SPC技術在制絲工藝質量管理上的探索

張常記 代德會 張強 關斌 楊超

摘要：SPC統計過程控制，主要是指應用統計分析技術對生產過程進行實時監控，科學的區分出生產過程中產品質量的隨機波動與異常波動，從而對生產過程的異常進行預警，以便生產管理人員及時的采取措施、消除異常，恢復過程的穩定，從而達到提高和控制質量的目的。為提高制絲質量控制精度，按照《卷煙工藝規范》要求，應用SPC（統計過程控制）技術從整個過程來評價、提高制絲過程的加工能力。通過確定SPC技術應用統計方法，建立了“過程質量監控系統”和工藝參數、技術條件實施標準并輔以相應的技術管理措施，提高了過程能力水平。

關鍵詞：SPC;煙草制絲生產線;質量管理

在動態多變、競爭激烈的市場環境下，產品的質量是現代企業成功的關鍵因素，提高產品質量是企業適應市場競爭的永恒主題，也是企業競爭優勢的重要源泉。目前，我國卷煙企業對此也有強烈的意識。卷煙質量的好壞決定著該企業未來的發展狀況，卷煙質量穩定的核心是對卷煙過程質量進行有力的控制。所以，為了穩定卷煙質量，降低成品卷煙的殘次品率，提高煙絲質量，卷煙生產中的核心環節即制絲生產過程的質量控制必須得到高度的重視。SPC是現代企業質量管理中的一種重要手段。結合Internet數據庫技術可以實現生產過程中各關鍵工序產品質量的在線監控與離線分析，加速企業質量管理信息化進程。

一、卷煙制絲中的質量控制

質量控制作為質量管理的一部分，致力于滿足質量要求。質量控制是對生產過程參數的實測值和預期值進行比較，判斷是否達到預定要求，對質量問題采取措施進行補救并防止質量問題再次發生的過程。質量控制并不是單純的檢驗，它的重點在于對生產過程中的各種工藝參數進行控制。

1、質量檢驗階段。在卷煙企業檢測煙絲的質量主要通過工廠操作工憑借自己長期的經驗手動檢測，而僅憑經驗檢測出的煙絲質量得不到長期保證。在該階段的后期，卷煙企業的管理者們發現僅通過手動檢測煙絲的質量并不準確，需依靠專門的檢測技術對煙絲的質量進行檢測。這樣，在卷煙企業中就成立了專門的質量管理檢測部門，其作用是專門對煙絲的質量以及操作工的技術進行檢測，以此來提高煙絲的質量以及操作工的工作效率。但是在檢測的過程中，一旦發現廢品，就得全部丟棄，缺乏預防性，而且對成品煙絲做100%的檢測，缺乏經濟性。

2、統計質量控制階段。在卷煙企業將數理統計方法即最初的SPC技術運用到煙絲質量控制中，質量檢測人員每天根據數理統計方法將制絲生產過程中通過測量儀器檢測出來的生產數據繪制成控制圖，來檢測煙絲的質量，從而達到預防廢品煙絲的目的。但是由于數理統計方法計算復雜，計算機技術還未普及，而且每天產生的數據量比較大，僅通過人工利用數理統計方法對數據進行計算，效率過低。

3、全面質量管理階段

該階段的主要特點是將計算機技術導入質量管理系統中。在該階段，卷煙企業的管理者對煙絲的質量管理越加重視，他們發現煙絲的質量問題不應局限于制絲生產過程中，而是應該貫穿于煙絲質量的產生、形成和實現的全過程中。同時，由于計算機技術的迅速發展，卷煙企業將新的質量管理系統引入到了制絲生產過程中，使制絲質量管理形成了一個有效的體系。

