陳哲 范俊

卷煙生產(chǎn)過程中煙支單支克重的影響因素研究

依據(jù)卷煙產(chǎn)品及產(chǎn)品檢驗的規(guī)范要求（見《卷煙成品出廠檢驗標準》，GB 5606.2-2005），卷煙產(chǎn)品的煙支質(zhì)量（即卷煙的單支克重，下文同）必須符合卷煙設(shè)計的質(zhì)量標準及公差范圍。

廈煙煙草工業(yè)有限責(zé)任公司 （以下簡稱我司）秉承著“卓越的結(jié)果來源于卓越的過程”的質(zhì)量控制理念，在卷煙生產(chǎn)的過程中，將煙支單支克重過程偏差（即生產(chǎn)過程中抽檢樣本煙支的實際克重與設(shè)計標準煙支單支克重的重量差值的絕對值）作為過程質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵指標進行長期的日常監(jiān)控。從最近三年本司卷包二區(qū)對煙支單支克重過程偏差的數(shù)據(jù)上看，煙支單支克重過程偏差若出現(xiàn)超出控制要求的情況（控制要求：樣本煙支單支克重過程偏差＜8mg)，成品煙支的非甲等率將大大超過煙支單支克重過程偏差符合控制要求的非甲等率，見圖1。

圖1 煙支單支克重過程偏差與煙支判定結(jié)果

可見煙支單支克重過程偏差的控制水平，對煙支成品質(zhì)量有很大的影響。煙支單支克重過程偏差出現(xiàn)不符合的原因，主要來源于生產(chǎn)過程中多種生產(chǎn)條件要素的變動，如：人的變動、機臺的不同、生產(chǎn)牌號的不同，往往很難找到真實的影響因素，從而無法明確真正的原因，進行有效的改進。為此，本司針對卷包車間二區(qū)中速卷煙機型為對象，開展生產(chǎn)過程中不同影響因素對煙支單支克重過程偏差影響程度的分析研究，最終形成改進策略。

數(shù)據(jù)獲取與方法選擇

1．?dāng)?shù)據(jù)獲取

本文數(shù)據(jù)來源為本司卷包車間生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，數(shù)據(jù)源來自過程質(zhì)量抽樣檢驗數(shù)據(jù)。抽樣頻率為每班（八小時）、每機臺、每牌號抽樣1次，抽樣的樣本量為30支，使用的數(shù)據(jù)為每次抽樣的算術(shù)均值。數(shù)據(jù)覆蓋時間為2015年1月1日～2015年12月31日。影響因素以維度的形式包含三個，一是代表人員變動的班組維度，共有二區(qū)甲班、二區(qū)乙班、二區(qū)丙班三個班組；二是代表機器設(shè)備的機臺號，共有E-J1、E-J2、E-J4、E-J5、E-J6、E-J7、E-J8七臺中速卷煙機設(shè)備；三是代表設(shè)計因素和材料不同的牌號維度，共有金橋 （軟混）、金橋（硬）、七匹狼（純典）、七匹狼（純雅）、七匹狼（紅）、七匹狼（鴻福）、七匹狼（君如意）、七匹狼（軟紅）、七匹狼（廈門）、七匹狼（軟富?。?，十個牌號。

依據(jù)測量實際，本文煙支克重相關(guān)檢驗數(shù)據(jù)屬于連續(xù)型的數(shù)據(jù)，煙支單支克重過程偏差的判定結(jié)果 （＜8mg符合控制要求，≥8mg超出控制要求）與影響因素（維度）為離散數(shù)據(jù)。

2．方法

本文選擇相關(guān)分析與最優(yōu)組合化分析作為分析模型。具體選用卡方檢驗方法明確因變量（影響因素）對自變量（煙支單支克重過程偏差的判定結(jié)果）的影響程度，使用關(guān)聯(lián)圖確認末端根因，最終使用最優(yōu)組合分析方法選定適用的參數(shù)改進策略。

煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果的影響因素分析

分析過程采用卡方檢驗分析，卡方檢驗是比率檢驗的一種，用于借助樣本比率來判斷總體中感興趣的比率變化。本文設(shè)定的假設(shè)為，原假設(shè)H 0：煙支單支克重過程偏差的判定結(jié)果與影響因素相互獨立；備擇假設(shè)H 1：煙支單支克重過程偏差的判定結(jié)果與影響因素相互不獨立。用P值進行假設(shè)檢驗，一般假設(shè)檢驗的顯著性水平為0.05，若P值小等于0.05，則拒絕原假設(shè)H 0，若P值大于0.05則接受原假設(shè)H0。并在拒絕原假設(shè)的情況下，通過卡方貢獻度的分析，找到在單一影響度下的具體改進點（如某一具體機臺、某一具體牌號、某一具體班組），明確下一步的分析方向。

1.煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與牌號的卡方檢驗

如表1所示，由于P值小于0.05，拒絕原假設(shè)H 0。因此煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與牌號間關(guān)系顯著，牌號因素為關(guān)鍵的影響因素。金橋(軟混)、七匹狼（純典）、七匹狼（鴻福）超出控制要求的卡方貢獻度較高（高于5，下判定標準同），為典型牌號。其中，金橋(軟混)與七匹狼（純典）兩個牌號實際的超出控制要求次數(shù)大于期望次數(shù)，顯著偏高，為制定改進的短板牌號。但由于牌號所涉及的設(shè)計因素和由此帶來的材料因素并非車間生產(chǎn)過程的可控因素，因此無法制定下一步的改進策略。

表1 煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與牌號的卡方檢驗

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2.煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與牌號的卡方檢驗

