利用SPC分析卷烟行业的工序能力
发布于:2011-3-14 已被阅读: 次 
对卷烟机单支重量进行统计过程控制分析和工序能力分析,通过利用统计过程控制图(SPC)进行观察分析,能够及时发现卷烟机在重量方面的质量运行状况及问题所在,以及时提高过程控制管理能力和改进质量指标,提高产品的质量特性。并且可以对过程能力过剩的设备进行工艺指标调整,提高其控制精度,使之制造出精品来;对过程能力不足的设备,及时进行设备改造,使之适应当前的产品制造标准。

  目前,各机型的高速卷烟设备都是通过重量控制自动控制烟支的单支重量,但受外界因素的影响有时会造成重量控制不稳定,而且不易被发现,由于设备高速运转容易造成大量不合格产品,给企业造成不必要的损失。为避免这一缺陷,我们可以对卷烟机单支重量进行统计过程分析,通过SPC图来及时发现问题,在管理上和技术上进行调整,不断提高产品的质量。
  我们以某牌号的单支重量为依据,对MK9-5、PASSIM8000、PROTOS70等机型的重量控制的工序能力进行分析:

一、 样品制备与测试:
  分别从上述机型取同牌号烟支100支,用综合测试台重量单元进行测量得到表1数据。

机型

MK9-5

PASSIM8000

PROTOS70

1

0.866

0.862

0.858

0.862

0.878

0.938

0.914

0.884

0.869

0.935

0.877

0.876

2

0.865

0.874

0.900

0.928

0.908

0.900

0.887

0.907

0.920

0.901

0.889

0.884

3

0.896

0.909

0.910

0.858

0.906

0.922

0.879

0.900

0.888

0.888

0.937

0.907

4

0.944

0.854

0.879

0.875

0.935

0.911

0.879

0.914

0.887

0.883

0.910

0.920

5

0.879

0.896

0.921

0.895

0.909

0.941

0.937

0.909

0.871

0.841

0.874

0.918

6

0.879

0.926

0.879

0.886

0.924

0.883

0.901

0.916

0.878

0.937

0.904

0.891

7

0.888

0.881

0.901

0.851

0.932

0.913

0.909

0.897

0.888

0.879

0.841

0.903

8

0.867

0.879

0.847

0.974

0.925

0.917

0.904

0.933

0.864

0.889

0.903

0.933

9

0.905

0.898

0.919

0.879

0.911

0.910

0.923

0.898

0.864

0.897

0.907

0.909

10

0.851

0.874

0.842

0.843

0.913

0.880

0.932

0.935

0.900

0.920

0.908

0.917

11

0.909

0.873

0.837

0.885

0.924

0.909

0.917

0.878

0.883

0.880

0.892

0.902

12

0.851

0.911

0.877

0.912

0.899

0.905

0.936

0.906

0.893

0.841

0.928

0.890

13

0.884

0.898

0.875

0.837

0.905

0.884

0.892

0.900

0.845

0.898

0.905

0.896

14

0.845

0.881

0.907

0.897

0.905

0.885

0.883

0.854

0.873

0.858

0.918

0.923

15

0.885

0.883

0.912

0.929

0.911

0.862

0.908

0.907

0.879

0.942

0.914

0.931

16

0.952

0.917

0.891

0.877

0.908

0.915

0.911

0.956

0.942

0.955

0.863

0.893

17

0.930

0.896

0.909

0.902

0.949

0.932

0.930

0.920

0.903

0.921

0.848

0.890

18

0.860

0.945

0.925

0.892

0.919

0.898

0.937

0.952

0.888

0.868

0.927

0.932

19

0.929

0.897

0.895

0.866

0.929

0.889

0.915

0.912

0.878

0.921

0.869

0.916

20

0.890

0.869

0.882

0.930

0.894

0.926

0.910

0.897

0.911

0.912

0.873

0.868

21

0.936

0.862

0.849

0.914

0.932

0.916

0.868

0.906

0.896

0.901

0.923

0.914

22

0.871

0.901

0.865

0.861

0.920

0.876

0.864

0.909

0.855

0.899

0.878

0.878

23

0.918

0.898

0.858

0.859

0.928

0.848

0.931

0.863

0.908

0.892

0.877

0.902

24

0.945

0.909

0.908

0.916

0.889

0.926

0.913

0.897

0.873

0.928

0.893

0.907

25

0.886

0.907

0.835

0.899

0.910

0.910

0.881

0.883

0.883

0.919

0.901

0.897

表1

二、 数据分析
1、建立频数分布表:
①分组数为K:根据经验公式,且K一般取奇数,则K=9。
②计算极差R:R=XL - XS
  则:RMK9-5=0.974-0.835=0.139g;
    RPASSIM80=0.956-0.848=0.108g;
    RPROTOS70=0.955-0.841=0.114g;
③计算组距CL:CL=R/K;
  则:MK9-5 机型 CL=0.139/9≈0.015;
    PASSIM8000 机型 CL=0.108/9=0.012;
    PROTOS70 机型 CL=0.114/9≈0.013。
④确定组限:第一组的组限为本组的最小值减去1/2最小测量单位,其他组值为上一组值加上组距。
⑤计算累计频数:根据以上各卷烟机的参数,计算出单支重量在不同数值段的频数(见表2),将表2数据形成图像(见曲线1),可以看出各卷烟机的支重量数据基本上属于正态分布。


