運用六西格瑪方法提高梗絲填充值

摘 要：文章運用六西格瑪的方法（DMAIC）對影響梗絲填充值的因素進行了分析、改進，最終對貯梗時間、蒸梗溫度、梗絲寬度、熱風溫度四個關鍵因子進行了優化改進，提高了梗絲的填充值。

關鍵詞：梗絲；填充值；六西格瑪

煙梗是煙葉的重要組成部分，煙葉通過葉梗分離后，可得到占煙葉質量25%左右的煙梗[1]。煙梗通過各工序的加工可制成梗絲，梗絲是卷煙的填充原料之一。它的主要作用是降低卷煙焦油量，提高卷煙的填充性和改善卷煙的燃燒速度，達到降低卷煙原料消耗，提高原料利用率的目的。目前行業內競爭越來越激烈，降低成本成為競爭手段之一，為消費者利益著想，降低焦油大勢所趨。因此，低焦油、低成本是現代企業的生存必要條件。梗絲較高的填充率，有利于卷煙產品的降焦降耗。文章將運用六西格瑪的方法[2]（DMAIC）提高梗絲的填充值，從而提高原料質量和產品質量。

1 定義階段

通過分析項目背景，確定了項目目標，繪制宏觀流程圖，確定項目改進范圍，確定顧客及CTQ。對Y及缺陷定義，通過基線確定目標。將Y定義為梗絲填充值，公式表示為：Y=M/（πr2*h）*100%=M/V*100%，缺陷定義為：填充值低，根據工藝要求水平，我們將膨脹系數小于6.0定義為缺陷。

2 測量階段

首先，對梗絲填充值的測量系統進行分析，從測量系統的重復性、再現性、精確度等方面進行分析，確定測量系統是合格的。其次，對梗絲填充值進行過程能力分析，Cpk值較低，反映出梗絲填充值加工過程能力不足，確定改進的方向。然后，確定項目的流程及各流程的輸入量，從而進行項目流程分析和因果矩陣分析，確定影響過程能力低的主要原因。影響梗絲填充值波動的因素有55項，通過CE矩陣打分大于30分的關鍵因素有7個。即：洗梗溫度、貯梗時間、蒸梗蒸汽溫度、梗絲寬度、排潮閥開度、熱風溫度、風門開度。最后，對能夠即時改善的項目，進行實施，取得顯著效果達到了標準要求，實現最初目標。通過快速改善后，仍有6個因素，即：貯梗時間、蒸梗蒸汽溫度、梗絲寬度、排潮閥開度、熱風溫度、風門開度，與梗絲填充值可能存在較大關聯，下一步進入分析階段。

3 分析階段

對分析確定的5個主要因子：貯梗時間、切絲寬度、蒸梗溫度、熱風溫度，風門開度進行數據的收集。按照各個因子對梗絲填充值的影響程度，并結合各因子的實際情況，確定因子的測試水平及分析方法。

（1）利用回歸分析檢驗貯梗時間不同是否對梗絲填充值影響顯著。先對貯梗時間和梗絲填充值進行回歸分析檢驗。步驟分別為：測量系統分析、繪制散點圖、進行相關分析、繪制擬合線圖、回歸分析、殘差分析。結論：從散點圖大致可以看出貯梗時間和梗絲填充值有正相關關系。貯梗時間和梗絲填充值的Pearson相關系數=0.991>0.8，貯梗時間長短和梗絲填充值有強的正相關關系。R-Sq（調整）為98.6%>80%，擬合線有意義。回歸分析，P=0.000<0.05，方程有意義。殘差服從正態分布、沒有喇叭形等異常形狀、隨機分布，說明貯梗時間是影響梗絲填充值的主要原因。

（2）利用回歸分析檢驗切絲梗寬度是否對梗絲填充值影響顯著。同上述步驟一樣，進行回歸分析檢驗。結論：從散點圖可以看出梗絲填充值和梗絲寬度存在X2的關系。進行相關分析，由于P值=0.236>0.05，且相關系數=0.338<0.8，斷定梗絲寬度和梗絲填充值之間不存在直接的線性關系。R-Sq（調整）為80.6%>80%，擬合線有意義。回歸分析P=0.000<0.05，方程有意義。殘差服從正態分布、沒有喇叭形等異常形狀、隨機分布，說明梗絲寬度是影響梗絲填充值的主要原因。

（3）利用回歸分析檢驗蒸梗溫度的不同是否對梗絲填充值影響顯著。同上述步驟一樣，對梗絲填充值進行回歸分析檢驗。結論：從散點圖上可以看出，蒸梗蒸汽溫度和梗絲填充值具有很強的正相關性。進行相關分析，P=0.000<0.05，備擇假設成立，且相關系數的絕對值=0.945>0.8；蒸梗蒸汽溫度和梗絲填充值有強的正相關關系。R-sq（調整）=99.5%大于80%，擬合方程有意義。回歸分析P=0.000<0.05，殘差服從正態分布、沒有喇叭形等異常形狀、隨機分布，說明蒸梗蒸汽溫度是影響梗絲填充值的主要因素。

（4）利用回歸分析熱風溫度不同是否對梗絲填充值能力影響顯著。同上述步驟一樣，對梗絲填充值進行回歸分析檢驗。結論：從散點圖可以看出熱風溫度和梗絲填充值可能具有二次方的關系，對Y值進行加權平均再次觀察散點圖。繪制箱線圖，從中可以看出，熱風溫度不同時，梗絲填充值有明顯差異。方差齊性檢驗，P<0.05，烘梗溫度對梗絲填充值有影響。殘差服從正態分布、沒有喇叭形等異常形狀、隨機分布，說明熱風溫度是影響梗絲值填充值的主要原因。

（5）利用回歸分析檢驗風速不同是否對梗絲填充值影響顯著。從散點圖上可以看出數據比較分散，不能夠確定風門開度對梗絲填充值有較大影響。進行相關分析，P值>0.05，可以判定梗絲填充值和風選風門開度大小是沒有關系的。說明風速不同不是影響梗絲填充值的主要原因。

4 改進階段

（1）通過DOE試驗確定貯梗時間和蒸梗溫度的最佳參數，貯梗時間和蒸梗溫度對梗絲的填充值影響存在交互作用，且不彎曲。繪制響應優化圖，得出貯梗時間設定為6h，蒸梗溫度設定為74°C。

（2）通過DOE試驗，對刀輥反饋修正系數，來料高位閥值，刀輥最大速度三個參數進行優化，從而固定參數。進行因子設計、實驗分析、因子分析、響應優化，最終得出：修正系數1.04，來料高位閥值430，刀輥最大速度470。

（3）在實際生產中，影響熱風溫度的主要因素有：排潮閥開度、滾筒轉速、熱風順流閥開度與熱風逆流閥開度的開度之差。因此，通過DOE試驗優化固定烘梗的排潮閥開度，滾筒轉速，絕對開度三個參數；進行因子設計、實驗分析、因子分析、響應優化，最終得出：排潮閥開度40，滾筒轉速20，絕對開度3。

5 控制階段

首先確定了控制對象，并制定了控制計劃。然后通過控制圖、可視化管理等過程控制措施進行監控。對優化前后的梗絲填充值進行對比，通過上述參數的改進，提高了梗絲填充值。

參考文獻

[1]李曉，紀曉楠，姚二民，等.煙用梗絲加工工藝研究進展[J].貴州農業科學，2013，41（8）：182-186.

[2]鄭少華，姜奉華.試驗設計與數據處理[M].北京：中國農業大學出版社，2002.