基于六西格瑪法的黔西南州煙地起壟作業合格率研究

謝 沖吳長兵李再軍*高 貴張富貴

（1貴州省煙草公司黔西南州公司，貴州興義 562400；2中國煙草總公司貴州省公司，貴州貴陽 550004；3貴州大學機械工程學院，貴州貴陽 550025）

近年來，煙農隊伍萎縮、種煙比較收益降低、其他高效益經濟作物產業擠占、用工勞動成本攀升等問題的出現，嚴重制約了烤煙產業的發展。如何提高種煙收益、穩定產業、穩定煙農隊伍，成為煙草行業亟待解決的一大難題[1]。眾所周知，機械化是促進農業發展的重要措施，烤煙產業亦是如此，特別是在面臨以上困境和難題的情況下，烤煙產業機械化的全面發展和應用就顯得更加重要和迫切。

機械化是實現煙草產業降本增效的有效手段之一。自2005年煙草行業開展煙葉生產基礎設施項目建設工作以來，黔西南州共配置農機具（通用、專用）15 000多臺（套），機械類型涵蓋育苗、翻耕、起壟、覆膜、移栽、植保等環節。但由于缺乏科學有效的運行管理體系和服務機制，導致煙草農機使用率、完好率和作業合格率普遍不高。其中，解決作業合格率的問題尤為重要，其是農機運行使用效果和農機服務質量綜合指標的具體體現，是機械化發展過程中的癥結點和關鍵點。在眾多作業環節中，起壟作業事關覆膜質量和后期的移栽質量，且起壟作業用工量較大。壟體高度、寬度是否合格，直接影響煙草的生長發育和保水抗旱。為此，本文擬運用六西格瑪法，分析了影響農機起壟作業合格率的因素，在此基礎上提出了提高起壟合格率的措施，以期為煙葉生產機械化的實現、以全程機械化推進實現煙草農業現代化提供參考。

1 起壟農藝標準及機型分析

1.1 起壟農藝標準

目前，由于生產種植習慣和土壤氣候條件的差異，國內針對起壟環節沒有制定統一的標準和規范，各地對相關參數的要求也不盡相同。基于黔西南州煙葉生產實際及種植生產習慣，通過反復試驗分析對比，舍去次要因素，聚焦主要因素和關鍵參數，最后擬定了煙葉生產起壟環節評價內容及標準的推薦值，主要從壟體的飽滿度、整體度進行外觀評價，具體從壟高、壟基寬等進行量化評價，具體如表1所示。

表1 黔西南州煙葉生產起壟農藝標準推薦值

1.2 起壟機型分析

目前用于黔西南州植煙區域起壟環節的機型主要分為專用機和多功能一體機。專用機械專用于起壟作業，功能比較單一，在晴隆縣、安龍縣等山區煙地，以微耕機為動力平臺，以螺旋刀為開溝排土部件，后部加掛“八”字形修壟刀，屬于開溝式起壟；在興仁、興義等部分地形條件較好的煙區，采用拖拉機驅動的旋耕起壟機完成起壟作業。多功能一體機主要有起壟覆膜機、起壟施肥機等，以江蘇久泰的起壟覆膜機、福建永順的起壟施肥機為代表機型，上述機型的起壟屬于整形式起壟，起壟效果較好，但是機具寬度大于壟體寬度，較為笨重，一旦作業過程中遇到石頭或其他障礙物需要躲避時，繞行半徑大，在黔西南州喀斯特地形條件下，適宜該類機型作業的煙地較少。

1.3 黔西南州機械化起壟需求及效益分析

1.3.1 黔西南州起壟機械需求量分析。黔西南州常年種植烤煙面積為17 067.52 hm2，每年機械化起壟作業面積為14 507.39 hm2，機械化起壟作業率達到85%。通過測定，每臺自走式起壟機耕作效率為0.05 hm2/h，每天按工作8 h計，則每臺機械每天可完成0.4 hm2，每季工作15 d，則一臺機械年作業效率為6 hm2，按照1.2儲備系數計算，則全州共需要起壟機械約3 040臺。全州目前共有農機15 000臺（套），其中現有起壟機械2 500臺（套）（含起壟專用機械及起壟覆膜一體機等綜合機械）。從目前的使用運行情況來看，由于調度不科學、維修管理不善等原因，煙草農機的限制損毀率為10%，在2 500臺（套）的存量中，可使用數量為2 250臺（套）。綜上所述，全州起壟機械的需求量為790臺（套）。

