松散回潮出口片煙含水率的過程能力分析與評價

張文文 袁銳波 羅璟

摘要：為了對具有自相關性的片煙含水率過程能力更準確的計算，對采集的含水率數據分析，綜合考核自相關系數、抽樣樣本量、不連續抽樣等對CPK的影響，為片煙出口含水率過程能力有效、準確的計算和考核提供理論依據。結果顯示：①含水率數據間存在正相關時，傳統方法高估了過程能力指數；②在考慮自相關影響時，時間間隔的選取很重要；③一階自回歸模型下的最小時間間隔能較好的估計整體過程能力。因此，為片煙出口含水率過程能力有效、準確的計算和考核提供理論依據。

Abstract： In order to make a more accurate calculation of the tobacco moisture correlation rate process， the collected data of water content was analyzed and the comprehensive assessment of self correlation coefficient， sample amount， discontinuous sampling effect on CPK was made. The results showed that the traditional method of the process capability index was overestimated when there was a positive correlation among water content data. Considerating the auto-correlation effect， it was very important to select the time interval. The minimum interval of the first-order autoregressive model can better estimate the whole process capability. So it provided a theoretical basis for the accurate calculation and evaluation of the process capacity of the water content of the tobacco leaves

關鍵詞：自相關性；含水率過程能力；CP；一階自回歸模型

Key words： auto correlation；water cut process capability；CP；first order autoregressive model

中圖分類號：TS45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）03-0131-03

0 引言

松散回潮工序的出口片煙含水率是制絲過程需要監控的關鍵質量特性之一，作為制絲線工藝質量監控考核的一項重要指標。在松散回潮機的出口配置有測定片煙含水率的傳感器，其采樣頻率可以達到1次/s甚至更高。在日常考核中根據采集的數據，除非穩態時間，抽取數據統計CPK值，由計算值的大小作為考核得分的辦法。然而，制絲線作為典型的流程性加工工業，由于其生產過程自身的物理化學機理，其工序輸出產品的質量特性值在短時間內波動不大，且前后時刻的質量特性值之間相互不獨立，存在較強的相關性。以典型的松散回潮出口片煙含水率為例，其含水率值與前一時刻甚至前若干時刻的測量值存在著高度相關性，在過程正常時，含水率數據序列長時間保持較小的波動，變化很小；在過程異常時，含水率數據序列呈現一種連續有規律的起伏波動變化。正常波動的變化是由含水率自相關引起的波動和隨機因素引起的波動兩部分組成。采用抽取數據統計CPK值的方法，適用于測定值彼此獨立的過程，為了對具有自相關性的片煙含水率過程能力更準確的計算，對采集的含水率數據分析，綜合考核自相關系數、抽樣樣本量、不連續抽樣等對CPK的影響，為片煙出口含水率過程能力有效、準確的計算和考核提供理論依據。

3 結論

通過上述分析，如果沒有對含水率進行相關性分析，直接使用標準的統計過程控制抽樣和標準差估計方法計算過程能力指數，會導致對過程能力的誤判。在本文分析的含水率數據間存在正相關時，傳統方法高估了過程能力指數。在考慮自相關影響時，時間間隔的選取很重要，在一批時間中，過大的時間間隔在形式上消弱了自相關系數，容易高估CP。過小的時間間隔，則數據間高度自相關，計算過程復雜，不利于實際考核操作。根據含水率數據的分析，一階自回歸模型下的最小時間間隔能較好的估計整體過程能力。

因此，分析在線監測的數據時，首先要考慮抽樣的時間間隔對其自相關性進行判斷以及抽樣的時長，不能盲目使用樣本組的抽樣方法和標準差的估計方法。在數據分析時，應通過自相關函數圖進行檢驗，當存在過程輸出自相關時，最好進行時間序列分析的建模，以便綜合考慮隨機波動和自相關特性對過程能力的影響。本文僅僅以松散回潮出口含水率為例，進行了研究，對加料出口含水率等同樣具有自相關性的抽樣檢測評價，具有同樣的意義。

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