統計過程控制（SPC）在卷煙生產過程中的應用

林明 蘇靜 廣東中煙工業有限責任公司，廣州 518000

統計過程控制（SPC）在卷煙生產過程中的應用

林明 蘇靜 廣東中煙工業有限責任公司，廣州 518000

長期以來，卷煙的生產加工質量在很大程度上局限于滿足工藝技術指標，以抽樣檢驗評價產品質量，而生產過程中同步采集的各種工藝參數和質量檢驗數據并沒有得到充分的利用。如何利用卷煙生產過程中同步采集的各種工藝質量參數，從中了解工藝、設備、質量管理的水平和現狀，從這些數據中發現問題的必然性和偶然性，并以此來改進和提高卷煙產品的優化與設計技術、工藝工序質量的控制技術、質量評價與分析技術，為產品質量的改進和提高提供可靠的依據，以達到更高的質量管理目標。統計過程控制（SPC）在卷煙生產過程中的應用使上述問題得到解決，它可對過程出現的異常及時提出報警，便于生產和管理者及時采取針對性措施，調整過程狀況，使過程在制品質量回復穩定，使質量管理從被動的事后把關轉變為過程中積極的事前預防。

過程質量控制; SPC統計過程控制

1.SPC實施前生產過程質量控制狀況

產品質量是企業的生命。衡量卷煙產品質量管理水平的高低，除了要求配方穩定、原輔材料和產品外在質量經檢驗符合標準外，還要求實施卷煙加工過程控制，保障產品在生產過程中質量穩定符合要求。但長期以來，在卷煙生產過程中同步采集的各種工藝參數和質量檢驗數據并沒有得到充分的利用，卷煙的加工質量在很大程度上局限于滿足工藝技術指標，以抽樣檢驗評價產品質量，這種做法存在兩個弊端：其一是抽樣帶有風險性，經抽樣檢驗判為合格的批次不等于批中每個產品都合格，經抽樣檢驗判為不合格的批不等于批中全部產品都不合格；其二是檢驗發現不合格，損失已經造成。如何利用卷煙生產過程中同步采集的各種工藝質量參數，從中了解工藝管理、設備管理、質量管理的水平和現狀，從這些數據中發現問題的必然性和偶然性，并以此來改進和提高卷煙產品的優化與設計技術、工藝工序質量的控制技術、質量評價與分析技術，為產品質量的改進和提高提供可靠的依據，以達到更高的質量管理目標；保證在制產品的質量受控，出現異常時提出報警，以便及時在人、機、物、法、環方面采取針對性措施，調整過程狀況，保證過程在制品質量回復穩定；實施卷煙加工過程控制，提高產品質量穩定性，使質量管理從被動的事后把關轉變為過程中積極的事前預防，為卷煙加工過程提出新的課題。

2.SPC技術原理和實施該項目的目的和意義

SPC即統計過程控制（Statistical Process Control）是一種借助數理統計方法的過程控制工具，它通過把過程質量特性數據編制成控制圖和直方圖等的形式，對生產過程進行分析評價，根據反饋信息及時發現系統性因素出現的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態，以達到控制質量的目的。當過程僅受隨機因素影響時，過程處于統計控制狀態（簡稱受控狀態）；當過程中存在系統因素的影響時，過程處于統計失控狀態（簡稱失控狀態）。由于過程波動具有統計規律性，當過程受控時，過程特性一般服從穩定的隨機分布；而失控時，過程分布將發生改變。SPC正是利用過程波動的統計規律性對過程進行分析控制的。因而，它強調過程在受控和有能力的狀態下運行，從而使產品和服務穩定地滿足顧客的要求。

SPC在生產過程中的應用主要是指應用統計分析技術對生產過程進行實時監控，科學地區分生產過程中產品質量的隨機波動與異常波動，從而對生產過程的異常趨勢提出預警，以便生產管理人員及時采取措施，消除異常，恢復過程的穩定，從而達到控制和提高質量的目的。建立SPC控制系統，就是在生產體系中建立一個實時的動態的質量監控和反饋系統，能夠使生產過程處于統計過程控制之下，從而保證產品質量并持續滿足客戶的需求。

運用數理統計方法，SPC可對生產線中各儀器儀表所指示的大量工藝參數進行加工整理，對生產過程中的重點工序、關鍵工序和特殊工序進行實時監控，自動判斷連續生產過程中有無變化的征兆、有無急劇的變化、有無超出控制范圍的異常值，從而避免工作人員憑經驗判斷所產生的失誤，改變產品品質控制僅停留于強調結果評價階段的現狀。

