基于西格瑪水平的產品質量改進研究

劉太強

摘要：G牌香煙混合絲水分西格瑪水平較低，影響卷煙感官和舒適度。通過流程分析找準取樣點，進行水分跟蹤分析，結合流程圖、關聯圖分析，開展過程FMEA分析，將潛在失效起因RPN值進行Pareto圖分析，確定5個關鍵潛在失效起因。通過回歸分析、DOE試驗等方法，消除關鍵潛在失效起因，提高G牌香煙混合絲水分西格瑪水平。

Abstract： The mixed silk moisture of G brand cigarette has a low level of sigma， which affects the sensory and comfort of cigarettes. Through process analysis， the sampling points were identified， the water tracking analysis was carried out， and the flow chart and correlation diagram analysis were combined to carry out the process FMEA analysis. The potential failure cause RPN values were analyzed by Pareto diagram to determine the five key potential failure causes. Through regression analysis， DOE test and other methods， the key potential failure causes were eliminated and the moisture sigma level of G brand cigarettes was improved.

關鍵詞：六西格瑪;混合絲水分;模型優化;DOE試驗

Key words： Six Sigma;mixed silk moisture;model optimization;DOE test

中圖分類號：F273.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）23-0006-03

0 ?引言

根據中國煙草關于提高煙草加工水平的總體要求，努力打造一個獨具特色的品牌成為了各煙草公司的共同目標[1]。G牌香煙深得消費者喜愛，但G牌香煙商業批發卻較同期減少了0.8%。通過消費者反饋的信息發現有80%以上的消費者希望能解決喉部干燥感、提升余味舒適度。關于卷煙煙氣水分對感官舒適度的影響的相關報告中指出，卷煙感官的舒適度與卷煙煙絲水分有較大關系[2]。

1 ?現狀分析

1.1 流程分析

目前G牌香煙煙絲分A、B模塊生產，A模塊采用葉絲干燥（滾筒）工藝加工方式，烘絲后進入葉絲柜貯存，B模塊采用葉絲干燥（氣流）工藝加工方式，烘絲就地風選后進入葉絲柜貯存，A、B模塊裝入兩個不同的葉絲柜。煙絲摻兌時，兩個葉絲柜同時出柜進行摻兌，各配方組分按標準要求進行配比加香。

1.2 水分跟蹤分析

1.2.1 A模塊葉絲入柜前水分跟蹤分析

對A模塊在烘絲出口、貯葉絲入柜前分別增加抽樣點，進行跟蹤分析。發現烘絲后水分至入柜前水分有所散失，入柜前烘絲水分明顯低于烘絲出口水分，即水分烘后<水分入柜前。根據KLD烘絲機性能報告可知，KLD烘絲出料溫度可以維持在55-75℃，目前出料溫度平均值70.31℃，出料溫度過高對水分散失是有影響的。

1.2.2 B模塊入葉絲柜前水分跟蹤分析

對G牌香煙B模塊水分，在九千烘絲出口、就地風選前、入柜前增加抽樣點，統計數據并分析，發現G牌香煙B模塊烘絲后水分至風選前水分散失0.07%，烘后煙絲經過風選后水分散失0.844%，入柜前烘絲水分明顯低于烘絲出口水分，即水分烘后<水分風選前<水分風選后。

1.2.3 出柜至加香前水分跟蹤分析

G牌香煙A、B模塊在葉柜進行水分平衡后出柜混合按照比例摻配梗絲，在葉絲混合、梗絲摻配、加香入口、加香出口增加抽樣點，進行數據分析，發現葉絲混合略高于加香前水分，但是加香不加水，加香前后水分變化不明顯，而梗絲的水分波動較大，可以推斷梗絲混合是水分變化的主要因素。

1.3 過程控制現狀

加香后混合絲水分是直接影響煙絲的感官質量和物理特性的關鍵質量控制參數[3]。G牌香煙混合絲水分合格率平均值為98.04%，西格瑪水平3.5，相比同類T牌香煙混合絲水分西格瑪水平4.3，G牌香煙混合絲水分西格瑪水平偏低。

2 ?改進措施

根據現狀分析結果，運用關聯圖分析找出影響G牌香煙混合絲水分合格率末端因素，進行過程FMEA分析，將潛在的失效起因RPN分值進行Pareto圖（見圖1）分析[4]，通過雙樣本t檢驗、正態性驗證、單因子方差分析、雙因子方差分析和均值驗證等方法進行顯著性檢驗，確定5個潛在失效起均為關鍵的輸入因子。

針對關鍵潛在失效起因的特點，制定3個改善方案。

注：就地風選風門開度和拋物帶頻率合并處理;KLD筒壁溫度和KLD熱風溫度合并處理.

