基于SPC信息技術(shù)的制絲批次質(zhì)量評價(jià)管理模式的探索

陶婧 魏保華 李帆 溫運(yùn)嶺 朱東風(fēng)

【摘 要】針對質(zhì)量指標(biāo)“片面”以及管控模式相對“粗糙”的現(xiàn)狀，駐馬店卷煙廠制絲部借助SPC信息化平臺，以工序（工段）批次綜合得分為核心，逐步構(gòu)建了涵蓋工藝參數(shù)-工序-批次的多層級評價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問題閉環(huán)處理，并建立監(jiān)督考核機(jī)制。推動(dòng)部門批次內(nèi)、間質(zhì)量管控工作向深度擴(kuò)展、向精細(xì)化延伸。

【關(guān)鍵詞】SPC信息技術(shù);制絲批次;質(zhì)量評價(jià);管理模式

一、前言

統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）技術(shù)引入中國并在煙草行業(yè)推廣應(yīng)用由來已久。與以往的質(zhì)量控制手段相比，SPC的顯著特點(diǎn)是將事后檢驗(yàn)變?yōu)槭虑皺z測和預(yù)防，通過控制圖對生產(chǎn)過程進(jìn)行分析評價(jià)，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并消除其影響，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達(dá)到提高和控制質(zhì)量的目的。

盡管SPC技術(shù)在指導(dǎo)煙草制絲工序穩(wěn)定控制和工藝優(yōu)化研究中發(fā)揮了重要作用，但仍存在一定的局限性。一方面，SPC通常對穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)采用Cpk、標(biāo)準(zhǔn)偏差、西格瑪水平等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)，但這些指標(biāo)在一些特殊的情況下不能很真實(shí)的反映質(zhì)量好壞。另一方面，SPC僅關(guān)注了制絲生產(chǎn)中的穩(wěn)態(tài)過程，而對料頭、料尾和斷料等非穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行了剔除，可能會(huì)掩蓋諸多質(zhì)量問題，不能全面得評價(jià)制絲生產(chǎn)過程，使得質(zhì)量管理存在缺失。鑒于此，駐馬店卷煙廠制絲部針對質(zhì)量指標(biāo)“片面”以及管控模式相對“粗糙”的情況，明確提出在批次評價(jià)模型中必須要納入對非穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的評價(jià)，探索創(chuàng)新基于SPC系統(tǒng)的制絲批次質(zhì)量評價(jià)的管理模式，以促進(jìn)制絲過程質(zhì)量管控水平持續(xù)提升。

二、研究內(nèi)容

利用信息化手段，將SPC統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù)充分運(yùn)用到企業(yè)的質(zhì)量管理業(yè)務(wù)活動(dòng)中。構(gòu)建涵蓋工藝參數(shù)-工序-批次的多層級SPC質(zhì)量控制與分析信息化平臺，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對工序過程進(jìn)行監(jiān)控，分析工序過程質(zhì)量狀態(tài)、追溯產(chǎn)品質(zhì)量問題。

1.細(xì)化管控參數(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵控制

批次加工的質(zhì)量穩(wěn)定性依賴于批次生產(chǎn)中各工序?qū)υ谥破芳庸べ|(zhì)量的穩(wěn)定性，而工序的加工質(zhì)量穩(wěn)定性則進(jìn)一步取決于該工序中各關(guān)鍵工藝參數(shù)執(zhí)行質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，識別制絲過程的關(guān)鍵工序及其下的重點(diǎn)指標(biāo)和參數(shù)（表1），并實(shí)現(xiàn)指標(biāo)和參數(shù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，為批次評價(jià)的探索和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

2.引入非穩(wěn)態(tài)時(shí)間，建立批次質(zhì)量評價(jià)模型

駐馬店卷煙廠制絲部在常用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)如CPK，標(biāo)準(zhǔn)偏差，合格率等基礎(chǔ)上，構(gòu)建了能夠反映工藝參數(shù)加工全過程質(zhì)量狀態(tài)的參數(shù)總得分公式：

