基于6sigma策略下卷煙廠潤葉段設備斷流故障分析

藍浩宇

（廣東中煙工業責任有限公司廣州卷煙廠，廣東 廣州 510000）

1 潤葉工藝流程及切片設備工作原理

1.1 工藝流程

潤葉工藝流程分為潤葉段、切烘段、加香段3 個流程。其中潤葉段工序以煙包為原材料，經過自動解包機、切片機、回潮機、激光除雜機以及其他設備將煙葉進行加工，提高煙葉的加工性能，為切烘段提供品質良好的原料。

1.2 工作原理

皮帶機將經解包后的煙塊輸送到切片機前，進料光電開關檢測煙塊到位后[1-2]，切片機根據煙塊的長度與預先設定的切割次數，利用刀片將煙塊切割成厚度相近的若干塊煙葉，并由出料皮帶輸送到下工序。

2 基于6Sigma 策略下的應用分析

2.1 現狀調查

小組成員統計2018 年11 月—2019 年1 月為期3 個月某條線潤葉段不同在制牌號煙葉斷流情況，統計結果見表1。

表1 潤葉段不同在制牌號煙葉斷流情況統計

經調查統計分析，潤葉段因故障導致的斷流次數為91 次。斷流主要發生在切片機這個設備，切片機的故障次數占潤葉段故障次數比例高達57.14%，遠遠大于自動解包機、回潮機、激光除雜機和其他設備故障次數所占比例。因此小組得出以下結論：潤葉段設備斷流次數多的癥結為切片機故障次數多。因此下一步小組需要對切片機的斷流次數進行分析改善。

2.2 原因分析

小組成員針對潤葉段切片機故障停機次數多的問題運用人機料法環分別進行研究討論，找出多種原因，其中環境對切片機故障次數無影響，因此不作分析。經歸納形成如圖1 所示的樹狀圖。按照上述原因分析樹狀圖，經過小組的詳細調查，確認切片機斷流次數躲過的要因如下。

圖1 原因分析樹狀圖

2.2.1 來料與側板距離過小

經測量，推板張開時與YX102C 側板距離約為10 cm，為保證側板運行過程不與來料產生摩擦，來料與側板距離應大于15 cm，否則切片機容易出現卡煙故障，造成斷流。小組安排成員在YX102C 入切片機作業口位置測量50 塊煙包與側板的距離，統計數據見表2。

表2 切片機作業口位置測量煙包與側板距離統計

小組的統計50 組數據中，23 組達標，達標率46%。對癥狀進行分析，其原因為來料側邊與側板距離不滿足標準時，容易導致煙包撞擊推板，或者煙包與推板互相干涉，造成入口卡煙，進而引起切片機故障斷流。

2.2.2 出料落差高度過大

切后的煙塊從煙葉提升器上經導流板卸到下方的皮帶輸送機，經出料口的光電開關檢測煙葉被輸送走后，煙葉提升器下降并進行下一次切割煙塊的動作。出料口的光電開關安裝高度約為20 cm，小組成員發現長度超過20 cm 的碎煙易掛在光電開關檢測點，形成“偷停”斷流的情況。以2019 年5 月份的40 組牌一為例，小組成員在切片機出口收集長度超過20 cm 的碎煙并進行統計，見表3。

按照表3 的數據進行統計分析，小組成員發現長度超過20 cm 的碎煙大于標準的2 塊/批次，可以判斷出料口落差過大，煙葉撞擊導料板形成長度20 cm 的碎煙較多。另外，小組成員試驗不同長度的（11 cm 到25 cm）切后碎煙在下落過程中遮擋光電開關的情況，每個長度做15 次測試，結果如圖2 所示。

由圖2 可知，當碎煙長度＜20 cm 時，碎煙的長度越長，光電開關被遮擋的次數越多。由于光電開關安裝高度為20 cm，當碎煙長度≥20 cm 時，光電開關每次都會被遮擋，設備斷流的次數就會增多。

分階段來看，2005—2011年，＜，盡管海南省旅游經濟發展滯后于生態環境的保護和建設力度，但是增長速度較快，且蘊含著極大的發展潛力；2012—2015年，＞，海南省生態環境的保護和建設滯后于旅游經濟的發展，表明自2010年國際旅游島建設上升為國家戰略以后，旅游經濟繼續保持穩定大幅度增長，但是隨著旅游業規模的不斷擴大和發展，生態環境質量也在不斷下滑，不過從2015年開始出現的小幅上升表明了海南省對于生態環境保護意識的覺醒。

