基于六西格瑪方法提高產(chǎn)品出絲率

鄧挺 謝贊吾

摘 要：南寧卷煙廠針對生產(chǎn)的A產(chǎn)品（煙草制品）出絲率低的狀況，特立項采用六西格瑪方法，實施“定義—測量—分析—改進—控制”流程，提高產(chǎn)品出絲率。在實施過程中，利用六西格瑪工具找出造成產(chǎn)品出絲率低的關(guān)鍵因子，并從切絲推料板運行穩(wěn)定性、工藝水接通與關(guān)閉延時參數(shù)、蒸汽接通延時參數(shù)及設(shè)備密封效果因素5個方面加以改善優(yōu)化，產(chǎn)品出絲率由改善前的98.45%提高至99.12%，取得了圓滿的效果。

關(guān)鍵詞：出絲率;過程控制;六西格瑪

六西格瑪是一套系統(tǒng)、集成的業(yè)務(wù)改進方法體系，是旨在持續(xù)改進企業(yè)業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)客戶滿意的管理方法。通過系統(tǒng)地、集成地采用業(yè)務(wù)改進流程，實現(xiàn)無缺陷的過程設(shè)計，并對現(xiàn)有過程進行過程界定、測量、分析、改進、控制——簡稱DMAIC流程，消除過程缺陷和無價值作業(yè)，使“更高的質(zhì)量、更低的成本、更短的開發(fā)與生產(chǎn)周期、更好地滿足顧客的要求”變?yōu)楝F(xiàn)實[1]。南寧卷煙廠近年來積極在生產(chǎn)經(jīng)營活動中推進六西格瑪管理運用，尤其在質(zhì)量提升攻關(guān)與降本增效方面的改善項目中，廣泛采用了六西格瑪?shù)墓ぞ吆头椒ā?/p>

1、定義階段

1.1 選題理由。A產(chǎn)品為南寧卷煙廠重點合作加工品牌之一，是保持公司稅利目標完成的重要支撐，近年來該產(chǎn)品單箱耗葉指標居高不下，比標桿廠家高3.6kg/箱，單箱煙葉成本比標桿廠家高341.55元，為成本指標中差距最大項。在對反映單箱耗葉指標控制水平的出絲率進行統(tǒng)計，南寧卷煙廠A產(chǎn)品出絲率比標桿廠家低0.65%。此項目通過針對問題進行分析，將出絲率提高到理想范圍，確保降本增效目標達成。

1.2 項目目標。A產(chǎn)品出絲率現(xiàn)狀為98.45%，參考本廠歷史較好水平和標桿廠水平，確定項目目標為A產(chǎn)品出絲率≥99.00%，挑戰(zhàn)目標為L產(chǎn)品出絲率≥99.10%。。

1.3 項目的流程（見圖1）

圖1 項目流程圖

1.4 Y的定義。Y是指A產(chǎn)品出絲率，根據(jù)其計算公式為：

其中： M1為煙絲產(chǎn)出量，指加香前的煙絲標準重量（單位為kg），其計算公式為：

M2為煙葉投入量，指投入的煙葉標準重量（單位為kg），其計算方法類似M1[2]。

2、測量階段

2.1 測量系統(tǒng)分析。根據(jù)Y的計算公式可知，Y的計算涉及投入產(chǎn)出計量的電子皮帶秤和含水率測量的在線水分儀。

電子皮帶秤的測量系統(tǒng)分析：查閱電子皮帶秤定期標準砝碼校準記錄可知，電子皮帶秤測量誤差均≤0.5%，滿足企業(yè)標準要求。另外使用由法定部門檢定、精度更高（誤差≤0.2%）的電子臺秤與在線電子皮帶秤進行配對T檢驗分析，P值>0.05，電子皮帶秤測量系統(tǒng)可接受。

在線水分儀的測量系統(tǒng)分析：對在線水分儀進行量具R&R研究，%研究變異和%公差均<30%，可區(qū)分的類別數(shù)>5，標準烘箱的檢測是可以接受的。

