基于正交試驗的絲束耗用分析與論證

朱唯　何蕊

摘? 要：為研究醋纖濾棒絲束單耗與濾棒成型機開松部位輥對速度的關系，本試驗采用正交試驗設計，將采集數據建立L9（34）正交表，分別使用極差法和方差分析法得出最佳參數，結合綜合平衡法得出最優參數組合，為生產過程實現降低絲耗提供科學依據。

關鍵詞：醋纖濾棒;絲束單耗;輥對速度;正交試驗

中圖分類號：TQ340.64 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）06-0051-02

Abstract： In order to study the relationship between the unit consumption of vinegar filter rod tow and the roller pair speed in the loose position of filter rod forming machine， the orthogonal experimental design was used to establish L9（34） orthogonal table based on the collected data， and the best parameters were obtained by range method and variance analysis method respectively. Combined with the comprehensive balance method， the optimal parameter combination is obtained， which provides a scientific basis for reducing silk consumption in the production process.

Keywords： vinegar filter rod; tow unit consumption; roller pair speed; orthogonal test

自2018年國家煙草專賣局提出了走高質量發展道路的要求，行業各生產廠聚焦管理提升和降本增效工作重點，以問題為導向，大力實施精益改善工作。二醋酸纖維絲束作為醋纖濾棒的主要原料，其生產過程中的絲束單耗，即每萬支醋纖濾棒耗用醋纖絲束的重量（kg/萬支），作為企業考核員工技能績效的關鍵指標，同時也是企業管理人員實現提質降耗的關鍵切入點。

但是，有多方面的因素影響絲束單耗，如濾棒規格、原輔料規格、制造水平、機器設備狀況等，本試驗將成型機預拉緊輥對及兩對開松輥對的速度作為研究對象，以生產存放固化后的濾棒重量作為試驗結果，采用正交試驗設計、方差分析等數學統計方法，科學合理地分析潛在的關鍵數據，從而確定最佳參數組合，為實際生產過程降低絲束耗用量提供有力依據。

1 材料與方法

1.1 材料

絲束：醋纖絲束，3.0Y/35000，昆明醋酸纖維有限責任公司;成形紙：4500m，23g/m2，安徽恒豐紙業有限公司;增塑劑：三醋酸甘油酯，玉溪環騰;濾棒搭口膠：熱熔膠，廣東凱林;濾棒中線膠：乳膠，德國漢高。

1.2 設備與工具

KDFM成型機，QTM綜合測試臺。

1.3 試驗方法

（1）由于3個開松輥的速度為3組相互獨立的變量，綜合對濾棒重量有影響，所以采用正交試驗，并將預拉緊輥作為1#輥，兩對開松輥作為2#輥和3#輥。

（2）采集樣品。每次試驗過程中，KDFM成型機生產速度為10000支/分鐘，確保第三開松器絲束展幅不變、吸阻穩定在標準范圍內（每10支均值：325±5mmH2O）、圓周穩定在標準范圍內（每10支均值：24.05±0.03mm）、長度穩定在標準范圍內（100±0.4mm），保證濾棒開松效果符合濾棒工藝質量要求（無開松不足及過度現象），在生產過程穩定后再取樣。每次試驗取樣3次，每次50支，混合作為一個樣品，將試驗樣品置于溫度22±5℃，相對濕度60%±2%的環境中，待固化4小時后進行測定。

（3）樣品的檢測。每個樣品取30支，用QTM綜合測量儀進行測量，并將結果采用重量平均法、方差分析法、極差分析法、F檢驗，結合綜合平衡法進行分析與論證。

（4）正交實驗參數及表的確定。計算三臺KDFM成型機3對輥對速度的平均值分別為516m/min，553m/min，691m/min，將3組輥對速度作為研究對象，確定為3因素，每個因素確定3個水平，依據正交試驗設計原則，采用L9（34）正交表。

2 結果與分析

根據選用的正交表以及試驗參數進行試驗，試驗結果數據為每10支濾棒的重量平均值，通過控制濾棒圓周、長度、吸阻等在標準范圍，消除不必要的誤差影響，如表1所示。

極差R越大，說明該因子對試驗結果的影響力越大，根據正交試驗表可知，1#輥速的影響力最大，3#輥速的影響力較大，2#輥速的影響力不顯著，即A>C>B。根據空列的極差值可知，三個因子之間的交互性不強，不需要做交互性試驗。

根據試驗結果，進行顯著性檢驗，列出方差分析表，結果見表2。

由試驗結果表可知，因素A、B、C的F值FC>FB，因素A高度顯著，因素B不顯著，因素C顯著，各因素對試驗指標的影響的主次順序為：A>C>B，試驗結果和極差分析法所得結果一致。根據指標情況，在滿足吸阻、長度、硬度等情況時，濾棒的重量越低絲耗越低，所以以綜合平衡法為考慮，參數組合為A3B1C3為最優組合，即1#輥速為520m/min，2#輥速為540m/min，3#輥速為700m/min。

根據試驗所得最優輥速，在3臺KDFM機臺分別進行了3次試驗進行驗證，各機臺的濾棒重量平均值為6.19g/10支，6.18g/10支，6.20g/10支，在試驗期間內，絲束單耗由試驗前的5.22到5.19，5.21到5.18，5.23到5.19，絲耗情況得到降低。

3 結論

本次試驗采用正交試驗，將開松過程中的3對輥速作為因素，取相應的數據作為水平值，進行極差分析、方差分析，最終結合綜合平衡分析法得到輥速參數的最優組合。并將試驗結果在機臺上進行驗證，分析論證了降低濾棒重量達到降低絲耗的重要理論結果，有助于企業實現降本增效的管理目標，助推企業高質量發展。

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