圖2 不同長度的碎煙遮擋光電開關次數折線圖

2.3 制定對策

按照要因影響程度及要因之間的關聯性，小組對2 個要因進行分析后進行排序并制定對策及具體措施，見表4。

表4 對策表

2.4 對策的實施

2.4.1 設計糾偏裝置

切片機的來料與側板距離過短，會使煙包撞擊推板互相干涉，容易引起卡煙故障，因此糾偏裝置設計的目標是找出切片機卡煙概率最低的生產條件，根據該目標進行正交試驗設計。經過小組成員統計分析，來料煙包寬度一般在65 cm 至68 cm 之間，因此糾偏裝置安裝后通道寬度必須大于68 cm。經測量，原輸送帶寬度106 cm，通過對煙包側面擠壓測試，當側面1/2 面積受擠壓時，其余部分仍有約1 cm 的伸出量，因此糾偏裝置寬度為最大值為（106-（68+2））÷2=18.0 cm。另外，在極限狀態下，當煙包末端接觸到糾偏裝置時，糾偏裝置對煙包擠壓一個F1的力，F1的F2分力會將煙包往右側糾偏裝置頂。因此長度方向必須保證在這個極限狀態下煙包頭部不超過推板寬度，同時大于煙包長度方向對角線位置。最后，小組運用統計學知識分析并設計了最優糾偏裝置，安裝效果如圖3 所示。

圖3 糾偏裝置安裝效果圖

小組安排成員在YX102C 入切片機作業口位置再次隨機測量4 塊煙包與側板距離，根據設定標準來料側邊與側板距離＞15 cm，統計數據。共計50 組數據，50 組達標，達標率100%。來料側邊與側板距離均＞15 cm，生產中切片機不再出現入口卡煙故障，所以新增入口糾偏裝置有效。

2.4.2 改造導料板出料結構

切片機出料落差高度過大，產生長度超過20 cm 的碎煙，易掛在光電開關檢測點，導致切片機不動作，形成“偷停”斷流的情況。因此導料板出料結構設計目標是找出長度超過20 cm 的碎煙塊數最少的生產條件，根據該目標進行正交試驗設計。由于出料結構的上端固定在出料輸送帶下端，小組成員可以手動調整出料結構與切割臺之間的角度。出料結構設定的可調角度為30°至60°，經小組討論決定位級為45°。另外，考慮煙滑落過程較慢，容易產生側向旋轉，煙塊砸向出口側板，造成煙塊嚴重斷裂，并對設備造成較大沖擊，小組將弧形板設計成雙滑軌的形式[3-4]。

兩導軌組合寬度小于60 cm（一般煙包寬度65 cm 至68 cm）能滿足糾偏需求。通過靜應力分析，中間距離越小時，導料板所受靜應力越小（軟件分析結果為中間距離22 cm 以內能滿足屈服力要求），但要起到雙導軌糾偏作用，中間距離至少保證15 cm 以上。經小組討論，決定位級為16 cm、18 cm、20 cm。導料板出料結構經改造后，以2019 年8 月份的40 組牌一為例，小組成員在切片機出口收集長度超過20 cm 的碎煙并進行統計，見表5。

表5 改造后長度超過20 cm 的碎煙數量統計

根據上表顯示，切片機出口長度超過20 cm 的碎煙均小于標準的2 塊/批次，均低于標準值，導料板的改造完成效果顯著，出口處超過20 cm 的碎煙大大減少，有效減少了卸下過程的煙葉損耗，同時也能讓切后煙塊排列緊密，為下工序提供穩定的來料。遮擋光電開關的情況大大減少，目標達成。

2.5 效果檢查

小組活動完成后，2019 年9 月至11 月對切片機故障次數情況見表6。

表6 某條線切片機故障次數統計

根據表6 可得，切片機切片機最高故障次數由19 次/月下降至6 次/月，癥結得到有效解決。

2.6 切片機鞏固措施

由車間更新切片機設備操作規程，并形成新的設備自主維護記錄表。切片機開機前要求所有檢修人員、操作工都要集中操作控制柜處才能試機。處理擋板卡煙等故障時，禁止直接用手推動煙片，應借助工具撬動。機體表面（含導流板）、觀察窗明亮，不留殘留物。

為方便操作工學習并熟悉切片機，小組成員將切片機卡煙處理操作細則編寫成OPL“切片機卡煙處理操作細則”，對相關崗位人員進行了培訓并做了相關記錄。

3 結語

當前，中國正處于社會轉型、經濟轉軌的關鍵時期，煙草行業也正處于改革調整的關鍵節點。在面對國內外激烈競爭的壓力之下，中國煙草工業企業要謀求長遠的發展、立于不敗之地，就必須在降低設備故障率的前提下提高產品質量并同時不斷降低成本，因此引進先進的6sigma 管理理念刻不容緩[5]。6sigma 是一套系統的、集成的業務改進方法體系，其核心在于強調應用統計分析的方法，認識與縮減產品服務過程中的變異，以達到目的。