基于SPC信息技術的制絲批次質量評價管理模式的探索

陶婧 魏保華 李帆 溫運嶺 朱東風

【摘 要】針對質量指標“片面”以及管控模式相對“粗糙”的現狀，駐馬店卷煙廠制絲部借助SPC信息化平臺，以工序（工段）批次綜合得分為核心，逐步構建了涵蓋工藝參數-工序-批次的多層級評價體系，實現質量問題閉環處理，并建立監督考核機制。推動部門批次內、間質量管控工作向深度擴展、向精細化延伸。

【關鍵詞】SPC信息技術;制絲批次;質量評價;管理模式

一、前言

統計過程控制（SPC）技術引入中國并在煙草行業推廣應用由來已久。與以往的質量控制手段相比，SPC的顯著特點是將事后檢驗變為事前檢測和預防，通過控制圖對生產過程進行分析評價，根據反饋信息及時發現異常情況，并消除其影響，恢復過程的穩定，從而達到提高和控制質量的目的。

盡管SPC技術在指導煙草制絲工序穩定控制和工藝優化研究中發揮了重要作用，但仍存在一定的局限性。一方面，SPC通常對穩定生產狀態數據采用Cpk、標準偏差、西格瑪水平等統計指標進行質量評價，但這些指標在一些特殊的情況下不能很真實的反映質量好壞。另一方面，SPC僅關注了制絲生產中的穩態過程，而對料頭、料尾和斷料等非穩態數據進行了剔除，可能會掩蓋諸多質量問題，不能全面得評價制絲生產過程，使得質量管理存在缺失。鑒于此，駐馬店卷煙廠制絲部針對質量指標“片面”以及管控模式相對“粗糙”的情況，明確提出在批次評價模型中必須要納入對非穩態數據的評價，探索創新基于SPC系統的制絲批次質量評價的管理模式，以促進制絲過程質量管控水平持續提升。

二、研究內容

利用信息化手段，將SPC統計過程控制技術充分運用到企業的質量管理業務活動中。構建涵蓋工藝參數-工序-批次的多層級SPC質量控制與分析信息化平臺，實時準確地對工序過程進行監控，分析工序過程質量狀態、追溯產品質量問題。

1.細化管控參數，實現關鍵控制

批次加工的質量穩定性依賴于批次生產中各工序對在制品加工質量的穩定性，而工序的加工質量穩定性則進一步取決于該工序中各關鍵工藝參數執行質量的穩定性。因此，識別制絲過程的關鍵工序及其下的重點指標和參數（表1），并實現指標和參數數據的自動采集，為批次評價的探索和應用提供了基礎。

2.引入非穩態時間，建立批次質量評價模型

駐馬店卷煙廠制絲部在常用統計指標如CPK，標準偏差，合格率等基礎上，構建了能夠反映工藝參數加工全過程質量狀態的參數總得分公式：

Q = 0.2 * Q非穩態? + 0.8 * Q穩態

在此基礎上采用算術加權的方式進一步建立工序、工段、批次質量評價模型。

作為組成工序的下轄關鍵工藝參數，工序得分可表示為：

Q工序 =? Q參數1 * 權重參數1? +? Q參數2 * 權重參數2 + ….

進而工段得分可以表示為：

Q工段 =? Q工序1 * 權重工序1? +? Q工序2 * 權重工序2 + ….

將參數、工序、工段根據評價模型逐層匯總到批次：

Q批次 =? Q工段1 * 權重工段1? +? Q工段2 * 權重工段2 + ….

