六西格瑪管理在PVC 包裝袋重控制中的應用

王貴珍，李寶玉，丁文亮

（陜西北元化工集團股份有限公司，陜西 榆林）

聚氯乙烯的包裝是整個聚氯乙烯生產流程中的最后一個環節，聚氯乙烯包裝袋重的管理和控制常常被忽視，耗費了大量的人力、物力，管理成本高。 陜西北元化工集團股份有限公司化工分公司（以下簡稱“化工分公司”）有12 條包裝生產線，每班由17 名崗位人員負責操作包裝線， 由于袋重控制不夠穩定，袋重揀選數量大，產品質量不穩定，人員勞動強度大，給公司造成了一定的損失。

六西格瑪管理是一套系統的改進方法，通過對現有過程實施DMAIC（即定義、測量、分析、改進、控制），可以消除過程缺陷和無價值作業，提高質量和降低成本。 同時，六西格瑪基于數據的科學決策特性，也符合包裝袋重控制的要求。 因此，化工分公司決定采用六西格瑪的方法來提升PVC 包裝袋重控制的穩定性，降低人員勞動強度，同時降低消耗。

1 定義階段

1.1 現狀分析

VOC 要求（客戶）：PVC 包裝通過統計發現包裝線揀選機每天因袋重超規格線、金屬檢測等原因揀選約1821 袋，尤其G、H、N、E 線極其嚴重，且袋重控制不穩定，Cpk 為0.03，過程能力嚴重不足，需要改進。

VOB 要求（企業）：公司高質量發展戰略目標需要逐步實現全自動化控制，減少崗位人員的操作風險。

VOP 要求（流程）：因包裝袋揀選較多，袋重超規格線需要開袋處理， 金屬檢測被揀選需要過篩、額外消耗縫紉機線、熱熔膠袋，同時手動封口易造成封口不牢固，帶來質量隱患，從根本上解決包裝袋重控制的穩定性問題迫在眉睫。

1.2 項目目標

為了更好地描述和統計包裝袋揀選情況，決定采用DPMO（即百萬機會缺陷）來評價，也稱為百萬機會缺陷數，其公式定義如下。

DPMO=每天揀選包裝袋數量×106/BOM（總包裝袋）

每天揀選數量越少，百萬機會缺陷數越小，通過統計計算得到DPMO 值， 將包裝袋揀選數量目標DPMO 從4336 降低至2167。

2 測量階段

作為六西格瑪開展DMAIC 過程的第二階段，測量既是定義階段的后續活動，也是連接分析階段的橋梁，是六西格瑪項目開展的關鍵環節，也是以事實和數據驅動的六西格瑪管理思想的具體體現。由于六西格瑪項目的一切決策來源于數據，為保證測量數據的準確性與可靠性，還需評估測量系統的能力[1]。

2.1 數據準確性驗證

為了使收集到的數據真實可靠，首選包裝袋重數據進行了測量系統分析，分別讓3 位不同的測量者對包裝袋重進行稱重，應用MSA 分析結果，量具研究見圖1。

圖1 量具研究

由圖1 可分析出，P/TV≤30%，P/T≤30%可區分的類別數≥5，因此，本測量系統可靠。

2.2 現狀分析研究

通過統計發現包裝線揀選機每天因袋重超規格線、金屬檢測等原因揀選約1821 袋，尤其G、H、N、E 線極其嚴重，且袋重控制不穩定，過程能力分析圖中E、G 線Cpk 值分別為0.59、0.9，均小于1，過程能力不足，過程能力分析見圖2。

圖2 過程能力分析

2.3 影響PVC 包裝袋揀選全因子查找

為能夠更好地查找影響PVC包裝袋揀選的因素，利用機理圖從PVC樹脂的特性因素、生產工藝因素、設備因素、人員操作等方面進行全面分析，分析過程結合各生產專業人員的分析進行了全面的討論，最終分析出可能影響的終端因素25項，機理樹圖分析見圖3。

