Minitab在白酒灌裝計(jì)量過程控制中的應(yīng)用

鐘　星，胡　峰，胡建鋒（貴州茅臺(tái)酒廠（集團(tuán)）習(xí)酒有限責(zé)任公司，貴州習(xí)水564622）

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Minitab在白酒灌裝計(jì)量過程控制中的應(yīng)用

鐘星，胡峰，胡建鋒
（貴州茅臺(tái)酒廠（集團(tuán)）習(xí)酒有限責(zé)任公司，貴州習(xí)水564622）

摘要：探討白酒灌裝計(jì)量檢測(cè)的控制過程。運(yùn)用Minitab軟件制作質(zhì)量控制圖，分析過程能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，容量法檢測(cè)過程存在異常，檢測(cè)數(shù)據(jù)雖然在內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但已呈不良趨勢(shì)，且過程能力較差（Cp=1.09；Cpk= 1.00）；研究表明，運(yùn)用重量法進(jìn)行灌裝容量的凈含量計(jì)量檢測(cè)過程更加穩(wěn)定，過程能力更好（Cp=1.51；Cpk=1.27）。

關(guān)鍵詞：Minitab；白酒灌裝；容量法；重量法；質(zhì)量控制圖；過程能力

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1633.024.html。

顧客是企業(yè)的根本，白酒灌裝凈含量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到顧客的利益。貴州習(xí)酒公司作為國(guó)家大型二級(jí)白酒釀造企業(yè)，已通過測(cè)量管理體系A(chǔ)AA認(rèn)證、C標(biāo)志計(jì)量保證能力評(píng)價(jià)，年包裝量達(dá)1.7萬(wàn)t，但在灌裝計(jì)量過程關(guān)鍵控制點(diǎn)中，只注重是否滿足控制范圍，而忽略了計(jì)量檢測(cè)方法對(duì)產(chǎn)品凈含量變化趨勢(shì)的影響。由于產(chǎn)品多、產(chǎn)量大，給凈含量的平穩(wěn)控制增加難度，因此，如何增加凈含量計(jì)量檢測(cè)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，保證顧客和企業(yè)的利益，已成為白酒灌裝計(jì)量過程控制的首要問題［1］。

Minitab是現(xiàn)代質(zhì)量管理與六西格瑪行業(yè)的專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件，1972年誕生于美國(guó)賓西法利亞大學(xué)統(tǒng)計(jì)系［2］。根據(jù)六西格瑪管理的核心：界定、測(cè)量、分析、改進(jìn)和控制，Minitab主要包括假設(shè)檢驗(yàn)（hypothesis testing）、方差分析（analysis of variance）、測(cè)量系統(tǒng)分析（measurement system analysis，MSA）、統(tǒng)計(jì)過程控制（statistical process control，SPC）、過程能力（process capability）、相關(guān)和回歸（correlation and regression）、試驗(yàn)設(shè)計(jì)（design of experiment，DOE）、可靠性/生存（reliability/survival）、多變量（multivariate）和時(shí)間序列（time series），具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析能力，是過程控制、質(zhì)量管理和方法改進(jìn)的良好工具［3-7］。本研究采用Minitab對(duì)白酒灌裝計(jì)量檢測(cè)進(jìn)行控制，優(yōu)化計(jì)量過程。

1過程控制方法

定量包裝商品的凈含量是質(zhì)量溯源體系的關(guān)鍵控制點(diǎn)，也是JJF1070的強(qiáng)制性要求。白酒灌裝凈含量的計(jì)量檢測(cè)過程，屬于計(jì)量型數(shù)據(jù)，利用Minitab軟件進(jìn)行過程分析和能力評(píng)價(jià)，確保精確、穩(wěn)定的計(jì)量檢測(cè)過程。

1.1數(shù)據(jù)收集

灌裝機(jī)開機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，利用檢驗(yàn)液體商品標(biāo)準(zhǔn)量器、容量法測(cè)某批次白酒的灌裝容量，測(cè)定3次，測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。

1.2數(shù)據(jù)分析

1.2.1獨(dú)立性分析

將表1中容量法計(jì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Minitab軟件，得“游程檢驗(yàn)”功能的P值為0.589，大于假設(shè)檢驗(yàn)值0.05，表明檢測(cè)數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性。

1.2.2正態(tài)性分析

將表1中容量法計(jì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Minitab軟件，得正態(tài)性檢驗(yàn)圖（圖1）。從圖中可知，P值為0.193，大于0.05，表明檢測(cè)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，可以使用質(zhì)量控制圖進(jìn)行過程穩(wěn)定性分析。

表1容量法灌裝容量　（mL）

圖1容量法灌裝容量的正態(tài)檢驗(yàn)圖

1.3統(tǒng)計(jì)過程控制

根據(jù)GB/T 4091—2001《常規(guī)控制圖》［8］中的過程控制理論，Minitab軟件制作質(zhì)量控制圖，應(yīng)用判異準(zhǔn)則判定測(cè)量數(shù)據(jù)異常，便于查找不良趨勢(shì)；計(jì)算過程能力指數(shù)（Cp和Cpk），判定過程穩(wěn)定性和過程能力，發(fā)現(xiàn)過程潛在問題。

1.4判斷標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量特性的觀測(cè)值服從正態(tài)分布，其變差的可查明原因的模式檢驗(yàn)方式見表2，即小概率事件原理的判異標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)計(jì)控制理論中根據(jù)過程能力指數(shù)Cp將測(cè)量過程分為6個(gè)等級(jí)（表3）。

