煙葉是生產(chǎn)卷煙不可或缺的原料，不僅決定了卷煙產(chǎn)品的 品質(zhì)，同時(shí)也極大的影響著煙草企業(yè)的生產(chǎn)成本。高規(guī)格、高品 質(zhì)、低消耗和低成本是整個(gè)煙草行業(yè)都在不斷追求和奮斗的目 標(biāo)，在不影響卷煙品質(zhì)的前提下，如何降低煙葉消耗和生產(chǎn)成本 成為目前各大煙企的首要工作。然而“單箱耗葉”的降低不僅需 要改善生產(chǎn)技術(shù)，而且需要提高管理水平，是一項(xiàng)十分繁雜的綜 合性工作。2010年以來，針對(duì)如何降低單箱煙葉消耗已經(jīng)有不 少卷煙生產(chǎn)企業(yè)圍繞生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化和嚴(yán)格管理展開了探索性的 嘗試，并且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成效，然而這些嘗試往往從具體環(huán) 節(jié)出發(fā)，缺乏系統(tǒng)性、整體性和持續(xù)性 。
六西格瑪管理（Six Sigma Management）是一種通過對(duì)過程 進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測的完美結(jié)合來 提高質(zhì)量和效率，降低失誤和成本的新興管理方式，起源于上世 界80年代的摩托羅拉公司。通過六西格瑪方式的設(shè)計(jì)和監(jiān)控， 在極大的縮短周期和提高利潤的同時(shí)，還可以提升顧客滿意度 和增強(qiáng)企業(yè)競爭力，故而此方式被認(rèn)為是一種接近完美的管理 策略。
某卷煙廠某卷煙品牌為研究對(duì)象，基于六西格瑪管理方法方法中DMAIC對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行改善，通過采集生產(chǎn)線 上可能影響單箱耗葉的工序數(shù)據(jù)，以Minitab軟件對(duì)采集的繁雜 過程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，利用過程失效模式與影響分析（FMFA）工具對(duì)挖掘得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，找出關(guān)鍵性的影響工 序并對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)控制和改進(jìn)，達(dá)成降低單箱耗葉和生產(chǎn)成本 的目的。
1、項(xiàng)目的界定
現(xiàn)有生產(chǎn)線投入生產(chǎn)以來，卷煙的單箱耗葉水平偏高。統(tǒng) 計(jì)本廠某品牌今年1-3月的單箱耗葉可知為34.72kg/箱，與廠部要求的全年34.5kg/箱的單箱消耗尚有0.22kg/箱的差距。降低卷 煙產(chǎn)品原料的消耗不僅可以降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)企業(yè)增長，而且 可以減少卷煙對(duì)消費(fèi)者健康的損害，因此降低卷煙單箱耗葉成 為目前煙企發(fā)展的重要舉措。本研究在不調(diào)整產(chǎn)品葉組配方、 不調(diào)整制絲卷接包裝質(zhì)量、不影響產(chǎn)品感官質(zhì)量和不影響產(chǎn)品 煙氣指標(biāo)的基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)卷煙生產(chǎn)線進(jìn)行分析研究，鑒于梗絲 和膨脹煙絲在本品牌卷煙煙絲中的摻配比例僅有8%和7%，使 用量較少且梗絲和膨絲生產(chǎn)線的項(xiàng)目已完成，無論是消耗和品 質(zhì)方面指標(biāo)均得到了嚴(yán)格控制，因此本次研究主圍繞葉絲生產(chǎn) 線和煙絲卷接過程展開。
2、原因分析
產(chǎn)品的單箱原料消耗主要由煙絲填充值、制絲損耗和卷包 壞煙共同決定。通過對(duì)三大影響因素進(jìn)行拆分并結(jié)合葉絲生產(chǎn) 線和煙絲卷接過程分析，共有潛在原因30項(xiàng)，其中影響煙絲填充 值因素16項(xiàng)，影響制絲損耗因素16項(xiàng)，影響卷包壞煙因素9項(xiàng)。 隨后對(duì)此30項(xiàng)影響因素進(jìn)行了故障模式與影響分析，即FMEA 分析，以風(fēng)險(xiǎn)度（RPN）為指標(biāo)，利用潛在失效原因柱狀圖（如圖 1）對(duì)影響因素的風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行比較，將RPN＞100的影響因素規(guī)定 為重大影響因素，共計(jì)24項(xiàng)具體情況如表1所示。