2.2能力分析。如圖4所示，隨機抽取A產(chǎn)品的投入產(chǎn)出量和含水率，根據(jù)投入產(chǎn)出法計算出絲率，經(jīng)統(tǒng)計分析可知，當前A產(chǎn)品的出絲率（Y）=98.41%，顯然Y的能力不能滿足要求。

圖4? Y的圖形化匯總

2.3 初步原因識別及篩選。通過失效模式分析，對37個微觀流程進行原因分析及風險度打分，將RPN值≥100的因子和S×O≥36的因子列為潛在因子，共找出15個潛在因子：

表1? 潛在因子匯總表

經(jīng)過團隊成員從原因明確、措施對口、改進容易、過程可逆、改進成本、改進時間六個緯度進行快贏評價，對快贏評價得分≥50分的金屬雜物剔除翻板堵煙、HT蒸汽流量波動、筒壁溫度熱效能不足、皮帶物料不居中、換牌制度不完善五項因子進行快速改進，最終經(jīng)過快改后， A產(chǎn)品出絲率均值達到98.61%，較改進前提高0.20%。

2.4 重要因子確定。對FMEA找出了15個影響出絲率的潛在因子，并對其中5個因子進行快改，確定了需要在下一階段改善的重要因子，見表2。

表2 進入分析階段因子表

3、分析階段

3.1 過程分析。對松散回潮、切絲機、葉絲暫存柜的作用以及原理進行分析得知：蒸汽和工藝水延時接通時間偏大以及關(guān)閉時間偏小會均會導致在制品造碎增加。切絲機推料板速度通過變頻器進行控制，變頻器運行的穩(wěn)定性直接影響推料板的穩(wěn)定性，進而影響切絲均勻性和在制品造碎程度。每組葉絲暫存柜有三個撥料輥，撥料輥在運行中會對在制品進行擠壓和撞擊導致在制品造碎。制絲生產(chǎn)線除主機設(shè)備之外的大量傳輸設(shè)備上使用了大量密封裝置，如果密封件劣化或缺失，將導致生產(chǎn)中漏煙。

3.2數(shù)據(jù)分析。采用回歸分析、雙因子方差分析、雙樣本T檢驗等方法對數(shù)據(jù)進行處理，其結(jié)果表明：松散回潮工藝水引射壓力對制品造碎影響關(guān)系如圖5所示，回歸方程為：篩分量 = 84.99 - 73.63 引射壓力 + 95.06 引射壓力**2，求出篩分量的最小值在引射壓力為0.39。工藝水接通延時與蒸汽接通延時的雙因子方差P值<0.05，是顯著因子，交互作用P值>0.05，為非顯著因子。工藝水關(guān)閉延時與蒸汽關(guān)閉延時雙因子方差分析，工藝水關(guān)閉延時P值<0.05，是顯著因子，蒸汽關(guān)閉延時及交互作用P值>0.05，為非顯著因子。切絲前1.5mm～5mm碎片篩分不充分進行雙樣本T檢驗分析，P值>0.05，是非顯著因子。葉絲暫存撥料輥通過實驗數(shù)據(jù)進行雙樣本T檢驗分析，P值>0.05，是非顯著因子。

