六西格瑪管理在PVC 包裝袋重控制中的應(yīng)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(chǎn)流程中的最后一個環(huán)節(jié)，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(chǎn)線，每班由17 名崗位人員負責(zé)操作包裝線， 由于袋重控制不夠穩(wěn)定，袋重揀選數(shù)量大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)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(tǒng)的改進方法，通過對現(xiàn)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(yè)，提高質(zhì)量和降低成本。 同時，六西格瑪基于數(shù)據(jù)的科學(xué)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?shù)姆椒▉硖嵘齈VC 包裝袋重控制的穩(wěn)定性，降低人員勞動強度，同時降低消耗。

1 定義階段

1.1 現(xiàn)狀分析

VOC 要求（客戶）：PVC 包裝通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)包裝線揀選機每天因袋重超規(guī)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(wěn)定，Cpk 為0.03，過程能力嚴重不足，需要改進。

VOB 要求（企業(yè)）：公司高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略目標需要逐步實現(xiàn)全自動化控制，減少崗位人員的操作風(fēng)險。

VOP 要求（流程）：因包裝袋揀選較多，袋重超規(guī)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(zhì)量隱患，從根本上解決包裝袋重控制的穩(wěn)定性問題迫在眉睫。

1.2 項目目標

為了更好地描述和統(tǒng)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(shù)，其公式定義如下。

DPMO=每天揀選包裝袋數(shù)量×106/BOM（總包裝袋）

每天揀選數(shù)量越少，百萬機會缺陷數(shù)越小，通過統(tǒng)計計算得到DPMO 值， 將包裝袋揀選數(shù)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(xù)活動，也是連接分析階段的橋梁，是六西格瑪項目開展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是以事實和數(shù)據(jù)驅(qū)動的六西格瑪管理思想的具體體現(xiàn)。由于六西格瑪項目的一切決策來源于數(shù)據(jù)，為保證測量數(shù)據(jù)的準確性與可靠性，還需評估測量系統(tǒng)的能力[1]。

2.1 數(shù)據(jù)準確性驗證

為了使收集到的數(shù)據(jù)真實可靠，首選包裝袋重數(shù)據(jù)進行了測量系統(tǒng)分析，分別讓3 位不同的測量者對包裝袋重進行稱重，應(yīng)用MSA 分析結(jié)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(qū)分的類別數(shù)≥5，因此，本測量系統(tǒng)可靠。

2.2 現(xiàn)狀分析研究

通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)包裝線揀選機每天因袋重超規(guī)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(wěn)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(chǎn)工藝因素、設(shè)備因素、人員操作等方面進行全面分析，分析過程結(jié)合各生產(chǎn)專業(yè)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(guān)鍵因子梳理

2022年及2023年關(guān)鍵因子匯總見表1 和表2。

表1 2022年關(guān)鍵因子匯總表

表2 2023年關(guān)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(jīng)過各專業(yè)人員的討論制定了改進措施并落實，包括更換磨損的關(guān)節(jié)軸承、統(tǒng)一調(diào)整阻抗值、更換傳感器、更換變形的機械結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一設(shè)置自動歸零、每班檢查氣缸氣錘、規(guī)范除塵風(fēng)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(yù)見的階段。 主要針對上述步驟篩選得出的關(guān)鍵因子進一步分析，進行數(shù)據(jù)采集，并通過統(tǒng)計假設(shè)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(shù)設(shè)置、包裝機操作屏參數(shù)設(shè)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(shè)檢驗、實驗設(shè)計等質(zhì)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(guān)系

收集2022年3月8日至4月23日E 線樹脂流動性、包裝數(shù)量、揀選數(shù)量等數(shù)據(jù)，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(qū)間段。 方差分析見圖4。

圖4 方差分析

根據(jù)分析結(jié)果得到如下結(jié)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(shù)量有顯著影響，是一項關(guān)鍵因子，需重點進行優(yōu)化改進。

3.2 分析驗證稱重表頭參數(shù)設(shè)置與包裝袋揀選的關(guān)系

為進一步研究分析包裝機稱重表頭參數(shù)設(shè)置對包裝袋重控制是否為關(guān)鍵影響因素，項目組應(yīng)用實驗設(shè)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(shè)計，采用了3 因子2 水平加3 個中心點的DOE 全因子實驗設(shè)計的方法，在包裝E 線按照實驗設(shè)計方案對每組設(shè)定的參數(shù)進行11 次實驗，收集到11 次測試結(jié)果，稱量表頭參數(shù)設(shè)置對包裝袋揀選的影響見表3。

表3 稱重表頭參數(shù)設(shè)置對包裝袋揀選的影響

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

3.3 分析包裝機操作屏參數(shù)設(shè)置與袋重控制的關(guān)系

為分析包裝機操作屏參數(shù)設(shè)置與包裝袋重控制是否為關(guān)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(shù)設(shè)置對比方法進行論證，包裝機操作屏參數(shù)設(shè)置對包裝袋重控制的影響見表4。

表4 包裝機操作屏參數(shù)設(shè)置對包裝袋重控制的影響

結(jié)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(shè)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(shù)為非關(guān)鍵因子。

3.4 分析樹脂粒徑與揀選量的關(guān)系

收集2022年3月8日至4月23日G 線樹脂篩余物、包裝數(shù)量、揀選數(shù)量等數(shù)據(jù)，利用等方差檢驗和單因子方差分析，根據(jù)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(qū)間段進行分析。 等方差檢驗結(jié)果圖見圖5。

圖5 等方差檢驗結(jié)果圖

結(jié)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(shù)量有顯著影響。

（未完待續(xù)）