卷煙廠建立了具有行業(yè)特色的SPC系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、過程分析、異常處理、質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量信息追溯等應(yīng)用于一體，將分布式部署應(yīng)用于煙草加工的關(guān)鍵流程和關(guān)鍵參數(shù)。該系統(tǒng)實(shí)施后，卷煙廠制煙過程質(zhì)量控制模式成功向“防控一體化、技術(shù)管理一體化”方向轉(zhuǎn)變。
卷煙廠的SPC系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
1.它提供具有動(dòng)態(tài)刷新和靈活切換的全局監(jiān)控視圖，自動(dòng)識(shí)別過程異常并啟動(dòng)預(yù)報(bào)警；
2.提供可定制的流程異常處理流程，確保每個(gè)異常都在閉環(huán)中記錄和管理；
3.配備各種質(zhì)量分析工具，以支持過程真實(shí)性和過程改進(jìn)；
4.建立結(jié)構(gòu)化的質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，對(duì)異常管理過程的處置知識(shí)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)查詢；
5.提供可定制的過程質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、精細(xì)化的質(zhì)量評(píng)價(jià)管理；
6.提供質(zhì)量信息可追溯性和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，以支持管理決策。
二、關(guān)鍵應(yīng)用研究
香煙切碎是一個(gè)復(fù)雜的物理和化學(xué)變化的過程。生產(chǎn)過程中的水分含量、溫度、添加物料(香氣)的準(zhǔn)確性以及各種添加劑的比例對(duì)卷煙的內(nèi)在品質(zhì)和工藝消耗有重要影響。在這個(gè)過程中，產(chǎn)品的含水量、加(香)料比、調(diào)配比的控制是以物料流量為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)變化的。在SPC系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用過程中，卷煙廠探索研究了加料、加香過程中首末料特殊過程的控制模式、偏斜數(shù)據(jù)的處理方法、過程異常的閉環(huán)管理、基于SPC的過程質(zhì)量評(píng)估等關(guān)鍵應(yīng)用，積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1、第一材料過程監(jiān)控
在制品和料液的流量(香氣和糖分等)。)在制絲過程中一般包括頭料(流量從零值逐漸上升到目標(biāo)值并趨于穩(wěn)定)和尾料(流量從目標(biāo)值逐漸回落到零值)的過程。在行業(yè)中，通常采用人工監(jiān)控和比對(duì)的方式來控制原料和尾料的過程，容易受到人為因素的影響，無法有效識(shí)別電子皮帶秤故障、煙草堵塞等異常現(xiàn)象。有鑒于此，卷煙廠嘗試采用控制圖方法，借助SPC系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頭尾料過程中物料的累計(jì)流量和香糖料的累計(jì)流量參數(shù)。
以第一種材料工藝為例。在安石亞太專家顧問的指導(dǎo)下，工藝研究團(tuán)隊(duì)制定了頭部物料運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算規(guī)則，利用物流穩(wěn)態(tài)臨界點(diǎn)分析法，對(duì)滿足公差(技術(shù)規(guī)范限值)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)分組，計(jì)算出工藝能力指數(shù)(CP)；當(dāng)Cp≥1.0時(shí)，認(rèn)為流量已進(jìn)入技術(shù)穩(wěn)態(tài)，以距離數(shù)據(jù)采集起點(diǎn)最遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)為穩(wěn)定臨界點(diǎn)，計(jì)算數(shù)據(jù)采集起點(diǎn)至穩(wěn)定臨界點(diǎn)的時(shí)間為第一個(gè)物料時(shí)間。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)研究品牌100個(gè)生產(chǎn)批次的首次投料時(shí)間進(jìn)行研究分析，利用直方圖、箱線圖等工具觀察中位數(shù)與平均值的偏離程度，最終確定研究品牌的首次投料基準(zhǔn)時(shí)間，作為收集每批物料或液體累計(jì)流量數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)。
