美国质量管理学家J·W·朱兰曾说过:“二十一世纪是质量的世纪”。随着我国入世,卷烟产品的市场竞争日趋激烈,产品质量成为市场竞争的焦点。卷烟产品的质量除了要求原辅材料、配方、外观质量等稳定外,另一个方面是要求实施卷烟加工过程控制,提高产品质量的稳定度。烟草行业经过几次大规模技术改造,装备水平和工艺水平较之有很大提高,但长期以来,卷烟的加工质量在很大程度上局限于满足工艺技术指标,用抽样检验来评价产品质量。存在的弊端其一是抽样带有风险性,经抽样检验判为合格的批次不等于批中每个产品都合格,经抽样检验判为不合格的批不等于批中全部产品都不合格;其二是检验发现不合格,损失已经造成。那么,怎样保证在制品质量受控,在过程中出现异常时提出预警,及时解决调整工况,恢复过程的稳定性,保证提高产品的质量,使质量管理从被动事后把关发展到过程中积极的事前预防为主。这就为卷烟加工过程提出新的课题——实施卷烟加工过程控制,提高产品的质量稳定度。
卷烟加工过程控制的主要内容
1、过程控制的选择模式。由于生产过程受到5M1E等因素的影响,这些因素的综合作用就导致了过程的波动,通过什么样的方法和工具可以帮助我们了解和监控这些波动,并控制它们在我们期望的范围内波动,这也正是研究着手解决的问题。数理统计和概率论等统计技术就是一种很好的质量管理方法和工具,通过这些方法和工具可以帮助我们发现事物的规律性,从而帮助我们做出正确的决策,有效地控制事物朝着我们期望的方向发展。SPC(统计过程控制)就是一种有效的质量管理和改善的技术和方法,它通过运用控制图对生产过程进行分析评析,根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆,并采取措施消除其影响,使过程控制维持在仅受随机因素影响的受控状态,以达到控制质量、降低加工成本并取得经济效益的目的,它是一种以预防为主的质量控制方法。
2、统计过程控制(SPC)的实质。SPC是一种借助数理统计方法的过程控制工具。当过程仅受随机因素的影响时,过程处于统计控制状态(简称受控状态);当过程存在系统因素的影响时,过程处于统计失控状态(简称失控状态)。由于过程波动具有统计规律性,当过程受控时,过程特性一般服从稳定的随机分布;而失控时,过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的,因而,它强调过程在受控和有能力的状态下运行,从而保证和提高产品质量。SPC非常适用于重复性生产过程。它能够帮助我们对过程作出可靠的评估;确定过程的统计控制界限,判断过程是否失控和是否有能力;为过程提供一个提前报警系统,及时监控过程的情况以防止不合格品的发生,提高产品质量水平,降低质量成本;实物质量和管理质量的持续改进;以科学理论依据和量化管理保证最终输出;减少对常规检验的依赖性,定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测和检验工作。统计过程控制要解决两个基本问题:一是工序质量状况是否稳定;二是过程能力是否充足。前者可利用控制图这种统计工具进行测定;后者可通过过程能力查定实现。
3、SPC的工具。SPC主要是通过各种控制图来达到进行质量分析、质量控制和质量改进的。SPC的主要工具就是休哈特控制图,简称控制图。
中心线CL(Central Line),上控制界线为UCL(Upper Control Limit),下控制界线为LCL(Lower Control Limit)。图中有按时间顺序抽取的各样本统计量的数值,图中中心线是所控制的统计量的平均值。上、下控制界限与中心线相距数倍标准偏差,它是区分质量波动是由偶然因素引起还是由系统因素引起的准则,从而判明生产过程是否处于统计控制状态。控制图按其用途分为分析用控制图与管理用控制图。按其控制对象分为计量值控制图与计数值控制图,前者又分为平均值与极差控制图(Xbar-R图)、平均值与标准偏差控制图(Xbar-S图)和其他控制图;后者又分为计件值控制图与计点值控制图。计件值控制图又分为不合格品数控制图(Pn图)与不合格品率控制图(P图);计点值控制图又分为缺陷数控制图(C图)与单位缺陷数控制图(U图)。除控制图外,SPC还包括直方图、排列图、散点图、分层图等。
4、SPC的实施。掌握和理解SPC理论是实施SPC的前提,要保证SPC实施的成功,重点作好以下几方面的工作:
(1)管理层的认识和重视。朱兰博士关于质量问题的8020原则认为企业管理层可以解决80%的质量问题,而基层员工只能解决20%的质量问题。管理层涉及到质量方针制定、资源配备和培训工作等方面,而工人的问题在于管理层提供充足的资源和技术培训后,仍不能利用良好的生产条件和环境。事实上,如果采取先进的质量技术和工具,在原有条件基础上质量可以明显改进,而SPC正是这样一种行之有效的工具,因此推行SPC,必须得到中高管理层的认知和扶持。
(2)技术层的支撑和执行。企业推行SPC后,需要从事线外质量管理、线内质量管理、计量管理和实验设计等方面工作技术人员,进行过程分析和过程控制,确定工序质量是否稳定、过程能力是否充足,从而了解预测和监控过程的运行状态,排除发现的质量问题和隐患,达到产品质量受控、提高产品质量、降低成本的目的。譬如优化工艺参数,确定合理技术参数,优化工艺流程等,都离不开技术人员运用SPC手段解决问题。
(3)培训教育工作。统计过程控制必须同专业技术相结合,才能最终实现过程控制目标。而卷烟生产技术包含内容众多,如卷烟工艺学、分析化学、空气动力学等,就卷烟工艺学而言,则属于边缘科学,除掌握卷烟生产技术外,SPC作为使用工具,必须对涉及到的使用人员进行先期培训,因为SPC是运用数理统计和概率论的理论知识,对生产制造过程的数据加以收集、整理和分析,若要在生产过程中正确使用,必须要有一定的理论基础。
(4)数据采集工作。现场总线技术的出现,是现代工业自动控制领域的一项技术革命。国际标准中有八种总线:FF的HI、FFHSE、Profribus、INTERBUS、PNET、 WorldFIP、 ControINET、SwiftNet。工业现场总线是一种采用串行的数字数据通讯技术协议,用于沟通生产过程领域的基本控制设备(即现场设备)之间以及更高层次的自动控制领域的自动控制设备(即中控设备)之间的联系的物理链路,及其通讯协议的总和。它采用数字信号通讯,有效提高了系统的测量精度,具有可靠的数据传输、快速的数据响应能力。采集到的各种数据存贮在服务器的数据库中。近年来,卷烟工业企业的技术改造项目中普遍全面地或局部地采用了现场总线技术,这就为SPC提供了高质量的数据。另外,检测设备的精确度及定期校正等事项也尤为重要。
(5)使用SPC软件。在实施SPC过程中,由于要运用大量的数据,同时要对这些数据进行计算,并用多种统计方法进行分析,人工难以承受如此大的工作量,且存在滞后性,因此必须借助专业的SPC软件,及时计算出结果并作出相应的统计图。同时要解决SPC软件与数据采集存贮的数据库接口问题。
结束语:
使用SPC软件后,可以对已经完成的过程进行分析,判断过程是否正常;对正在进行的过程实施质量控制,观察控制图出现异常时,确定主因并及时调整到正常状态;还可以对已经改进并完成的过程,确认其改进效果。在测量设备等外部条件满足情况下,可以对相应数据进行分析,对批次的合格与否进行判定,采用此种产品质量评价方法应具有一定的全面性、科学性。