各工序、工段權重借鑒《中華人民共和國煙草行業標準-卷煙制造過程能力測評導則》（YCT-295）中設置的權重。依據六西格瑪理論，運用3σ原則，通過統計計算，批次質量得分基礎分為85分，并將該基礎分值內置到信息化平臺中。

通過建立以參數穩態階段和非穩態階段為單元的評價得分體系，再按照權重計算出工序、工段及批次的綜合得分，達到完善當前質量評估方式缺陷的目的，實現從點到面，從參數到批次到部門的全過程、全方位的工藝質量評價分析。

3.建立生產過程異常信息處理、分析體系

首先，SPC系統在制絲各工序生產過程中對關鍵檢測點進行在線實時的數據采集、分析、統計的同時，如出現質量異?；蚓哂匈|量異常的趨勢，系統會迅速做出反應并實時展現到畫面的“直方彩虹圖”中，直觀展現參數的實時趨勢，且出現連續的數據點超過工藝標準限時系統自動觸發預報警，提醒操作人員及時調整，達到預防性質量控制的目的。

此外，通過逐級構建的從工藝參數、工序到生產批次的質量穩定性評價模型，便于工藝管理人員以批次質量得分為依據，對產品質量進行及時有效的追溯。當批次評價得分出現異常時，能夠從這些異常信息中最大限度地還原批次制造過程的歷史信息，快速定位問題參數，確定問題根源。如圖所示（圖1），通過批次質量得分情況對比，找到得分異常的批次，向下追溯到該批次各關鍵工序得分，分析確定其中質量穩定性較差的工序后，進一步追溯到該工序各關鍵參數得分情況，進而確定問題癥結所在。該評價模型使得制絲生產過程中的問題追溯變得極具針對性，幫助工藝管理人員快速、準確地找到生產過程中影響加工質量的短板，并制定對策。

4.建立制絲批次質量評價閉環管控模型

在構建制絲批次評價模型的基礎上， 部門充分運用“預防管理”及“PDCA閉環管理”的先進質量管理方法及理念，依托SPC平臺通過對過程關鍵參數、指標進行實時監控、分析、評價、考核、改進，實現問題的閉環處理，不斷引導過程及系統的質量改進，全面提升產品質量管控水平。

5.建立制絲批次質量評價管控體系考核督導機制

參照YCT295-2009卷煙制造過程能力標準要求，駐馬店卷煙廠結合自身實際管理情況對現行質量考核體系進行創新，制定了基于批次質量評價模型的工藝質量考評標準。改進了參數監控管理方法，將參數非穩態時段納入監測和考核范圍，實現了制絲生產過程參數的全方位監控與考核。在批次質量評價體系的支撐下，制絲部的工藝質量考評實現了批次考評與綜合考評相結合，使車間質量考核更為客觀，更加精細。

三、項目實施效果

1.制絲批次質量管控水平顯著提升

基于SPC系統建立了有效的參數、工序批次的實時監控方案和預報警處理流程，及時糾正和預防過程異常和質量隱患，質量保障能力顯著提升。2019年7月至10月開始進行批次評價推廣應用后的批次得分及改進前后合格率、優質率做如下比對（圖3、圖4）：

2.設備柔性保障能力顯著提升

通過快速定位問題批次、問題工序、問題參數，及時跟蹤、維護影響制絲生產質量的設備。制絲部設備停機率、斷料次數總體上呈現出逐月下降趨勢。其中，設備停機率由4月份的0.09%降低到10月份的0.03%;設備斷料次數由4月份的9次降低到10月份的4次;設備故障停機時間由4月份的0.50h降低到10月份的0.17h;設備運行質量得到顯著改善，設備保障能力及精益管控水平得到持續提升。

3.工藝降耗水平顯著提升

通過項目研究，達到了以生產批次為主線，對每個牌號的每一批次進行質量評價，跟蹤和評價關鍵工序、關鍵質量指數整體情況，有效提升了操作人員對非穩態數據的處理能力，實現了批次工藝降耗，取得可觀的經濟效益。

四、結論

駐馬店卷煙廠制絲部圍繞工序（工段）批次綜合得分為核心，以大數據分析、SPC技術應用為重要抓手，逐步建立了基于SPC系統的制絲批次質量評價管理模式。該評價管理模式實施期間，通過“異常判定-問題推送-問題處理”的閉環處理流程，從技術上杜絕類似問題的重復發生，評價、考核模塊效果初顯，全員質量管理意識不斷提高，同時，關鍵參數整體質量水平明顯提升，過程能力指數得到顯著改善。其顯著效果以及推廣前景得到了工藝質量部相關職能部門的充分肯定和廣泛認可。