Q = 0.2 * Q非穩(wěn)態(tài)? + 0.8 * Q穩(wěn)態(tài)

在此基礎(chǔ)上采用算術(shù)加權(quán)的方式進(jìn)一步建立工序、工段、批次質(zhì)量評價(jià)模型。

作為組成工序的下轄關(guān)鍵工藝參數(shù)，工序得分可表示為：

Q工序 =? Q參數(shù)1 * 權(quán)重參數(shù)1? +? Q參數(shù)2 * 權(quán)重參數(shù)2 + ….

進(jìn)而工段得分可以表示為：

Q工段 =? Q工序1 * 權(quán)重工序1? +? Q工序2 * 權(quán)重工序2 + ….

將參數(shù)、工序、工段根據(jù)評價(jià)模型逐層匯總到批次：

Q批次 =? Q工段1 * 權(quán)重工段1? +? Q工段2 * 權(quán)重工段2 + ….

各工序、工段權(quán)重借鑒《中華人民共和國煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-卷煙制造過程能力測評導(dǎo)則》（YCT-295）中設(shè)置的權(quán)重。依據(jù)六西格瑪理論，運(yùn)用3σ原則，通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算，批次質(zhì)量得分基礎(chǔ)分為85分，并將該基礎(chǔ)分值內(nèi)置到信息化平臺中。

通過建立以參數(shù)穩(wěn)態(tài)階段和非穩(wěn)態(tài)階段為單元的評價(jià)得分體系，再按照權(quán)重計(jì)算出工序、工段及批次的綜合得分，達(dá)到完善當(dāng)前質(zhì)量評估方式缺陷的目的，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到面，從參數(shù)到批次到部門的全過程、全方位的工藝質(zhì)量評價(jià)分析。

3.建立生產(chǎn)過程異常信息處理、分析體系

首先，SPC系統(tǒng)在制絲各工序生產(chǎn)過程中對關(guān)鍵檢測點(diǎn)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、分析、統(tǒng)計(jì)的同時(shí)，如出現(xiàn)質(zhì)量異?；蚓哂匈|(zhì)量異常的趨勢，系統(tǒng)會(huì)迅速做出反應(yīng)并實(shí)時(shí)展現(xiàn)到畫面的“直方彩虹圖”中，直觀展現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)趨勢，且出現(xiàn)連續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)超過工藝標(biāo)準(zhǔn)限時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)預(yù)報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)調(diào)整，達(dá)到預(yù)防性質(zhì)量控制的目的。

此外，通過逐級構(gòu)建的從工藝參數(shù)、工序到生產(chǎn)批次的質(zhì)量穩(wěn)定性評價(jià)模型，便于工藝管理人員以批次質(zhì)量得分為依據(jù)，對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)有效的追溯。當(dāng)批次評價(jià)得分出現(xiàn)異常時(shí)，能夠從這些異常信息中最大限度地還原批次制造過程的歷史信息，快速定位問題參數(shù)，確定問題根源。如圖所示（圖1），通過批次質(zhì)量得分情況對比，找到得分異常的批次，向下追溯到該批次各關(guān)鍵工序得分，分析確定其中質(zhì)量穩(wěn)定性較差的工序后，進(jìn)一步追溯到該工序各關(guān)鍵參數(shù)得分情況，進(jìn)而確定問題癥結(jié)所在。該評價(jià)模型使得制絲生產(chǎn)過程中的問題追溯變得極具針對性，幫助工藝管理人員快速、準(zhǔn)確地找到生產(chǎn)過程中影響加工質(zhì)量的短板，并制定對策。

4.建立制絲批次質(zhì)量評價(jià)閉環(huán)管控模型

在構(gòu)建制絲批次評價(jià)模型的基礎(chǔ)上， 部門充分運(yùn)用“預(yù)防管理”及“PDCA閉環(huán)管理”的先進(jìn)質(zhì)量管理方法及理念，依托SPC平臺通過對過程關(guān)鍵參數(shù)、指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、評價(jià)、考核、改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)問題的閉環(huán)處理，不斷引導(dǎo)過程及系統(tǒng)的質(zhì)量改進(jìn)，全面提升產(chǎn)品質(zhì)量管控水平。