3、分析與改進(jìn)
根據(jù)原因是否明確、措施是否容易實(shí)施、改進(jìn)難易程度、過 程可逆程度和改進(jìn)成本高低對(duì)上述24項(xiàng)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行評(píng)估 和快贏機(jī)會(huì)識(shí)別，發(fā)現(xiàn)其中13項(xiàng)關(guān)鍵因素可以實(shí)現(xiàn)快速改善。 改善后，對(duì)同品牌卷煙產(chǎn)品進(jìn)行20批次的效果驗(yàn)證，本品牌單箱 耗葉快速的從 34.72kg/箱降低到 34.61kg/箱，具有一定的效果。 隨后通過雙因子方差分析、單因子方差分析和雙樣本T檢驗(yàn)等 手段對(duì)剩余的11項(xiàng)潛在原因進(jìn)行了分析，篩選出7項(xiàng)對(duì)單箱耗 葉影響較大的關(guān)鍵因素，分別是：（1）文氏管喉徑；（2）文氏管角 度；（3）模擬水關(guān)閉時(shí)間；（4）煙絲風(fēng)送風(fēng)速；（5）吸絲帶刮刀位 置；（6）煙舌位置；（7）劈刀壓實(shí)端位置。
3.1 文氏管參數(shù)的DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
文氏管的使用可以改變煙絲周圍的壓力，快速的使煙絲充 分膨脹，能夠有效增加煙絲填充值，提高原料利用率。本部分內(nèi) 容分別設(shè)計(jì)了 400mm-30°，430mm-35°和 460mm-40°，460mm30°，400mm-40°水平進(jìn)行測試，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全因子分析，
3.1.1 全因子分析
從上面可以看出，文氏管喉徑和文氏管角度對(duì)葉絲填充值 均是顯著因素，且存在交互作用，殘差對(duì)擬合值圖無喇叭口；彎 曲P值=0.120＞0.05表明響應(yīng)變量無明顯彎曲；該模型有效。
3.1.2 尋找最優(yōu)值
根據(jù)以上分析情況，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，決定取以下一組因子水 平：文氏管喉徑為400mm，文氏管角度為40°，葉絲填充值最好。 通過響應(yīng)優(yōu)化，文氏管喉徑為400mm，文氏管角度為40°時(shí)， 葉絲填充值為4.31，經(jīng)效果驗(yàn)證，單項(xiàng)耗葉降至34.55kg/箱。
3.2 模擬水關(guān)閉時(shí)間的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.1 數(shù)據(jù)收集方案 選取SH93模擬水關(guān)閉時(shí)間分別為1S、2S、3S、4S、5S各進(jìn)行 五次試驗(yàn)對(duì)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：
3.2.2 回歸分析
3.2.3 尋找最優(yōu)值
結(jié)合回歸方程分析：煙末重量和模擬水關(guān)閉時(shí)間呈負(fù)相關(guān) 關(guān)系，結(jié)合實(shí)際情況，模擬水關(guān)閉時(shí)間設(shè)定為3秒以后加香前面 煙末重量，穩(wěn)定在140公斤左右，考慮到模擬水關(guān)閉時(shí)間如果偏 長會(huì)容易造成煙絲結(jié)團(tuán)，影響煙絲質(zhì)量，因此模擬水關(guān)閉時(shí)間最 優(yōu)值設(shè)定為3秒，加香崗位煙末重量146.92公斤，經(jīng)效果驗(yàn)證，煙 葉單耗為34.5kg/箱。
3.3 煙絲風(fēng)送風(fēng)速進(jìn)行試驗(yàn)改進(jìn)
3.3.1 數(shù)據(jù)收集方案 設(shè)定煙絲風(fēng)送風(fēng)速分別為15m/s，16m/s，17m/s，18m/s，19m/ s，20m/s各進(jìn)行五次試驗(yàn)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，取卷煙機(jī)后身煙絲 填充值及碎絲率作為整體響應(yīng)變量即綜合填充值（=煙絲填充 值×(1-碎絲率)）。
3.3.2 回歸分析
通過回歸分析得到的回歸方程，整個(gè)回歸方程的模型是顯 著的。
3.3.3 尋找最優(yōu)值
