流程型化工公司產品質量控制方法探討

陳吟龍

中國石油西安長慶化工集團有限公司慶陽分公司 （甘肅 慶陽 745113）

1 化工企業原料的質量控制

1.1 強化原料采購控制

對于不自己生產原料的企業，原料的質量控制始于采購，控制原料采購可以有效杜絕劣質原料的進入，保證產品的質量，同時為企業創造利潤，增強產品的市場競爭力。

采購前應對不同原料進行價格及性能的調研，對市場進行充分了解，對企業資質進行考察，充分保證原料的質量，將不同原料廠家的產品性能進行分級管理，質量長期保持良好水平的廠家應優先納入采購行列。

1.2 保障原料檢測的有效性

1.2.1 采樣的準確性

原料的檢測始于采樣，它是整個原料質量控制非常重要的環節，如果采樣不符合標準，后續檢測就是浪費人力、物力資源。因此對于原料的采樣必須符合標準GB/T 6680-2003《液體化工產品采樣通則》以及GB/T 6679-2003《固體化工產品采樣通則》，總體思路是所采集樣品盡量代表樣品各層位、各部分屬性，其次考慮采樣量和采樣數，由于該標準產生年代較早，且為指導性標準，企業應該針對不同原料制定相應采樣標準或方法，以滿足自身檢驗需求[1-5]。

1.2.2 檢測儀器的有效性

檢測儀器是檢驗型企業的質量控制靈魂，化工企業原料眾多，屬性涉及酸、堿、毒害、腐蝕、易燃等，檢驗內容涉及外觀、密度、酸堿性、表界面張力、黏度、凝點、閃點等，不同屬性、不同檢測內容需要不同的檢驗儀器，精準的儀器是檢驗準確性的保證。

檢驗儀器及器材必須進行年檢，不合格應淘汰，以保證其檢驗準確性。不同儀器不能混用，防止化學品交叉感染。熟悉儀器的性能，不進行性能之外的操作，比如天平超量稱量、容量瓶進行加熱等。根據需要有些儀器需要使用之前檢驗和校正，必須進行相應規范操作。

1.2.3 檢測標準的先進性

檢驗標準是檢驗依據，標準不具備先進性，其他設備及人員作用不能發揮。一般規模企業都具有各自產品執行標準，各自企業標準常根據國家標準、行業標準、地方標準結合自身情況編制而來。好的標準應為化工產品的現場應用效果而立，而不是為了檢驗。有些原料技術指標在標準規定范圍之內，但是現場應用效果并不理想，還有的原料指標要求根本無法體現原料的主體性能指標，僅在如外觀、密度、pH、含量等常規指標上作出規定，導致一些不良原料廠家以次充好，損壞企業利益。此外企業標準設置過嚴，企業無法實現檢測，標準設置過松則不能控制原料質量。此外，標準應根據國際先進水平，進行相應修訂，使標準保持與時俱進。

1.2.4 檢驗人員的準確性

原料檢測依賴于專業檢驗人員，人員素質直接影響檢驗結果，除了對檢驗員工進行專業技能培訓之外，應定期對檢驗人員進行實際操作和理論的考核。

檢驗人員由于長期從事重復工作，雖然對具體操作過程熟記于心，但是正因為熟練，如果從某一時候養成了不良檢驗習慣，以后就會沿用這種習慣，使檢驗出現人為系統誤差，導致檢驗結果出現有規律偏差。同時，不同的人對相同的檢驗存在誤差，應對從事相同工作的檢驗人員進行比對實驗，找出偏差原因。

1.2.5 建立標準化實驗室

建立標準化實驗室對化工企業很重要，標準化實驗室建設涉及實驗室制度建設、相應的檔案數據管理、實驗場所及儀器的配備，實驗功能區劃分及管理、標準化操作流程、環保等。任何先進生產企業都有自己的標準化實驗室，對保障產品的質量至關重要。

1.3 基于統計信息的原料質量控制

對原料廠家提供的原料質量檢驗數據進行統計歸檔，有的廠家原料質量偶爾出錯，出錯環節指標對產品質量影響較小，或問題環節出在生產之外；有的廠家原料質量問題發生在關鍵指標，對化工產品質量的影響十分明顯，加大現場技術服務難度和生產難度，甚至導致退貨。所以應根據原料出錯情況進行統計分析，分析出錯環節以及危害水平，根據分析結果判斷廠家生產控制能力及資質，為原料采購提供參考。

