產(chǎn)過(guò)程中，制絲工藝是影響和決定卷煙內(nèi)在品質(zhì)最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是各家卷煙廠追求品牌高質(zhì)量發(fā)展路上最為重要的攻關(guān)努力方向[1]。制絲環(huán)節(jié)具有工序最多、工藝流程最長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此提升制絲全流程工藝控制水平需對(duì)各控制參數(shù)更加精細(xì)化和精準(zhǔn)化。制絲生產(chǎn)過(guò)程中，各工序控制參數(shù)類型主要分為望目控制性和極值型，且以望目控制性為主，如出口水分、出口溫度、物料流量、工藝氣溫度、蒸汽注入量等。目前我廠制絲各崗位、各參數(shù)均執(zhí)行穩(wěn)定較好，按照常規(guī)企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)合格率均較高，已不能準(zhǔn)確區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)反應(yīng)出各關(guān)鍵參數(shù)的執(zhí)行情況。為實(shí)現(xiàn)追求指標(biāo)合格向追求指標(biāo)優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)變目標(biāo)，亟需進(jìn)一步深入細(xì)化統(tǒng)計(jì)方式，剖判制絲生產(chǎn)各工序的質(zhì)量狀態(tài)，減少制絲批次間和批次內(nèi)控制差異，為提高產(chǎn)品質(zhì)量同質(zhì)化水平和制絲生產(chǎn)過(guò)程控制能力打下基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)狀描述

異地技改整體搬遷完畢后，經(jīng)過(guò)對(duì)問(wèn)題的持續(xù)跟蹤改善，目前制絲各工序各參數(shù)均執(zhí)行較好，生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定性相較于前期大幅提高，初步具備了由“追求指標(biāo)合格向追求指標(biāo)優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)變”條件。對(duì)照“十四五”高質(zhì)量發(fā)展“推動(dòng)制絲工藝水平和品質(zhì)保障能力成為行業(yè)示范”這一目標(biāo)要求，目前制絲質(zhì)量管控及考核尚未有整體統(tǒng)一尺度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本文將結(jié)合徐州卷煙廠實(shí)際控制情況，以數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析中表征穩(wěn)定性更加精準(zhǔn)的偏離度E 和離散度D 為基礎(chǔ)，采用功效函數(shù)原理構(gòu)建望目控制類型數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模型，深入剖判出制絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)各批次、各參數(shù)執(zhí)行的差異情況，為“十四五”目標(biāo)追求指標(biāo)優(yōu)質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

日常監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析制絲過(guò)程數(shù)據(jù)時(shí)，常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析方法主要有合格率、CPK[2]等。其中，偏離度E 表示指標(biāo)批次數(shù)據(jù)實(shí)際運(yùn)行平均值與標(biāo)準(zhǔn)中心值的偏離程度，為實(shí)際數(shù)據(jù)平均值與目標(biāo)數(shù)據(jù)相差的絕對(duì)值與過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)值的比值；離散度D表示指標(biāo)批次內(nèi)全部數(shù)據(jù)的波動(dòng)程度，為批次內(nèi)全部數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差與過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)值的比值。

其中，X 表示數(shù)據(jù)實(shí)際運(yùn)行平均值，A 表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中心值，σ 為標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)值。

當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí)，根據(jù)GB/T 17989.2—2020《常規(guī)控制圖》，標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)值為設(shè)計(jì)允差的1/3，即σ=允差/3=T/6 進(jìn)行估計(jì)（T 為指標(biāo)公差幅度）。

可以看出，當(dāng)正常生產(chǎn)時(shí)，期望偏離度和離散度均越小越好。偏離度越小，表示批次數(shù)據(jù)實(shí)際運(yùn)行平均值越貼近標(biāo)準(zhǔn)中心值要求；離散度越小，表示批次內(nèi)波動(dòng)程度越小、控制越穩(wěn)定。理想情況下即生產(chǎn)控制嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中心值生產(chǎn)，且過(guò)程無(wú)波動(dòng)。

3 模型得分構(gòu)建評(píng)價(jià)方法

模型得分構(gòu)建評(píng)價(jià)方法以功效函數(shù)為基礎(chǔ)[3]，功效函數(shù)是用來(lái)處理多目標(biāo)決策相關(guān)問(wèn)題的方法，指各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際值與該指標(biāo)允許變動(dòng)范圍的相對(duì)位置。該方法對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別確定滿意值和不允許值——滿意值為上限，不允許值為下限，分別計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象各項(xiàng)指標(biāo)的功效系數(shù)，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的功效評(píng)分值，作為指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。參照各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重比例，通過(guò)計(jì)算得到指標(biāo)的得分，再加總求出各類指標(biāo)的總得分，即綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，是一種常見(jiàn)的定量方法。

如果理想情況下采取100 分為滿分，一般是依據(jù)實(shí)際情況規(guī)定達(dá)到一定效果時(shí)基本得分多少（如60 分），然后其他的40分再根據(jù)本單位的指標(biāo)高低確定。采用的計(jì)算公式為：