表2




2、正态数据分析
①MK9-5机型单制重量平均值和标准偏差为:

 

②PASSIM8000机型单支重量平均值和标准偏差为:

 

 

 

③PROTOS70单支重量平均值和标准偏差为:

 

 

 

三、 控制图(SPC图)的形成
1、控制图的作用:
  我们知道控制图在贯彻预防原则中有两个作用:其一是对生产过程进行监控,当控制图的点子出现异常排列时,我们可以根据一定的判稳原则做出判断,及时采取措施加以消除,这是预防不合格品出现的一种手段;其二控制图的点子突然出界,显示异常,这时必须查出异常因素,采取措施加以消除。生产过程处于控制状态是生产者所追求的目标,因为如果指标在控制范围内,过程产生变异的可能性就越小。根据3δ原则,偶然因素造成的不合格极少,仅占0.27%,不合格主要是异常因素造成,因此发现异常因素是SPC图的主要作用。
2、将测试数据形成控制图
①MK9-5机型
  UCL=+3σ =0.973     LCL=-3σ =0.805

②PASSIM8000机型
  UCL=+3σ =0.973     LCL=-3σ =0.847

③PROTOS80 机型
  UCL=+3σ =0.972     LCL=-3σ =0.828

3、根据控制图判断工序的稳定性
①根据国标GB/T4091-2001《常规控制图》中规定的8种判异准则:见下表。

序号

内容

准则 1

一点落在 A 区之外,即点出界判异。

准则 2

连续 9 点落在中心线同一侧。

准则 3

连续 6 点递增或递减。

准则 4

连续 14 点上下交替。

准则 5

连续 3 点中有 2 点落在中心线同一侧 B 区以外。

准则 6

连续 5 点中有 4 点落在中心线同一侧的 C 区之外。

准则 7

连续 15 点在 C 区中心线上下。

准则 8

连续 8 点在中心线两侧但无一在 C 区中。

②各机型的稳定性分析:通过上述判异原则对各机型的单支重量的控制图进行分析,可以看出各卷烟机型的单支重量基本处于受控状态,但PROTOS机型有连续5点递增或递减现象,在实际生产中应时时注意SPC图的趋势,以做进一步微调;PASSIM 80有一点落在A区界外(超出界线0.001g)处理这种点出界现象的原则是“20字方针”:查出异因、采取措施、加以消除、不再出现、纳入标准;MK9-5机型控制基本正常但比较“粗犷”,波动较大,应该在控制状态上再细致一些。

四、工序能力分析:
  根据产品制造规格,所选该牌号烟支的标准(公差中心)为0.900g,公差为:0.1g。为方便工序能力指数的计算,可将各参数制成下表。


表3

  因为重量控制属于双侧公差,因此可计算出各卷烟机型的工序能力指数CP和CPK
①MK9-5机型的工序能力指数为:

 

CP=

T

=

0.2

 =1.190;

6S

6×0.028

  (T为公差上限减去公差下限)

 

K=

2Δ

=

2(0.900-0.889)

 =0.01;

T

0.2

  (Δ为公差中心减去均值的绝对值)
  CPK=CP(1-K)=1.178;
②PASSIM80机型的工序能力指数为:

 

CP=

T

=

0.2

 =1.587;

6S

6×0.021

 

K=

2Δ

=

2(0.910-0.900)

 =0.1;

T

0.2

  CPK=CP(1-K)=1.428;
③PROTOS70机型的工序能力指数为:

 

CP=

T

=

0.2

 =1.389;

6S

6×0.024

 

K=

2Δ

=

2(0.910-0.900)

 =0.1;

T

0.16

  CPK=CP(1-K)=1.389;
④工序能力分析:
  一般来说,CP指表示过程加工的一致性,即“质量能力”,CP值越大则质量特性值分部越苗条,质量能力越强;而有偏移情况的CPK表示过程中心与公差中心M的偏移情况,CPK越大则二者偏离越小,也即过程中心对公差中心越“瞄准”,是过程的“质量能力”和“管理能力”二者综合的结果。对过程能力CP值得评价,有关资料是如下规定的:当1.67>CP≥1.33时,过程能力属于Ⅱ级,表示过程能力充分或技术能力管理能力较好,应继续保持,并持续改进;对过程能力在1.33>CP≥1.0时,过程能力属于Ⅲ级,表示过程能力较勉强,应设法提高为Ⅱ级。虽然CP值越高产品质量越好,但对设备和操作人员的要求也越高,加工成本也高,因此对于CP值的选择应根据技术与经济来决定。在上述分析过程中,MK9-5机型的过程能力属于Ⅲ级,鉴于该机型属于老设备,不要在设备技术改进上下功夫,避免成本过高而得不偿失,应提高操作人员的技术水平,从管理上进行调整,力争将过程能力提高为Ⅱ级。PASSIM8000和PROTOS70过程能力属于Ⅱ级,应该继续保持并持续改进其质量特性,必要时可以调整公差中心,根据3δ原则,可以将在这两种机型上卷制该牌号烟支的单支重量的公差是设为0.075g,这样既可以提高设备的控制能力,又可以提高产品的质量特性,降低原料消耗等。

五、综述:
  通过对生产过程的各个工序进行过程能力分析,可以将工艺指标制定的更为合理,同时对保持设备最佳运行状态、提高产品质量、节约降耗等方面都有较大的帮助。

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