每種原料各項技術指標（圖1）根據對產品性能影響大小，對其各項指標定級，紅色影響最大為1級，黃色次之為2級，藍色為3級等。根據一年或半年期的原料檢測指標情況統計，對原料廠家進行評級和資質考察，擇優選擇原料廠家，對質量渾水摸魚的廠家進行排除。

不同廠家多批次原料的重要指標脫水率的統計，可知某廠家雖然出現過脫水率最高的情況（96%），但其11批次原料中有2批次脫水率不合格，在90%以下，且其脫水率指標呈下降趨勢，可推測其產品質量控制可能出現系統偏差；Y廠家脫水率指標不是特別顯著，但都在合格水平，且其指標趨勢平緩，說明其產品指標屬于正常波動，由此說明Y廠家質量控制更趨穩定，與其建立長期合作關系有助于原材料的穩定質量供應。以上分析基于較多批次的采購數據分析，對于采購次數較少的廠家則不適宜于統計分析。此外，該過程也可以用控制圖來研判原料供應質量是否穩定，是否有提高或下滑趨勢。

圖1 原材料技術指標統計

2 運用SPC進行產品生產質量控制

2.1 過程控制方法

SPC過程控制主要運用數理統計方法，分析生產過程采集的樣本數據，并對采集數據進行分析，實時發現過程異常，針對異常采取措施防止差錯或事故發生，使生產過程僅受隨機誤差影響，從而達到產品質量受控的目的。

該方法強調生產過程監控、全系統參與，主要運用統計技術對已發生的生產數據進行統計，對未發生的數據進行預測和監控，實時顯示系統運行狀態是否正?？煽俊Ｔ摲椒ǔ诉\用在生產過程的監控，也可以運用在新化工產品開發和設計上，每種新產品必然是配方穩定、質量可控，該過程也可以用SPC控制圖來監測，該圖的設計原理基于數據的正態分布、小概率事件不發生、3σ準則等。

在化工原料生產過程中，產品的黏度、pH值、固含量、密度等指標存在一定程度波動。當生產過程受控時，這些指標的波動主要來源于隨機誤差，指標不會發生大的變化，所以指標一般服從正態分布。由正態分布的規律可知，距中心數據μ距離為3σ的范圍內，數據分布在該范圍的概率為99.73%。如圖2所示，當檢測數據點位于A區時，則判定生產過程出現偏離，應及時對生產工藝或參數進行調整。

圖2 正態分布條件下的指標控制邊界

2.2 X-MR控制圖分析法

SPC控制圖有多種，但在化工企業里，由于生產情況各異，有的是連續型的，有的是間斷型的。在化工生產中，如生產一釜液體產品，如果生產過程不涉及化學反應，只需考慮混合均勻程度，由于原料密度、黏度、物性差異較大，甚至有不易溶的固體，并在生產參數不明的情況下，可以配合實時密度檢測。同時，采用隔段時間人工取樣的方式檢測密度數據，判斷產品的均一性，這樣做既可以檢驗實時測定的數據是否準確，也可以確保密度計的準確性。通過測定的數據與產品技術標準和X-MR圖對比，可判斷產品是否攪拌均勻，是否可以停止攪拌進行產品灌裝，是否在允許的公差范圍，通過這樣的技術手段，可以實現保證產品質量或技術指標穩定且達標的情況下生產時間最短。

表1是某化工公司某液體產品的密度檢測數據，該數據對產品的穩定性能檢測有重要影響，通過數據表可計算出上控制圖中的控制限（UCL）、下控制限（LCL），中心線（CL）。

RS圖的中心線和控制界限：CL=R平均=0.010；UCL=D4×R平均=3.267×0.01=0.033。

通過上述計算，可作出密度控制圖如圖3所示。

表1 某液體產品密度數據統計表

從圖3可以實時看到密度監測數據，也可以幫助化驗員判斷所取的小樣生產數據是否在控制限以內，從而判斷生產動態情況，掌握產品性質變化。有超出控制限的數據則說明攪拌時間或強度不足，產品未充分攪拌均勻，不能進行灌裝。

該控制圖方法依賴于先進的實時監測系統，對產品在生產形成過程中，對半成品數據進行實時監控，幫助生產人員、化驗人員判斷產品形成過程。

3 建立化工產品生產質量預防體系

3.1 預防體系

預防體系是通過一系列措施來防止差錯產生，并且能將發生的差錯危害性降至最低。它不同于檢驗性企業質量控制依賴于原料和產品的檢驗，預防則是一種更高級的質量控制。從某種意義上說，檢驗在浪費著企業的資源，如果能在化工企業建立起一套針對差錯、設備、人等各種不穩性因素的預防措施，防止人為差錯的出現，則可大大提高化工企業產品質量的穩定性，防止意外事故的發生，預防方法主要還是poka-yoke法，也叫防錯法。