圖3 機理樹圖分析

2.4 關鍵因子梳理

2022年及2023年關鍵因子匯總見表1 和表2。

表1 2022年關鍵因子匯總表

表2 2023年關鍵因子匯總表

2.5 快贏改進

對分析出的可快贏因子， 在測量階段后期，經過各專業人員的討論制定了改進措施并落實，包括更換磨損的關節軸承、統一調整阻抗值、更換傳感器、更換變形的機械結構、統一設置自動歸零、每班檢查氣缸氣錘、規范除塵風量開度等。 通過快贏措施的實施，對改進后的E、G 線樹脂袋重過程能力進行分析，E 線由0.59 提升至0.68，G 線由0.90 提升至1.03，過程能力有明顯提升，但包裝機揀選總量仍然較大，還需要進一步改善。

3 分析階段

分析階段是DMAIC 各階段中最難以預見的階段。 主要針對上述步驟篩選得出的關鍵因子進一步分析，進行數據采集，并通過統計假設檢驗的方式來進一步證明其是否是造成揀選的主要原因。 由此，針對樹脂的流動性、表頭參數設置、包裝機操作屏參數設置、樹脂粒徑、包裝速度、AB 稱差異、管線傾斜、料倉液位、進料壓力等9 個原因分別利用假設檢驗、實驗設計等質量工具進行了分析。

3.1 分析驗證流動性與包裝袋揀選量的關系

收集2022年3月8日至4月23日E 線樹脂流動性、包裝數量、揀選數量等數據，利用等方差檢驗和單因子方差檢驗，將樹脂流動性指標分為3 個不同的區間段。 方差分析見圖4。

圖4 方差分析

根據分析結果得到如下結論： 利用等方差檢驗、單因子方差分析，得到P＜0.05，進一步說明樹脂流動性對包裝揀選數量有顯著影響，是一項關鍵因子，需重點進行優化改進。

3.2 分析驗證稱重表頭參數設置與包裝袋揀選的關系

為進一步研究分析包裝機稱重表頭參數設置對包裝袋重控制是否為關鍵影響因素，項目組應用實驗設計工具對稱重表頭目標值、精給料、自動歸零等3 個因子與揀選量和包裝量分析進行了實驗設計，采用了3 因子2 水平加3 個中心點的DOE 全因子實驗設計的方法，在包裝E 線按照實驗設計方案對每組設定的參數進行11 次實驗，收集到11 次測試結果，稱量表頭參數設置對包裝袋揀選的影響見表3。

表3 稱重表頭參數設置對包裝袋揀選的影響

結論：通過對稱的目標值、精給料、自動歸零分別設置不同水平的驗證，包裝機包裝揀選率明顯上升，確定為關鍵因子。

3.3 分析包裝機操作屏參數設置與袋重控制的關系

為分析包裝機操作屏參數設置與包裝袋重控制是否為關鍵影響因素， 對包裝機抱夾閉合濾波、落料時間、秤斗直接投料時間與包裝袋重控制采用了參數設置對比方法進行論證，包裝機操作屏參數設置對包裝袋重控制的影響見表4。

表4 包裝機操作屏參數設置對包裝袋重控制的影響

結論：通過對稱抱夾閉合濾波、落料時間、秤斗直接投料時間分別設置不同水平的驗證， 包裝袋揀選量對比無明顯差距，確定操作屏參數為非關鍵因子。

3.4 分析樹脂粒徑與揀選量的關系

收集2022年3月8日至4月23日G 線樹脂篩余物、包裝數量、揀選數量等數據，利用等方差檢驗和單因子方差分析，根據包裝袋重控制波動時樹脂粒徑指標范圍，將樹脂粒徑分為小于25%和大于25%的2 個區間段進行分析。 等方差檢驗結果圖見圖5。

圖5 等方差檢驗結果圖

結論：利用等方差檢驗、單因子方差分析，得到P 值小于0.05，因此，樹脂粒徑指標對包裝揀選數量有顯著影響。

（未完待續）