其中，di表示指標(biāo)評(píng)價(jià)得分，Xi表示指標(biāo)實(shí)際值，Xs表示指標(biāo)不允許值，Xu表示指標(biāo)滿意值。

4 模型評(píng)價(jià)表征方法

望目控制性數(shù)據(jù)指標(biāo)質(zhì)量評(píng)價(jià)得分受生產(chǎn)過(guò)程指標(biāo)數(shù)據(jù)的E 和D 二者共同影響，故應(yīng)由二者綜合有機(jī)組合構(gòu)成。根據(jù)望目控制性數(shù)據(jù)特點(diǎn)，在構(gòu)建模型與相關(guān)分析中，因變量指標(biāo)“質(zhì)量評(píng)價(jià)得分值”均隨自變量指標(biāo)“偏離度、離散度”的增大（減小）而減?。ㄔ龃螅?，在這種情況下因變量和自變量的相關(guān)系數(shù)為負(fù)值（即負(fù)相關(guān)）。根據(jù)GB/T 17989.2—2020 要求，常規(guī)質(zhì)量管控要求為指標(biāo)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行平均值偏移標(biāo)準(zhǔn)要求中心值應(yīng)在3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)值之內(nèi)，指標(biāo)生產(chǎn)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)計(jì)值之內(nèi)，即對(duì)應(yīng)的指標(biāo)偏離度E/3 小于等于1、離散度D 小于等于1。

（1）根據(jù)控制圖要求及偏離度與離散度相關(guān)性分析，二者綜合評(píng)價(jià)可用圖中“P 至原點(diǎn)O 點(diǎn)”的距離L 表示（圖1）：

圖1 偏離度與離散度組合對(duì)應(yīng)圖

（2）定義評(píng)價(jià)得分為Q。根據(jù)功效系數(shù)原理，則理想狀態(tài)原點(diǎn)O 點(diǎn)為最優(yōu)值，評(píng)價(jià)得分Q最優(yōu)值為100；橙色邊界線為不允許值，評(píng)價(jià)得分Q不允許值為60 分（圖2）。

圖2 評(píng)價(jià)得分與組合對(duì)應(yīng)圖

根據(jù)上述功效系數(shù)法評(píng)價(jià)原理，則望目控制型數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)得分Q 為：

其中，Q 表示望目控制型數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)得分，E 表示指標(biāo)偏離度，D 表示指標(biāo)離散度。

5 望目控制性數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)得分模型結(jié)果驗(yàn)證

數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)得分模型構(gòu)建完成后，開(kāi)發(fā)對(duì)制絲生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)制絲各工序望目控制型數(shù)據(jù)的自動(dòng)評(píng)價(jià)得分。組織選取最新月度163 個(gè)批次加香出口煙絲含水率與加料出口溫度為參數(shù)驗(yàn)證。統(tǒng)計(jì)工藝參數(shù)批次合格率，同時(shí)根據(jù)批次過(guò)程執(zhí)行平均值和標(biāo)偏轉(zhuǎn)換成偏離度和離散度后計(jì)算其批次質(zhì)量評(píng)價(jià)得分Q 值，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3～圖4。

圖3 加香后水分合格率與得分對(duì)比

從圖3 和圖4 可以看出：

（1）批次望目控制型工藝參數(shù)模型評(píng)價(jià)得分總體和參數(shù)合格率趨勢(shì)一致，且更加注重對(duì)工藝參數(shù)的過(guò)程穩(wěn)定性評(píng)判，模型評(píng)價(jià)得分效果較好，可以起到敦促后續(xù)控制盡可能地按照標(biāo)準(zhǔn)中心值執(zhí)行和減少過(guò)程波動(dòng)效果，從而縮小制絲批次間差異，提高同質(zhì)化水平。

（2）從合格率來(lái)看，除極個(gè)別批次之外，各批次控制合格率并無(wú)明顯差異、不能做出區(qū)分，但相同合格率水平其批次質(zhì)量得分Q 差別較大，可以較好地拉開(kāi)差距、做出區(qū)分，從而找出控制差異，方便后續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。

（3）部分批次合格率雖然較低，但仍在統(tǒng)計(jì)指標(biāo)范圍以上。而批次質(zhì)量得分Q 可以更明顯地放大、拉低其得分，從而更易找出控制瓶頸，為后續(xù)針對(duì)性提升質(zhì)量管控水平指明方向。

6 結(jié)論

構(gòu)建望目控制類型數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了深入剖析制絲生產(chǎn)環(huán)節(jié)各批次、各參數(shù)執(zhí)行差異情況的目的。經(jīng)效果驗(yàn)證，該模型可以較好地滿足當(dāng)前企業(yè)追求高質(zhì)量發(fā)展背景下的功能需求，解決常規(guī)企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)合格率已不能準(zhǔn)確區(qū)分出各批次間關(guān)鍵參數(shù)的執(zhí)行差異問(wèn)題，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)“由追求指標(biāo)合格向追求指標(biāo)優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)變”的目標(biāo)，提高制絲批次內(nèi)和批次間同質(zhì)化水平。