圖3 某液體產品密度控制圖

從廣義上講，它是將任何生產過程、原料產品儲存、檢驗等形成一個有約束性的過程，防止員工不正確的行為導致差錯或事故。該方法可以借助一些防錯裝置，在工人發生錯誤時形成錯誤警示和反饋，則錯誤被及時發現，就不會形成產品缺陷或生產事故。

3.2 poka-yoke實現方法

poka-yoke防錯法共有十大實現方法，根除、保險、自動、相符、順序、保護、復制、分級、警告、緩解。表2為該方法運用到某化工企業的原理及實例解釋。

該方法依賴于一些先進設備及控制方法，使技術人員能夠借助該方法發現設備、儀表、生產過程的缺陷或差錯，從而降低人為操作或誤差對儀器、設備的影響。

4 控制質量事故發生

化工企業十分重視安全，所以必須控制質量或是其他事故的發生，通過分析找出系統存在風險，比如找出生產工藝參數的不穩定性變動，發現溫度、壓力、pH值、液位、流量、攪拌轉速和時間等可能引起的偏差，分析這些偏差可能造成的結果，對結果進行危險評估,找到相應防護措施,給出解決措施并實施。

表2 防錯方法舉例

4.1 方法

控制質量事故主要涉及HAZOP法，該方法的精髓是不同學術背景的人利用頭腦風暴法對系統運行過程、生產過程等各個節點和環節進行差錯分析，識別各分析點潛在危險因素，并提出解決措施。一個HAZOP差錯小組，應該由設計人員、生產人員、安全人員、工藝人員、設備維護人員等不同背景卻與生產過程相關的人員共同構成。

4.2 HAZOP分析

HAZOP危險因素分析法具有專業的分析術語，表3是該方法分析術語。

表3 HAZOP分析方法說明

該方法主要步驟為任務確定、分析準備、過程分析、得出報告。重點在于分析準備及過程分析，分析準備要收集大量資料，比如工藝流程圖、操作手冊、工藝參數、設備參數、設備說明、維修情況等。借助頭腦風暴法假設發生差錯，分析其發生原因，針對這些原因提出預防措施，將行之有效的措施納入企業規章制度和相應技術文件。

5 人的因素

把人單獨列出來，是因為人是上述方法的實施載體，是一切核心，沒有人再先進的東西也是空談。在5M1E中，人只是其中的一種考察因素，但卻是其中最重要、最容易出錯、最難控制的因素，其他4M1E則不同程度受制于人，取決于人的認知和執行水平。鑒于人的認知能力、執行力、自控力、意志力等因人而異，而實際生產操作過程中又受體力、精神狀態、外界干擾、環境等因素影響導致操作結果不一樣（表 4）。

表4顯示人在工作中易犯的錯誤，隨著企業的進步，設備準確性越來越高，在復雜的人-機交互系統里，人造成的事故或差錯占的比重越來越大。這對化工企業產品質量的穩定性造成很大的隱患，資料表明，75%～85%的事故或差錯都是由人所引起。因此很有必要對企業員工也就是人的可靠性進行研究，這方面主要涉及的方法為Therp、Hcr、Slim法等，這里不詳述。

表4 人的出錯舉例及成因分析

某化工企業作為油田助劑的生產單位，目前暫時在質量控制先進方法上有所欠缺。先進的過程控制方法依賴于先進的控制工具軟硬件條件，包括硬件上的先進數據采集設備、參數控制設備、先進工藝流程和生產設備、計量設備、灌裝設備，軟件上的各種控制文件，包括操作手冊、操作流程、執行標準、標準化作業等。只有對企業具有強烈責任感才能更好地履行公司的規章制度，再先進的標準、再準確頻繁的檢驗、再性能優異的產品，如果沒有人去遵循沒有人去按規章或設計去執行，一切都是空談，所以作為國有企業的化工行業，在產品質量控制上更應該從人入手。

[1]張斌.實驗室質量管理體系建立與運作指南[M].北京：中國標準出版社，2006.

[2]郎志正.質量管理及其技術和方法[M].北京：中國標準出版社，2003.

[3]鐘倫燕，韓俊，劉紅.統計過程控制技術原理和應用[M].北京：電子工業出版社，2001.

[4]宋明順.對傳統質量控制圖（X-R）的改進[J].中國質量，1996（12）：35-37.

[5]郭虎，陳文華，張為鄂,等.在波動壓力下操作人員人因可靠性分析[J].農業機械學報，2002,33(6)：107-109.