5.建立制絲批次質(zhì)量評價(jià)管控體系考核督導(dǎo)機(jī)制

參照YCT295-2009卷煙制造過程能力標(biāo)準(zhǔn)要求，駐馬店卷煙廠結(jié)合自身實(shí)際管理情況對現(xiàn)行質(zhì)量考核體系進(jìn)行創(chuàng)新，制定了基于批次質(zhì)量評價(jià)模型的工藝質(zhì)量考評標(biāo)準(zhǔn)。改進(jìn)了參數(shù)監(jiān)控管理方法，將參數(shù)非穩(wěn)態(tài)時(shí)段納入監(jiān)測和考核范圍，實(shí)現(xiàn)了制絲生產(chǎn)過程參數(shù)的全方位監(jiān)控與考核。在批次質(zhì)量評價(jià)體系的支撐下，制絲部的工藝質(zhì)量考評實(shí)現(xiàn)了批次考評與綜合考評相結(jié)合，使車間質(zhì)量考核更為客觀，更加精細(xì)。

三、項(xiàng)目實(shí)施效果

1.制絲批次質(zhì)量管控水平顯著提升

基于SPC系統(tǒng)建立了有效的參數(shù)、工序批次的實(shí)時(shí)監(jiān)控方案和預(yù)報(bào)警處理流程，及時(shí)糾正和預(yù)防過程異常和質(zhì)量隱患，質(zhì)量保障能力顯著提升。2019年7月至10月開始進(jìn)行批次評價(jià)推廣應(yīng)用后的批次得分及改進(jìn)前后合格率、優(yōu)質(zhì)率做如下比對（圖3、圖4）：

2.設(shè)備柔性保障能力顯著提升

通過快速定位問題批次、問題工序、問題參數(shù)，及時(shí)跟蹤、維護(hù)影響制絲生產(chǎn)質(zhì)量的設(shè)備。制絲部設(shè)備停機(jī)率、斷料次數(shù)總體上呈現(xiàn)出逐月下降趨勢。其中，設(shè)備停機(jī)率由4月份的0.09%降低到10月份的0.03%;設(shè)備斷料次數(shù)由4月份的9次降低到10月份的4次;設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間由4月份的0.50h降低到10月份的0.17h;設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量得到顯著改善，設(shè)備保障能力及精益管控水平得到持續(xù)提升。

3.工藝降耗水平顯著提升

通過項(xiàng)目研究，達(dá)到了以生產(chǎn)批次為主線，對每個(gè)牌號的每一批次進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)，跟蹤和評價(jià)關(guān)鍵工序、關(guān)鍵質(zhì)量指數(shù)整體情況，有效提升了操作人員對非穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的處理能力，實(shí)現(xiàn)了批次工藝降耗，取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

四、結(jié)論

駐馬店卷煙廠制絲部圍繞工序（工段）批次綜合得分為核心，以大數(shù)據(jù)分析、SPC技術(shù)應(yīng)用為重要抓手，逐步建立了基于SPC系統(tǒng)的制絲批次質(zhì)量評價(jià)管理模式。該評價(jià)管理模式實(shí)施期間，通過“異常判定-問題推送-問題處理”的閉環(huán)處理流程，從技術(shù)上杜絕類似問題的重復(fù)發(fā)生，評價(jià)、考核模塊效果初顯，全員質(zhì)量管理意識不斷提高，同時(shí)，關(guān)鍵參數(shù)整體質(zhì)量水平明顯提升，過程能力指數(shù)得到顯著改善。其顯著效果以及推廣前景得到了工藝質(zhì)量部相關(guān)職能部門的充分肯定和廣泛認(rèn)可。