2.1 梗絲壓柜時間不合理的改進

通過散點圖分析，發現水分差值與壓柜時間有相關性，但存在彎曲現象，進一步采用二次回歸模型、三次回歸模型進行擬合分析，確定最終模型。根據模型找到當差值0.5對應的壓柜時間預測區間為（2.3896，3.4889），結合生產實際確定梗絲壓柜時間為：2.5小時≤甲類梗儲存時間≤108小時。

2.2 就地風選參數優化

就地風選風門開度與拋物帶頻率是相輔相成的，當風選風門開度改變時，拋物帶頻率也相應改變，以適應風門開度的變化，提高風選雜質剔除率。通過DOE試驗設計尋求雜質剔除率以及水分散失值得最優組合。采用中心復合表面設計（CCF），進行因子分析，并繪制等值線和曲面圖，發現在試驗范圍內確實存在結果得分的最大值，通過響應優化器獲得最優解為風門開度14%，拋物帶頻率38GZ（見圖2）。

2.3 KLD滾筒參數優化

通過DOE實驗設計尋找KLD滾筒參數中筒壁溫度（一區）、筒壁溫度（二區）、熱風溫度的最佳組合。根據全因子試驗分析得到的數據，對出料溫度進行分析。采用CCF響應曲面中的中心復合表面設計得到有效模型，并繪制等值線和曲面圖，通過響應優化器確定最優解為：筒壁溫度（一區）135℃，筒壁溫度（二區）120℃，熱風溫度110℃。

3 ?改進效果

3.1 改進效果驗證

3.1.1 G牌香煙混合絲水分驗證

改進后，抽取了30批次煙統計了G牌香煙混合絲水分數據，進行整理分析，通過Xbar控制圖、R控制圖、散點圖、能力直方圖和正態概率圖等分析（見圖3），判斷出過程能力充足，改進后G牌香煙混合絲水分控制穩定。

3.1.2 G牌香煙混合絲水分合格率驗證

對20批次G牌香煙混合絲水分合格率進行數據收集、分析，改進后G牌香煙混合絲水分合格率由98.04%提高99.81%，西格瑪水平由3.5提高到4.32。

3.1.3 其他相關指標驗證

就地風選相關參數改變后，對改進前后整絲率和碎絲率做雙樣本T檢驗，發現改進前后整絲率、碎絲率無明顯差異。

KLD滾筒參數優化后，對烘絲機出口水分偏差進行數據跟蹤統計，通過雙樣本T檢驗結果發現，改進前后烘絲機出口水分偏差無明顯差異。

3.2 改進前后FMEA分析對比

改進措施實施后，再對影響G牌香煙混合絲西格瑪水平的潛在原因做FMEA分析，與改進前FMEA分析對比，改進后風險序數顯著降低。

3.3 感官質量評價

邀請專業評吸人員對試驗的樣品進行比較評吸，廠部評吸結果、公司一級評審結果均為：評析樣品優于正品。

4 ?結語

通過流程分析、水分跟蹤、原因探索、改進實施、效果驗證等步驟，對G牌香煙混合絲水分西格瑪水平展開深入研究。通過改進梗絲壓柜時間、優化就地風選參數、優化KLD滾筒參數等措施，提高了G牌香煙混合絲水分合格率和西格瑪水平。進一步完善相關制度及管理規定，對控制點建立控制計劃，從全方位保障G牌香煙加工質量的提高。

參考文獻：

[1]王艷，李玉輝，杜文杰.提高梗線在線水分檢測系統穩定性[J].科技創新導報，2015，4：103.

[2]楊凱，張朝平，余苓，等.卷煙煙氣水分對感官舒適度的影響[J].煙草科技，2009，7（24）：9-11.

[3]鄭壽良，李丹，朱巍，等.不同水分卷煙感官質量評吸及化學指標測試試驗報告[J].湖北煙草，1997（3）：20-21.

[4]何楨.六西格瑪管理[M].三版.北京：中國人民大學出版社，2014.