基于批次的動態質量分析與評價系統應用研究

鄭怡

摘 要：本文研究重點是批次化生產模式下的制絲生產過程動態質量分析與評價方法應用。首先，系統研究制絲過程數據采集與預警規則；其次，對批次生產過程的穩態數據和非穩態數據進行全面分析，對關鍵工序的關鍵工藝參數進行多維度的質量穩定性評價；最后，指導實際生產[2]。

關鍵詞：批次化；動態質量分析；評價方法

一、概述

近年來，國內卷煙市場競爭日益激烈，要從繁多品目中脫穎而出，只能增加品牌核心競爭能力，制絲工藝質量是核心競爭能力的關鍵之一。

本文研究重點是批次化生產模式下的制絲生產過程動態質量分析與評價方法應用。通過研究制絲過程數據采集與預警規則，對批次生產過程的穩態數據和非穩態數據進行全面分析，并對關鍵工序的關鍵工藝參數進行多維度的質量穩定性評價，從而達到指導實際生產[2]的現實意義。

二、制絲過程數據采集與預警規則研究

要對數據進行統計分析，原始數據處理必須規范化。制絲過程數據具有以下特點：1）采集點多且分散；2）量大難存貯；3）關聯性需尋找；4）需過濾處理。這些特點使制絲生產過程的數據采集與預警，需制定合理的規則。

1、數據采集規則

1.1工序和參數

根據對全工藝流程的分析，關鍵工序確定為：松散回潮、煙葉加料、管板干燥、混絲加香和比例摻配。各關鍵工序的工藝參數包含：設備參數、主要管控參數、水分和溫度。

1.2采樣頻率

數據必須有效反映真實生產，并依據該原則來控制數據采樣。擬定每個工序進口電子皮帶秤啟動為采樣開始信號，頻率為10秒。

1.3數據采集觸發規則

數據采集觸發由批次處理指令與電子秤啟動信號相結合。這樣自動排除了設備啟動后，批次生產信號已下達，但設備仍處于空運轉的情況。

1.4數據剔除規則

數據剔除規則包含頭尾料無法控制的階段，過濾不穩定數據，確保分析數據均在穩定生產時抓取。在出現生產斷續甚至斷料時，系統將以3倍標偏進行數據剔除。

1.5不合格時間

數據分析以穩態生產的數據為基礎，然而，生產過程通常在穩態和非穩態兩種狀態下變換。把非穩態時間（料頭料尾、過程波動（生產斷續）以及參數偏離工藝標準范圍等）定義為不合格時間，可以通過統計不合格時間來挖掘流程中的缺陷。

2、異常預警規則

2.1參數預警規則

在生產過程中出現超限或者異常波動情況時進行報警，擬定超出2倍允差且時間連續超出某個設定時間時報警。

2.2停機規則

對于執行過程中參數嚴重超限或者異常波動進行停機處理，擬定超出3倍允差且時間連續超出某個設定時間時進行停機處理。

三、質量穩定性評價

1、質量分析評價模型研究

1.1質量得分模型

批次開始運行且電子皮帶秤過料指令發出，至該批次結束指令發出的參數指標，是實時數據全集，稱之為批次數據完整集合。基于生產加工全過程總體評價的思想，質量得分模型需綜合評價生產過程的全部穩態數據和非穩態數據，達到更全面系統地體現生產參數實際運行波動情況的目的[1]。如下圖所示：

過程參數穩態數據QI：用Cpk得分衡量。Cpk得分模型在依據SPC理論支持和CPK通用判定規則，衡量過程控制能力；同時，結合質量管理中合格率情況，按照成本和質量共贏原則，擬合成一種百分制的得分模型，直觀且有實際意義。

過程參數非穩態數據QI（稱為不合格時間）：通過采集該數據集的運行時間（即不合格時間），并以一定基準值，運用數學方法，擬合一種百分制的不合格時間得分模型。

過程參數QI：采用專家打分的形式形成不同的權重，對過程參數穩態數據QI和過程參數非穩態數據QI進行加權和，形成過程參數QI。

參數質量得分計算方法與過程如下：

1.2工序質量得分模型

由于現有的工藝參數優化是基于對水分抽樣檢測的結果，其受綜合影響，不能直接體現各工序參數的控制效果，需技術人員進行分析。

工序得分模型根據工序參數對產品質量特性的影響及其重要程度，獲得該工序各參數的權重系數，通過加權和，形成各工序得分模型。能及時發現薄弱環節，不再依賴人員分析，有效降低人力和時間成本[2]。

2、生產過程異常處理方法研究

通過實時監視制絲車間各工序關鍵參數做到實時預警；并將結果實時展示給現場操作人員，由操作人員確認，工藝員分析，最終形成閉環式異常監控流程。

通過批次質量分析與評價的研究，明確車間各崗位在生產異常情況下的職責，由結果控制轉變為過程控制[3]。

四、實際生產應用

1、批次質量分析

通過時間、牌號、生產單元、得分等多維度項目評價并綜合質量數據，分析得出制絲車間質量指數，尋找短板和問題批次。再通過多批次分析，尋找問題間的關聯關系，探索提高產品質量的方法，并合理技術標準。

2、質量報表設計

質量統計報表采用SQL Server的數據倉庫技術設計。能統計生產線批次綜合情況、工段牌號批次綜合情況、工段得分匯總、工藝參數得分匯總、牌號工藝參數得分情況報表、牌號工段得分情況報表、工藝參數得分情況報表等多維度靈活組合的統計報表。

五、總結

1、深入研究參數采集、預警與異常處理，過程質量評價模型等關鍵技術，建立了一套基于批次的制絲過程動態質量分析與評價方法。

2、通過對重點工序和關鍵參數的系統分析，提出了參數化數據采集、預警規則和閉環式異常處理方法。

3、通過引入不合格時間概念，首次把過程參數穩態數據和非穩態數據進行綜合分析和評價，提出了制絲過程質量的全局分析方法。

4、通過對SPC和六西格碼理論的分析，結合煙草的數據特性和質量要求，采用定量和定性相結合的方法，研究提出了基于SPC的百分制得分評價公式，創新性建立了過程參數穩定性評價模型-得分評價模型。

5、以評價推動過程質量改進，運用木桶理論，通過尋找短板方式，持續尋求改進機會。

參考文獻：

[1]黃偉.卷煙制絲加工工藝對卷煙質量的影響及提高途徑分析[J].現代企業教育.2012（01）：3.

[2]張軍偉.制絲工藝質量控制[J]. 科技傳播. 2012（15）：2.

[3]劉波.卷煙制絲工序質量控制系統建模研究[D]. 昆明理工大學.2007：27.