2結(jié)果分析

2.1過程穩(wěn)定性分析

表2質(zhì)量控制判異準(zhǔn)則

表3過程能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用Minitab軟件作質(zhì)量控制圖（圖2），從圖2可知：53個(gè)點(diǎn)在以3σ為標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)（UCL=507.977，LCL= 502.477），1個(gè)點(diǎn)距離中心線超過3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。

圖2容量法灌裝容量的質(zhì)量控制圖

測(cè)量點(diǎn)6的數(shù)據(jù)為502.2mL，小于LCL（502.477mL），為異常數(shù)據(jù)，需進(jìn)行離群值判定。

（1）平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。容量法灌裝容量檢測(cè)數(shù)據(jù)平均值為505.237，標(biāo)準(zhǔn)差為1.034。

（2）偏離值。平均值與異常數(shù)據(jù)之差3.037。

（3）Gn值。Gn=偏離值/標(biāo)準(zhǔn)差=2.937。

（4）確定檢出水平α和測(cè)量次數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，確定α=0.01，則置信概率P=1-α=0.99，測(cè)量次數(shù)n=54，查閱格拉布斯表，得臨界值G99（54）=3.388。

（5）判斷異常。Gn=2.937，G99（54）=3.388，Gn＜G99（54）。

因?yàn)镚n＜G99（54），則測(cè)量值502.2mL不是異常值，不能從54個(gè)數(shù)據(jù)中刪除。

2.2過程能力分析

應(yīng)用Minitab軟件作“過程能力分析六合一圖”（圖3），從圖3可知：容量法檢測(cè)數(shù)據(jù)單值圖中，1個(gè)點(diǎn)距離中心線超過3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，已經(jīng)證明，不能剔除；正態(tài)概率圖P值為0.193，大于0.05，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布；過程能力指數(shù)Cp=1.09，Cpk=1.00。由表3可知，該過程能力較差，技術(shù)管理能力勉強(qiáng)，稍有變異可產(chǎn)生不良風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)設(shè)法整改。

2.3原因分析與改進(jìn)

根據(jù)六西格瑪管理原則，影響白酒灌裝容量計(jì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的因素包括：人員、機(jī)器、物料、方法、環(huán)境，在保證其他條件穩(wěn)定的情況下，發(fā)現(xiàn)容量檢測(cè)方法影響較大。劉淑玲等［9］對(duì)容量法和重量法進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)容量法存在一些不足：肉眼目測(cè)差異大；測(cè)量次數(shù)增加，引入誤差相應(yīng)增大；體積受溫度影響。

針對(duì)容量法存在的問題，采用重量法進(jìn)行檢測(cè)。

3改進(jìn)計(jì)量檢測(cè)方法后的結(jié)果分析

3.1收集數(shù)據(jù)

利用天平、密度瓶稱重測(cè)量，數(shù)據(jù)見表4。

3.2獨(dú)立性分析

將表4中數(shù)據(jù)導(dǎo)入Minitab軟件，得“游程檢驗(yàn)”功能的P值為0.116，大于假設(shè)檢驗(yàn)值0.05，表明檢測(cè)數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性。

表4　重量法灌裝重量　（g）

3.3過程能力分析

將表4中數(shù)據(jù)導(dǎo)入Minitab軟件，作過程能力分析六合一圖（圖4），正態(tài)概率圖P值為0.093，大于0.05，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，過程能力Cp=1.51，Cpk=1.27，由表3可知，過程能力良好，狀態(tài)穩(wěn)定，技術(shù)管理能力很強(qiáng)。

圖3容量法灌裝容量檢測(cè)的過程能力分析六合一圖

圖4重量法灌裝重量檢測(cè)的過程能力分析六合一圖

4　結(jié)論

白酒灌裝容量測(cè)量過程中，容量法數(shù)據(jù)均未超過控制限，但應(yīng)用Minitab軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)該過程的不良趨勢(shì)，且過程能力指數(shù)低；通過分析，利用稱重法測(cè)量灌裝容量的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定，過程能力指數(shù)增加。綜上所述，Minitab軟件在產(chǎn)品質(zhì)量過程控制中的應(yīng)用是科學(xué)有效的，可用于指導(dǎo)工藝，提高計(jì)量準(zhǔn)確性。

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Application of Minitab in Measurement Process Control of Baijiu Bottle-Filling

ZHONG Xing，HU Feng and HU Jianfeng
（Xijiu Co.Ltd.of Maotai Distillery Group，Xishui，Guizhou 564622，China）

Abstract:The measurement process control of Baijiu bottle-filling was investigated in this study.The quality control chart made by Minitab software was used to evaluate the process capability and to analyze the process stability.The results showed that，there were some abnormalities in the process by volumetric method，although all data was in the range of the internal control standards，it had presented a negative trend and the process capability was poor（Cp=1.09，Cpk=1.00）.The research revealed that the measurement process was more stable and got improved by gravimetric method（Cp=1.51，Cpk=1.27）.

Key words:Minitab；bottle-filling；volumetric method；gravimetric method；quality control chart；process capability

中圖分類號(hào)：TS262.3；TS261.4；TS261.3；TH71

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9286（2016）06-0093-04

DOI：10.13746/j.njkj.2016116

收稿日期：2016-04-06

作者簡(jiǎn)介：鐘星（1987-），男，貴州遵義人，碩士研究生，研究方向：計(jì)量測(cè)試技術(shù)與管理。

通訊作者：胡峰，男，高級(jí)工程師，E-mail：xjjszx149@sina.com。