1.3.2 機械化起壟作業的效益分析。根據黔西南州各年配置起壟機的價格情況分析，起壟機的價格為7 200元/臺。一臺機械使用壽命為5年，5年內的起壟面積為32 hm2，則攤銷購機成本為225.00元/hm2。人工起壟效率與地形有關，經測定，一般平整地形為0.07 hm2/d，山地或丘陵地帶為0.05～0.06 hm2/d，此處統一采用平整地形的人工效率進行對比分析（同樣，起壟機械的作業效率0.05 hm2/h也為平整地形測定），具體分析對比情況見表2。經分析測定，機械起壟成本是人工起壟成本的59.07%，機械起壟效率是人工起壟效率的6.4倍，按照人工起壟標準進行收費，作業11.13 hm2即可以收回購機成本。

表2 黔西南州機械化起壟與人工起壟成本效益對比分析

通過效益分析，機械起壟效率高，成本收回快，真正達到了減工降本目標，可以預測機械化是今后起壟作業發展的必然趨勢。但是由于管理制度、運行模式等方面的缺陷，機械起壟作業合格率不高，這成為影響機械化起壟推廣的最大障礙。因此，對影響起壟作業合格率的因素進行分析并予以改進優化，具有迫切的現實意義。

2 基于六西格瑪法的起壟不合格因素分析模型

2.1 影響作業合格率的主要因素

在煙草農機作業過程中，根據服務對象、服務流程、服務模式的差異化分析，從“人、機、料、法、環”的思想出發，深入具體作業環節和步驟，對操作人員、機械本身及相關因素等進行分析，得出影響作業合格率的主要因素如下。①人員。首先是機手的業務素質、技術水平及對技術標準的執行力度等；其次是檢查驗收人員的考核方法和工作態度等；最后是接受服務煙農對質量的要求等。②機械。包括配置機械的工藝水平、創新技術的集成與應用、機械與作業環節的適配性以及機械的可操作性、穩定性、自動化程度等。③作業標準的運用與約束。包括作業環節標準的統一性和科學性，對作業質量考核的量化指標、操作流程的規范性等。④配套服務體系。包括機械維修質量、維修效率、數據共享、技術培訓到位率等。⑤過程能力約束。涉及過程能力指數監控、監督檢查結果反饋及數據測量與收集。

結合農機作業實際情況，一般獲取數據途徑如下：一是實驗測量。選定某一作業環節，按照單一變量原則進行測量獲取。二是調研。通過走訪、采訪、回訪等方式，現場調研獲取數據。三是軟件模擬仿真。采用建模的方式，設置不同作業環節和條件，實地模擬具體作業環節并進行修正后得到數據。根據分析結果，繪制魚骨圖（圖1）。

2.2 原因分析

根據獲取數據，通過指標量化后綜合多個方面進行原因分析。①人員。包括現有人員素質是否滿足要求、業務能力是否需要提升、是否需要進一步強化和樹立質量意識等。②機械。包括機械的工藝水平是否滿足作業要求，技術創新及產品更新換代是否及時，機械與作業環節的適配性、穩定性等。③作業標準。包括現有標準是否滿足要求、是否科學合理，標準執行力度是否滿足要求等。④配套體系。包括是否因為維修服務不到位而影響作業合格率等。⑤過程約束。包括考核評價機制是否健全、監督檢查力度是否到位等。⑥地形差異。在同類型地域內，如果都是淺山坡地或丘陵坡地，要分析是否因為地形的微小變化和起伏而影響作業合格率，以及土壤濕度、顆粒形狀等對作業合格率的影響程度。

2.3 方案改進

找出具體原因后，確定過程的關鍵輸出變量，采用帕累托圖的原理，根據80/20原則（即80%的結果源于20%的原因），識別關鍵因素，有針對性地制定改進措施[2-5]。

2.4 過程控制

根據影響結果的關鍵因素，制定改進方案和改進措施，并加以執行，在執行過程中不斷地迭代改進，直到結果最優，即使農機作業合格率滿足生產要求[6-9]。

3 黔西南州煙地起壟作業不合格因素分析及對策

按照黔西南州種植烤煙面積17 067.52 hm2計算，全州煙葉均價為27.905 4元/kg。該地區農機作業合格率一直達不到最優水平，以起壟環節為例，農機作業合格率在89%左右，受到11%的不合格率影響（在不完全糾正的前提下，各環節的不合格率影響具有傳遞和累加效應），煙葉質量和品質將出現不同程度下滑，進而影響煙農的收益和地區經濟水平的提升。