3.項目主要內涵和實施過程

本項目以廣州卷煙二廠生產二部作為試點，共同調研和確定生產過程中的關鍵質量控制點，建立在線SPC控制系統。可以通過該系統及時了解和掌握生產過程質量動態，探尋表現質量特征的數據及其規律性，分析卷煙產品生產過程中的質量問題及確切原因，應用數據和圖表評價過程控制的結果，為優化過程工藝參數設計提供依據，使單牌號多點生產的卷煙產品的均質化得到控制和保證，從而確保我公司產品質量的穩定性，最大限度地縮減過程產品缺陷的數量，杜絕不合格品的產生。

項目具體實施過程如下：

3.1 過程關鍵質量特性的確定

根據生產二部的實際情況，共同對制絲和卷包生產線進行調研，從而確定生產過程中的關鍵質量控制點共22個，確定SPC的范圍，制作流程圖，確定關鍵參數。

3.2 在線SPC系統的購置、安裝和調試

確定SPC系統的軟、硬件需求及實施環境要求，購置SPC系統服務器并進行安裝和調試，建立了在線SPC控制系統。SPC系統服務器正式上線啟動運行后，在線SPC控制系統每天定時自動地從生產二部質量管理系統中讀取質量數據，包括22個關鍵指標。根據數據收集的實際情況，在系統中為各指標相應設置了推薦使用的SPC控制圖。

3.3 SPC知識及其系統應用的培訓

項目組人員參加SPC統計知識和SPC系統操作培訓，通過培訓，項目組成員學習和掌握了SPC基本知識及數據采集、圖形分析的方法，能利用在線SPC控制系統對系統收集的數據進行統計過程控制圖表化的分析，為優化過程工藝參數設計提供依據。

3.4 應用系統監控、分析和改善過程質量

質量監控：SPC系統服務器正式上線啟動運行，在線SPC控制系統每天定時自動地從質量管理系統讀取關鍵質量特性數據，數據自動導入系統設置好的控制分析圖表中，如：單品質分析圖（I-MR，XBar-R、XBar-S等管制圖），針對產品的某一管制特性進行分析，同時系統對錄入的數據進行KPI數值統計，項目組成員利用在線SPC控制系統可實時了解關鍵質量特性的控制狀況，實現對過程質量的監控。

分析和改善過程質量（舉例說明）：項目組成員選取較有代表性的指標：雙喜（經典）成品煙絲含水率作為分析改善的對象，把學習到的SPC知識和所掌握的如何進行分析、改善的流程、步驟融會貫通到實踐工作中。其過程與步驟如下：

3.4.1 通過對控制圖的觀察發現成品煙絲含水率在某一時期段出現偏離控制限的異常點。

3.4.2 分析成品煙絲含水率與有可能影響其變異的其它因子的關系，分別建立兩兩相關性圖形，以查找其相關性的程度。

3.4.3 通過對相關因子在圖中點的分布及分析，發現與成品煙絲含水率有強相關性的關鍵因素。

3.4.4 經對關鍵因素進行分析，發現該因素在過程控制上出現問題而導致成品煙絲含水率出現異常，項目組根據追尋出的原因，制定針對性強的相關措施并付諸實施，結果過程控制得到改善，控制圖顯示成品煙絲含水率回復受控狀態。

在廣東中煙工業有限責任公司技術中心領導的大力支持下，在品控室和工廠項目組成員的共同努力下，通過兩年有目的、有計劃、有選擇地開展SPC在生產過程中的應用研究，基本完成了項目的計劃任務。

4.項目實施后所獲得的主要成果

4.1 在線SPC控制體系上線運行后，雙喜（軟經典）卷煙成品批內焦油量波動同比小于2.0mg；煙支重量標準偏差平均值小于21mg，同比降低2mg；雙喜（經典）成品煙絲填充值同比提高0.2cm3/g；整絲率變化率達到93.57～100%。雙喜其它牌號的關鍵質量指標也得到了不同程度的改善。

4.2 在線SPC控制系統的上線運行，使生產管理人員可以及時了解和掌握生產動態，應用數據和圖表評價過程控制的結果，為優化過程工藝參數設計提供依據。

4.3 在線SPC控制系統的研究和開發，為我公司在MES質量管理子系統中建立SPC模塊提供寶貴經驗；為公司日后在生產管理和質量管理方面推行精益－六西格瑪管理模式奠定了基礎；為公司實現一牌號卷煙多點生產的均質化控制和管理提供了保障。

5.結語

隨著廣東中煙繼續做大做強，MES生產執行系統將先后在湛江卷煙廠、梅州卷煙廠、韶關卷煙廠和廣州卷煙廠上線，在線SPC控制體系的應用將會進一步成熟和完善。SPC控制體系在廣東中煙所有卷煙廠的推行，必將有力保證我公司產品質量的穩定性，對大品牌多點均質化生產具有深遠意義。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.038