研究人員通過SPC系統(tǒng)，自動(dòng)采集超過25個(gè)正常生產(chǎn)批次的累計(jì)流量數(shù)據(jù)，選取單值移動(dòng)范圍控制圖(I-MR)作為工具，研究頭部物料累計(jì)流量的波動(dòng)情況；借助該系統(tǒng)，我們可以快速地使物料的累計(jì)流量控制圖在頭部進(jìn)料過程中，同時(shí)得到頭部進(jìn)料過程中物料累計(jì)流量的控制極限。在SPC系統(tǒng)，研究人員可以直接觀察同一品牌每批頭料中物料累計(jì)流量的波動(dòng)狀態(tài)，通過預(yù)設(shè)的“一點(diǎn)超過控制極限，即判差”規(guī)則來檢查累計(jì)流量的穩(wěn)定性；最后通過控制圖，分析確定物料的累計(jì)流量控制限值作為初始控制標(biāo)準(zhǔn)，并通過后續(xù)生產(chǎn)批次的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，從而確定第一次物料過程中物料的累計(jì)流量控制標(biāo)準(zhǔn)。在上述過程完成后，可以開始監(jiān)控進(jìn)料過程中物料的累積流量。
每道工序經(jīng)過第一道材料工序時(shí)，過程控制的對(duì)象從累計(jì)材料流量切換到瞬時(shí)材料流量參數(shù)，所使用的控制圖技術(shù)對(duì)應(yīng)切換到控制圖類型供不同層次的人使用。
2、偏斜度數(shù)據(jù)交換技術(shù)
統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù)中的大多數(shù)工具和方法都是基于數(shù)據(jù)正態(tài)分布的假設(shè)。因此，在使用統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)工具之前，需要檢查參數(shù)原始數(shù)據(jù)的分布形式，以確定每個(gè)參數(shù)是否服從正態(tài)分布，然后選擇合適的工具和方法。
在去除頭料、尾料和截止范圍的原始數(shù)據(jù)后，研究人員對(duì)制絲過程中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了正態(tài)性檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大部分參數(shù)為非正態(tài)分布，需要進(jìn)行變換處理，以滿足正態(tài)分布特征要求，降低誤報(bào)概率。起初卷煙廠采用Johnson、BOXCOX等常用的變換方法，但未能實(shí)現(xiàn)這些偏度參數(shù)的有效變換。
在專家顧問的幫助下，參數(shù)的原始數(shù)據(jù)通過SPC系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)分組和算術(shù)平均的方法進(jìn)行自動(dòng)平滑，最終滿足控制圖應(yīng)用的前提要求。
3.過程異常的閉環(huán)管理
過程異常閉環(huán)管理是保持過程穩(wěn)定和持續(xù)改進(jìn)的基本要求，也是保證SPC技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用的重要活動(dòng)。
卷煙廠以“快速響應(yīng)、找準(zhǔn)機(jī)制、妥善處理、防止再次發(fā)生”為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了基于流程導(dǎo)向、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的流程異常閉環(huán)管理機(jī)制，確保流程異常能夠快速妥善處理。
過程異常處理小組由現(xiàn)場(chǎng)操作員、中控管理員、過程技術(shù)員、設(shè)備維護(hù)人員和車間經(jīng)理組成；以工藝技術(shù)人員為核心，現(xiàn)場(chǎng)操作人員、中控管理員、設(shè)備維護(hù)人員協(xié)助。團(tuán)隊(duì)成員可以通過合作和相互學(xué)習(xí)來提高SPC理論知識(shí)和實(shí)踐技能。
在SPC系統(tǒng)的支持下，卷煙廠初步建立了流程異常處理的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)管理系統(tǒng)。一方面，驗(yàn)證有效的流程異常處理知識(shí)被在線帶入經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫；另一方面，借助SPC系統(tǒng)平臺(tái)，為全體員工提供異常處理經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的查詢應(yīng)用，提高了知識(shí)的利用率和價(jià)值。
通過SPC系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，卷煙廠探索研究了頭尾料特殊過程的控制技術(shù)、偏斜數(shù)據(jù)的處理方法、過程異常的閉環(huán)管理以及基于SPC技術(shù)的過程質(zhì)量評(píng)價(jià)模式的建立。實(shí)踐證明，SPC系統(tǒng)在優(yōu)化創(chuàng)新卷煙廠工藝質(zhì)量控制模式方面發(fā)揮了顯著作用，提高了制絲工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量水平。
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