圖5二次回歸擬合線圖

4、改進階段

4.1改進實施。根據(jù)分析階段過程分析結(jié)果和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對生產(chǎn)流程進行優(yōu)化。由于切絲機推料板變頻器與電機為一體式插針連接整體安裝在切絲機機體上，運行中設(shè)備震動大導致電路接觸不良，以及推料板啟動信號與380V強電均通過繼電器來輸送給變頻器，經(jīng)常的通斷電和自檢影響觸點接觸不良和整體變頻器的穩(wěn)定，因此如圖6所示，取消變頻器與電機一體式插針連接，并將強電直接介入到變頻器，避免每次啟動都要上電和自檢，提高變頻器和繼電器的可靠性。針對工藝水接通延時和蒸汽接通延時采用2因素2水平加3中心點的全因子DOE試驗，對試驗數(shù)據(jù)進行響應(yīng)曲面回歸分析、響應(yīng)變量優(yōu)化器分析得到最佳參數(shù)換算并取整數(shù)，得出最有參數(shù)為工藝水接通延時=58 s、蒸汽接通延時=3s時，篩分量的最小值為55.53kg。針對工藝水關(guān)閉延時與篩分量的關(guān)機采用二次回歸分析，如圖7所示，確立回歸方程式為：篩分量 = 611.4 - 12.63 工藝水關(guān)閉延時 + 0.07133 工藝水關(guān)閉延時**2，依據(jù)公式篩分量最小點的工藝關(guān)閉延時在89s。針對設(shè)備密封件劣化和缺失導致生產(chǎn)線漏煙問題，根據(jù)測量階段對設(shè)備漏煙情況的調(diào)查，建立漏煙清單，通過對各設(shè)備漏煙原因進行根源查找，制定對策逐一實施改善。

圖6 變頻器及安裝位置改善前后對比圖 圖7 二次回歸擬合線圖

4.2 改進效果驗證。在完成改進后，隨機取樣，根據(jù)投入產(chǎn)出和含水率，統(tǒng)計A產(chǎn)品出絲率，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

表3? A產(chǎn)品出絲率數(shù)據(jù)表

圖8 改進后A產(chǎn)品出絲率統(tǒng)計圖

由上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可知，改進后A產(chǎn)品出絲率（Y）均值=99.09%，達到改進目標。

5、控制階段

5.1 控制方法。為鞏固項目改進成果，實現(xiàn)工作方法形成長期影響并加以保持，避免回到舊的習慣和程序，針對項目實施確定控制計劃如表4所示，對換牌換批工藝規(guī)范、換牌作業(yè)分解表以及設(shè)備日常點檢表進行了文件標準化完善。將過程控制的工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)匯總成生產(chǎn)報表，對烘絲出口水分標準偏差、HT蒸汽流量與筒壁溫度Cpk等重要參數(shù)進行監(jiān)控，在點檢基準中增加對漏煙情況的點檢，對出絲率和過程損耗進行監(jiān)控，出現(xiàn)異常時根據(jù)控制計劃進行處置。

表4? ?X的控制計劃

4.2 控制效果

通過項目實施，產(chǎn)品A出絲率明顯提升并達到預期目標，如表5、圖9所示。

表5 2019年8月～9月A產(chǎn)品出絲率統(tǒng)計表

圖9 2019年8—9月份A產(chǎn)品出絲率統(tǒng)計圖

4.3 控制圖。A產(chǎn)品出絲率控制圖（見圖10），改進后出絲率控制穩(wěn)定，平均值為99.12%，達到項目的挑戰(zhàn)目標99.10%。

圖10 出絲率的控制圖

6、結(jié)束語

本項目是在行業(yè)和公司處于卷煙銷量下滑、生產(chǎn)成本上升，為保持行業(yè)和公司稅利而開展的降本增效的項目之一。通過持續(xù)半年多的項目開展，取得了預期效果，為公司和南寧廠完成年度降本目標打下了基礎(chǔ)。

在公司推行六西格瑪管理5年以來，在質(zhì)量、成本等各領(lǐng)域應(yīng)用六西格瑪均取得了良好成效，給公司帶來了很大的收益。在車間層面，員工也更為深入的感受到了六西格瑪管理的魅力，六西格瑪團隊成員也越來越多，關(guān)注流程、用數(shù)據(jù)說話、依靠團隊的力量、使用六西格瑪語言，逐漸成為員工的習慣。不足之處是從戰(zhàn)略角度來看待六西格瑪管理以及對六西格瑪工具的應(yīng)用還有待進一步加強。

參考文獻

[1] 馬林，何楨.六西格瑪管理 [M].北京：中國人民大學出版社，2007.

作者簡介：鄧挺，男，廣西南寧人，學士，助理工程師，研究方向：電氣自動化及產(chǎn)品精益管理。