3.1 現狀分析

起壟作業過程中，主要作業機械為起壟施肥一體機、起壟覆膜機和田園管理機帶起壟掛件等機械，一般由合作社組織專業隊伍提供作業服務，也有第三方組織機構自行提供機械和人員直接提供服務，少部分由煙農購買機械獨立完成。第三方組織機構的農機作業合格率相對較高，合作社次之，煙農自行作業的合格率最差，總體水平都不夠理想，農機作業合格率長期處于89%的瓶頸水平。

3.2 關鍵影響因素的測量與統計

采用實測與調研得到原始數據（由于地形地貌變化多樣，建模模擬方法不適用），采用主成分分析法[10-12]對數據進行分析，得出起壟作業環節不合格率影響因素的分布情況表（表3），并繪制不同影響因素的帕累托原理圖（圖2）。

表3 黔西南州起壟環節不合格率影響因素分析%單位：

3.3 主要原因分析

①人員。該地區農機操作隊伍建設力度不夠，機手的操作水平和業務能力相對不足，對農機作業不合格率的影響達5%。②機械。當地配置的機械大多為2016年以前配置，缺乏新技術、新機械，機械的適配性與新技術集成較差，對作業不合格率影響達4%。③作業標準。該地區制定了地方標準，對各個作業環節的操作流程、作業環節考核指標等做了規定，但總體上執行力度不到位，且該標準為企業標準，缺乏進一步的科學論證和考察。④配套體系。由于缺乏統一的維修服務平臺，資源整合力度差，導致維修服務水平不高，整體維修成本居高不下，農機完好率較低。⑤其他。諸如考核評價體系、地形起伏變化及土壤特性等對農機作業不合格率均有一定影響，但不是主要因素，其對農機作業不合格率的影響在0.5%。

3.4 方案改進措施與方向

根據80/20原則[13-14]，影響農機作業合格率的主要因素為機手的技術水平和機械的適配性與新技術集成，即人員與配置機械為關鍵因素，其共同影響程度達80%。為了有效提高農機作業合格率，將重點從操作人員與配置機械入手，進行方案的改進與優化。

3.4.1 人員隊伍。重點提升農機操作隊伍的技術水平和業務素質，穩定農機隊伍。一是加大對機手的培訓力度，全面提升機手的技術水平以及對技術標準的執行力度。二是以烤煙服務為主業和基礎，逐漸向大農業服務邁進，拓展服務面和服務量，增加農機隊伍收益，以利益導向來提升和穩定農機服務質量。三是引進第三方優質企業，以購買服務的形式來提高服務質量，從而促進合作社專業化服務隊伍技術進步。

3.4.2 機械配置。首先，不斷引入新機型和新機械，強化創新機械的引領作用。其次，要加大對成熟、穩定機械的推廣應用力度，形成聚合效應，示范帶動，全面推廣[15-16]。同時，還要加大與科研單位和第三方優質企業的合作研發力度，有針對性地研制適合本地區、本環節的創新機械，為機械的配置提供新活力，力求讓產品更新換代速度滿足產業高質量發展要求。

3.5 改進方案的執行與控制

通過示范引進貴州新三農農業裝備有限公司銷售的起壟機（悅田YT10-A多功能田園管理機），聘請廠家技術員對機手進行操作培訓后，起壟合格率有了較大提升，壟體飽滿、壟形均勻，壟高、壟寬等指標標準、統一，總體作業合格率從89%提升到了95%，基本滿足了當前煙葉生產的種植要求。但改進方案的執行和控制是一個不斷迭代和優化的過程，需要不斷引入更加適合黔西南州不同植煙環境的起壟機械，同時不斷改進技術措施進行試驗，不斷優化升級，最終起壟合格率水平趨向100%。

4 結語

通過六西格瑪法的應用，分析了黔西南州農機作業（起壟）合格率不高的問題，便于下一步農機管理部門對癥下藥，采取對應措施，為其他環節作業機械化水平的提升提供可參考、可借鑒的管理思路，為煙農降本增效、產業助農增收提供裝備支撐，也為同類型煙地的機械化發展提供了參考和借鑒。后期，將以該方法的引入和應用為切入點，嘗試解決煙草農機使用率、完好率不高的問題，以尋求黔西南州煙草農機全程機械化建設的最優方案，為全程機械化的構建和運行提供裝備和技術支撐。