結(jié)合回歸方程可知，小組確定流化床負(fù)壓設(shè)置為16-18m/s 之間，根據(jù)回歸方程求一級(jí)導(dǎo)數(shù)Y，當(dāng)X（煙絲風(fēng)送速度）=17.06 時(shí)，該回歸方程出現(xiàn)拐點(diǎn)。即當(dāng)煙絲風(fēng)送速度設(shè)置為17.06m/s 時(shí)，煙絲填充值最好。通過響應(yīng)優(yōu)化，煙絲風(fēng)送速度設(shè)置為 17.06m / s 時(shí)，煙絲填充值為 4.38，經(jīng)效果驗(yàn)證，煙葉單耗為 34.46kg/箱。
3.4 吸絲帶刮刀位置和煙舌位置的DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
（1）本部分內(nèi)容針對(duì)吸絲帶刮刀位置和煙舌位置分別設(shè)計(jì) 了 0.125mm-6.5mm，0.1mm-6.8 mm 和 0.15mm- 6.8mm，0.1mm6.2mm，0.15mm-6.2mm 水平進(jìn)行測試，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全因子 分析。
（2）DOE全因子分析結(jié)果
從上述分析數(shù)據(jù)中可看出，彎曲項(xiàng)的P值為0.001，顯示響應(yīng) 變量有明顯的彎曲趨勢。這時(shí)對(duì)響應(yīng)變量壞煙率單純擬合一階 線性方程不夠了，要再補(bǔ)充些星號(hào)點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)完整的響應(yīng)曲面 設(shè)計(jì)。因此綜合考慮，項(xiàng)目組采用CCF試驗(yàn)設(shè)計(jì)。補(bǔ)充的4個(gè) 星號(hào)點(diǎn)、增加2個(gè)中心點(diǎn)形成中心完全復(fù)合的13次運(yùn)行次數(shù)的 曲面響應(yīng)設(shè)計(jì)，分析結(jié)果如下：
響應(yīng)曲面回歸分析證明回歸項(xiàng)P值為0＜0.05，說明本回歸 模型總的說來是有效的；失擬P值為0.064＞0.05，未失擬。
?。?）響應(yīng)優(yōu)化
根據(jù)以上分析情況，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，決定取以下一組因子水平：設(shè)置噴吸絲帶刮刀位置0.12，煙舌位置6.5。
通過響應(yīng)優(yōu)化，吸絲帶刮刀位置為0.125，煙舌位置為6.5左 右時(shí)，卷包壞煙率為0.074，經(jīng)效果驗(yàn)證，煙葉單耗降至34.34kg/ 箱。
3.5 劈刀壓實(shí)端位置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.5.1 數(shù)據(jù)收集方案 在同樣的生產(chǎn)條件下，選取劈刀壓實(shí)端偏量值分別在35.5* 10?、35.6*10?、35.7*10?、35.8*10?、35.9*10?不同的五種條件下計(jì) 算20分鐘產(chǎn)量下的壞煙率，每組重復(fù)5次試驗(yàn)。
3.5.2 回歸分析
通過回歸分析得到的回歸方程，整個(gè)回歸方程的模型是顯 著的。
3.5.3 尋找最優(yōu)值
結(jié)合回歸方程可知，小組確定劈刀壓實(shí)端偏量值設(shè)置為 35.7 左右，根據(jù)回歸方程求一級(jí)導(dǎo)數(shù) Y，當(dāng) X（劈刀壓實(shí)端偏量 值）=35.67時(shí)，該回歸方程出現(xiàn)拐點(diǎn)，卷包壞煙率最小。通過響 應(yīng)優(yōu)化，劈刀壓實(shí)端偏量值設(shè)置為 35.67 時(shí)，卷包壞煙率為 0.1065，經(jīng)效果驗(yàn)證，單箱耗葉為34.3kg/箱。
4、改進(jìn)效果
針對(duì)篩選出來的7大關(guān)鍵因素用六西格瑪管理方法進(jìn)行了科學(xué)評(píng)估和細(xì)化研究， 合理的制定了相應(yīng)的改進(jìn)措施，所有改良均獲得了較好的效果， 同時(shí)實(shí)施整體改進(jìn)措施后本品牌的煙葉單耗降低到了 34.3kg/ 箱，效果十分顯著。通過改良不僅提升了生產(chǎn)能力，同時(shí)降低生 產(chǎn)成本，圓滿達(dá)到企業(yè)保增長的目標(biāo)。根據(jù)項(xiàng)目結(jié)果制定相應(yīng) 的操作守則并對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，將改良效果維持并進(jìn)一步 提升
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