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(jìn)—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(jìn)方法體系，是旨在持續(xù)改進(jìn)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(jìn)流程，實現(xiàn)無缺陷的過程設(shè)計，并對現(xiàn)有過程進(jìn)行過程界定、測量、分析、改進(jìn)、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(jìn)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(biāo)完成的重要支撐，近年來該產(chǎn)品單箱耗葉指標(biāo)居高不下，比標(biāo)桿廠家高3.6kg/箱，單箱煙葉成本比標(biāo)桿廠家高341.55元，為成本指標(biāo)中差距最大項。在對反映單箱耗葉指標(biāo)控制水平的出絲率進(jìn)行統(tǒng)計，南寧卷煙廠A產(chǎn)品出絲率比標(biāo)桿廠家低0.65%。此項目通過針對問題進(jìn)行分析，將出絲率提高到理想范圍，確保降本增效目標(biāo)達(dá)成。

1.2 項目目標(biāo)。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(biāo)桿廠水平，確定項目目標(biāo)為A產(chǎn)品出絲率≥99.00%，挑戰(zhàn)目標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)記錄可知，電子皮帶秤測量誤差均≤0.5%，滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)烘箱的檢測是可以接受的。

2.2能力分析。如圖4所示，隨機(jī)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(dāng)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(jìn)行原因分析及風(fēng)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(tuán)隊成員從原因明確、措施對口、改進(jìn)容易、過程可逆、改進(jìn)成本、改進(jìn)時間六個緯度進(jìn)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(jìn)行快速改進(jìn)，最終經(jīng)過快改后， A產(chǎn)品出絲率均值達(dá)到98.61%，較改進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)、葉絲暫存柜的作用以及原理進(jìn)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(dǎo)致在制品造碎增加。切絲機(jī)推料板速度通過變頻器進(jìn)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(jìn)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(jìn)行擠壓和撞擊導(dǎo)致在制品造碎。制絲生產(chǎn)線除主機(jī)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)階段

4.1改進(jìn)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(jìn)行優(yōu)化。由于切絲機(jī)推料板變頻器與電機(jī)為一體式插針連接整體安裝在切絲機(jī)機(jī)體上，運行中設(shè)備震動大導(dǎo)致電路接觸不良，以及推料板啟動信號與380V強(qiáng)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(jī)一體式插針連接，并將強(qiáng)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(jìn)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(jī)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)效果驗證。在完成改進(jìn)后，隨機(jī)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(jìn)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(jìn)后A產(chǎn)品出絲率（Y）均值=99.09%，達(dá)到改進(jìn)目標(biāo)。

5、控制階段

5.1 控制方法。為鞏固項目改進(jìn)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(xí)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(jìn)行了文件標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)偏差、HT蒸汽流量與筒壁溫度Cpk等重要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，在點檢基準(zhǔn)中增加對漏煙情況的點檢，對出絲率和過程損耗進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)異常時根據(jù)控制計劃進(jìn)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(dá)到預(yù)期目標(biāo)，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(jìn)后出絲率控制穩(wěn)定，平均值為99.12%，達(dá)到項目的挑戰(zhàn)目標(biāo)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(yù)期效果，為公司和南寧廠完成年度降本目標(biāo)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(tuán)隊成員也越來越多，關(guān)注流程、用數(shù)據(jù)說話、依靠團(tuán)隊的力量、使用六西格瑪語言，逐漸成為員工的習(xí)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(jìn)一步加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

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

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