如表2所示，由于P值大于0.05，接受原假設(shè)H 0。因此煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與班組間關(guān)系不顯著，班組的因素為非關(guān)鍵的影響因素。不做進一步分析。

表2 煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與班組的卡方檢驗

3.煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與機臺的卡方檢驗

如表3所示，由于P值小于0.05，拒絕原假設(shè)H 0。因此煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與機臺間關(guān)系顯著，機臺因素為關(guān)鍵的影響因素。其中EJ2#、E-J6#超出控制要求的卡方貢獻度較高，為典型機臺。E-J6#預(yù)期的超出控制要求次數(shù)110次，實際為67次，可以判定為E-J6#機臺控制克重偏差較好，無需進行改進。E-J2#預(yù)期的超出控制要求次數(shù)111次，實際出現(xiàn)了142次，顯著高于預(yù)期。選定E-J2#機臺為改進重點，需進一步分析。

表3 煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果與機臺的卡方檢驗

4.煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果的影響因素分析結(jié)果

依據(jù)卡方檢驗結(jié)果，可以明確機臺設(shè)備的差異和牌號設(shè)計差異對煙支單支克重過程偏差判定結(jié)果產(chǎn)生重大影響，班組不同所帶來的人員差異因素影響并不明顯。本司作為卷煙產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品設(shè)計不屬于本司職能范疇，因此選定中速機設(shè)備影響因素為下一步分析方向，選定E-J2#機臺設(shè)備作為改進重點。

單支克重過程偏差過大的改進策略

1．中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大關(guān)鍵根因分析

在明確設(shè)備因素為煙支單支克重過程偏差過大的主要影響因素后，通過查閱近三年中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大的處理記錄與設(shè)備履歷，繪制現(xiàn)象與因素關(guān)聯(lián)圖，用以排查中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大的末端影響因素。

圖2 中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大因素關(guān)聯(lián)圖

通過關(guān)聯(lián)圖對末端因素排查，找到10條影響中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大的影響因素。車間對這十條影響因素制定詳盡要因確認計劃表，并進行逐一確認，以明確在現(xiàn)階段實際生產(chǎn)過程中所存在的問題與改進機會。

表4 中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大要因確認計劃表

通過現(xiàn)場檢查、調(diào)查分析、現(xiàn)場測驗及數(shù)據(jù)分析等方式，最終從10個末端因素中確定了1個現(xiàn)階段生產(chǎn)過程的設(shè)備關(guān)鍵根因。

表5 中速卷煙機煙支單支克重過程偏差過大要因表

2．關(guān)鍵根因改進

針對“控制參數(shù)不是最優(yōu)”這一關(guān)鍵根因，需要對設(shè)備中平整盤的相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化，以達到降低煙支單支克重過程偏差的目標。平整盤是中速卷煙機中控制煙絲量的部件，利用微波檢測煙支的重量，通過檢測的結(jié)果控制平整盤上下運動位置來控制煙絲的切削量，從而影響到煙支的單支克重。平整盤的關(guān)鍵參數(shù)有三個，分別是校準斜率、平整盤滯后及掃描器噪音補償參數(shù)。要達到控制參數(shù)最優(yōu)，就是通過最優(yōu)組合化分析找到這三個關(guān)鍵參數(shù)的最佳組合方式，保證煙支單支克重過程偏差降低。

（1）參數(shù)分級

在保證平整盤波動范圍±4V下，同時煙支重量無異常波動情況下，三個參數(shù)分別選定三個位級，見表6。

表6 平整盤參數(shù)位級表

（2）選定有效組合，進行正交實驗

最終選取九種參數(shù)有效組合，并經(jīng)過正交實驗，形成正交實驗表，見表7。

表7 平整盤參數(shù)正交實驗表

（3）正交試驗結(jié)果分析

對表7進行主觀分析，可見參數(shù)在A2B1C2的組合下煙支短期克重偏差最小。

通過極差分析，可得K2A、K1B、K2C的克重求和最少，故選擇參數(shù)組合A2B1C2，與主觀分析一致。

綜上最終選擇最優(yōu)的參數(shù)組合為A2[1.3]、B1[2]、 C2[8]。

（4）效果驗證

依據(jù)分析結(jié)果，2016年1月對E-J2#中速卷煙機的平整盤參數(shù)進行優(yōu)化，并對比1-3月數(shù)據(jù)與改進前數(shù)據(jù)。優(yōu)化后E-J2#中速卷煙機的煙支單支克重過程偏差均值與煙支單支克重過程偏差不符合次數(shù)明顯降低，改進效果顯著。

圖3 E-J2#煙支單支克重偏差改善前后對比

結(jié)論

本文通過卡方檢驗，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備因素、牌號因素為造成煙支單支過程克重偏差的關(guān)鍵因素，并使用卡方貢獻度的分析，發(fā)現(xiàn)了單一影響因素下的具體改進方向。同時，針對卷煙機中速機這一設(shè)備因素，使用關(guān)聯(lián)圖法，并結(jié)合現(xiàn)場檢查、調(diào)查分析、現(xiàn)場測驗及數(shù)據(jù)分析等方式最終確認卷煙機中速機改進的關(guān)鍵真因。再通過最優(yōu)組合的分析方法，找到卷煙機中速機平整盤參數(shù)優(yōu)化的最優(yōu)組合。

最終，將改進策略在E-J2#中速卷煙機進行結(jié)果驗證。從驗證的結(jié)果來看，很好地達到了控制煙支單支過程克重偏差的效果，證明改進策略有效。而本文所展示的分析思路，也可為過程質(zhì)量管控的問題影響因素確認、真因發(fā)現(xiàn)及改進策略選擇提供頗有意義的借鑒。

（作者單位：廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司）