二、煙草制絲生產線質量管理SPC基本原理

卷煙生產原料是基礎，工藝是關鍵。設備是保證，質量是核心。卷煙過程分為制絲、卷接和包裝三個階段，而制絲又承擔著原料加工任務，制絲生產是提高卷煙質量，增加生產效益的瓶頸環節。因此，有效的控制煙草制絲工藝過程便顯得尤其的重要。統計過程控制（SPC）是應用統計技術對過程中的各個階段進行評估和監控，建立并保持過程處于可接受的并且穩定的水平。我廠制絲的工藝如圖所示。

在設計的過程中，根據現場實際生產情況規劃數據庫的整體結構。本系統是建立基于MES的數據庫存儲模式。MES系統負責檢驗工單、抽樣標準及抽樣規則的下發等功能。數據采集模塊負責對數據的采集以及向數據庫中存儲大量的數據信息。實現在線數據的及時采集與離線數據錄入等功能，為下步的數據分析模塊提供必要的數據基礎。質量管理模塊是生產現場質量管理活動中的一項重要內容，根據實際需求選擇各種質量工具對收集到的數據進行定量與定性的分析，其中使用的方法包括：控制圖、直方圖、帕累托圖、散點圖、分層法、不合格原因調查表、因果圖等。異因查詢及處理模塊主要實現在一定數據基礎上的智能統計分析和結果輸出以及根據質量分析結果進行缺陷分析，找到缺陷發生的各種原因，并給出解決方案。用戶權限設計模塊是根據不同的職責對用戶進行分類，如數據記錄員、質量分析員以及數據庫維護員等。

三、SPC技術在煙草制絲生產線質量管理中的應用

煙草生產過程以及質量管理工作中，不僅需要處理離線數據的方法，而且也需要處理隨時間變化的實時數據的方法，并以此為依據來控制產品或工作的質量。以往的數據或質量特性值處理的方法，例如頻數分布表、直方圖、分布的計量值、分布規律及其網形、過程能力指數等，所表示的都是數據在某一時間段內靜止的狀態。但是在生產或實際工作過程中，靜態的方法并不能隨時間發現問題而進行動態調整。此外，生產或工作現場在質量的特性值中，計量值的分布理論規律往往是正態分布，不可避免的偶因和可以避免的異因往往同時影響著產品的質量。這些原因都可以通過SPC控制圖的應用來加以改進與完善。首先進行數據的采集工作，為了定量表征關鍵過程節點的特性和狀態，必須確定相應的關鍵工藝參數。關鍵工藝參數不僅是指那些對工序影響重大的數據，而且具有了能全面反映關鍵過程節點狀態并且適合于參數采集的工藝參數。關鍵工藝參數是SPC技術處理的主要對象，具體內容包含以下參數：原材料參數，設備參數，工藝條件參數，工藝結果參數。這些工藝參數存儲在數據庫中，用戶根據質量分析的需要確定待分析的數據的相關分析，然后從數據庫中調取所需的信息，進行數據統計分析并進行過程能力計算，合理選取數據確定樣本的容量;數據處理，計算控制圖的相關變量;根據計算數據繪制控制圖，對過程是否處于控制狀態做判別歸納為以下的：控制圖上的點不能超過控制界限;控制圖上的點雖然在控制線內，但其分布是否正常。判別標準通常存儲在質量分析的數據庫中，因此系統可以直接的調用，最終的分析結果通常形成質量報表并以文件的形式輸出。煙草制絲生產線質量分析工具中的控制圖控制，用戶在分析前必須指定分析數據的相關信息，包括產品型號、產線、批次以及工單編號等相關信息。系統根據用戶給定的條件自動的進行分析計算，給出數據點的統計個數、失控點個數、平均值、極差值、組內標準差、整體標準差、組內CPK以及整體PPK等信息。還可以進一步的輸出控制圖并給出相應的分析結果，查找出過程中出現的異常狀況的原因，從而達到指導生產的目的。

SPC技術在煙草制絲生產線質量管理中的應用，通過Internet數據庫實現質量信息的存儲、集成和應用，通過加快實際質量數據在生產現場和管理機構之間的傳輸，保證了煙草制絲生產過程中的質量控制。

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