统计过程控制（SPC）在卷烟生产过程中的应用

林明 苏静 广东中烟工业有限责任公司，广州 518000

统计过程控制（SPC）在卷烟生产过程中的应用

林明 苏静 广东中烟工业有限责任公司，广州 518000

长期以来，卷烟的生产加工质量在很大程度上局限于满足工艺技术指标，以抽样检验评价产品质量，而生产过程中同步采集的各种工艺参数和质量检验数据并没有得到充分的利用。如何利用卷烟生产过程中同步采集的各种工艺质量参数，从中了解工艺、设备、质量管理的水平和现状，从这些数据中发现问题的必然性和偶然性，并以此来改进和提高卷烟产品的优化与设计技术、工艺工序质量的控制技术、质量评价与分析技术，为产品质量的改进和提高提供可靠的依据，以达到更高的质量管理目标。统计过程控制（SPC）在卷烟生产过程中的应用使上述问题得到解决，它可对过程出现的异常及时提出报警，便于生产和管理者及时采取针对性措施，调整过程状况，使过程在制品质量回复稳定，使质量管理从被动的事后把关转变为过程中积极的事前预防。

过程质量控制; SPC统计过程控制

1.SPC实施前生产过程质量控制状况

产品质量是企业的生命。衡量卷烟产品质量管理水平的高低，除了要求配方稳定、原辅材料和产品外在质量经检验符合标准外，还要求实施卷烟加工过程控制，保障产品在生产过程中质量稳定符合要求。但长期以来，在卷烟生产过程中同步采集的各种工艺参数和质量检验数据并没有得到充分的利用，卷烟的加工质量在很大程度上局限于满足工艺技术指标，以抽样检验评价产品质量，这种做法存在两个弊端：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。如何利用卷烟生产过程中同步采集的各种工艺质量参数，从中了解工艺管理、设备管理、质量管理的水平和现状，从这些数据中发现问题的必然性和偶然性，并以此来改进和提高卷烟产品的优化与设计技术、工艺工序质量的控制技术、质量评价与分析技术，为产品质量的改进和提高提供可靠的依据，以达到更高的质量管理目标；保证在制产品的质量受控，出现异常时提出报警，以便及时在人、机、物、法、环方面采取针对性措施，调整过程状况，保证过程在制品质量回复稳定；实施卷烟加工过程控制，提高产品质量稳定性，使质量管理从被动的事后把关转变为过程中积极的事前预防，为卷烟加工过程提出新的课题。

2.SPC技术原理和实施该项目的目的和意义

SPC即统计过程控制（Statistical Process Control）是一种借助数理统计方法的过程控制工具，它通过把过程质量特性数据编制成控制图和直方图等的形式，对生产过程进行分析评价，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，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称受控状态）；当过程中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，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。

SPC在生产过程中的应用主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学地区分生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到控制和提高质量的目的。建立SPC控制系统，就是在生产体系中建立一个实时的动态的质量监控和反馈系统，能够使生产过程处于统计过程控制之下，从而保证产品质量并持续满足客户的需求。

运用数理统计方法，SPC可对生产线中各仪器仪表所指示的大量工艺参数进行加工整理，对生产过程中的重点工序、关键工序和特殊工序进行实时监控，自动判断连续生产过程中有无变化的征兆、有无急剧的变化、有无超出控制范围的异常值，从而避免工作人员凭经验判断所产生的失误，改变产品品质控制仅停留于强调结果评价阶段的现状。

3.项目主要内涵和实施过程

本项目以广州卷烟二厂生产二部作为试点，共同调研和确定生产过程中的关键质量控制点，建立在线SPC控制系统。可以通过该系统及时了解和掌握生产过程质量动态，探寻表现质量特征的数据及其规律性，分析卷烟产品生产过程中的质量问题及确切原因，应用数据和图表评价过程控制的结果，为优化过程工艺参数设计提供依据，使单牌号多点生产的卷烟产品的均质化得到控制和保证，从而确保我公司产品质量的稳定性，最大限度地缩减过程产品缺陷的数量，杜绝不合格品的产生。

项目具体实施过程如下：

3.1 过程关键质量特性的确定

根据生产二部的实际情况，共同对制丝和卷包生产线进行调研，从而确定生产过程中的关键质量控制点共22个，确定SPC的范围，制作流程图，确定关键参数。

3.2 在线SPC系统的购置、安装和调试

确定SPC系统的软、硬件需求及实施环境要求，购置SPC系统服务器并进行安装和调试，建立了在线SPC控制系统。SPC系统服务器正式上线启动运行后，在线SPC控制系统每天定时自动地从生产二部质量管理系统中读取质量数据，包括22个关键指标。根据数据收集的实际情况，在系统中为各指标相应设置了推荐使用的SPC控制图。

3.3 SPC知识及其系统应用的培训

项目组人员参加SPC统计知识和SPC系统操作培训，通过培训，项目组成员学习和掌握了SPC基本知识及数据采集、图形分析的方法，能利用在线SPC控制系统对系统收集的数据进行统计过程控制图表化的分析，为优化过程工艺参数设计提供依据。

3.4 应用系统监控、分析和改善过程质量

质量监控：SPC系统服务器正式上线启动运行，在线SPC控制系统每天定时自动地从质量管理系统读取关键质量特性数据，数据自动导入系统设置好的控制分析图表中，如：单品质分析图（I-MR，XBar-R、XBar-S等管制图），针对产品的某一管制特性进行分析，同时系统对录入的数据进行KPI数值统计，项目组成员利用在线SPC控制系统可实时了解关键质量特性的控制状况，实现对过程质量的监控。

分析和改善过程质量（举例说明）：项目组成员选取较有代表性的指标：双喜（经典）成品烟丝含水率作为分析改善的对象，把学习到的SPC知识和所掌握的如何进行分析、改善的流程、步骤融会贯通到实践工作中。其过程与步骤如下：

3.4.1 通过对控制图的观察发现成品烟丝含水率在某一时期段出现偏离控制限的异常点。

3.4.2 分析成品烟丝含水率与有可能影响其变异的其它因子的关系，分别建立两两相关性图形，以查找其相关性的程度。

3.4.3 通过对相关因子在图中点的分布及分析，发现与成品烟丝含水率有强相关性的关键因素。

3.4.4 经对关键因素进行分析，发现该因素在过程控制上出现问题而导致成品烟丝含水率出现异常，项目组根据追寻出的原因，制定针对性强的相关措施并付诸实施，结果过程控制得到改善，控制图显示成品烟丝含水率回复受控状态。

在广东中烟工业有限责任公司技术中心领导的大力支持下，在品控室和工厂项目组成员的共同努力下，通过两年有目的、有计划、有选择地开展SPC在生产过程中的应用研究，基本完成了项目的计划任务。

4.项目实施后所获得的主要成果

4.1 在线SPC控制体系上线运行后，双喜（软经典）卷烟成品批内焦油量波动同比小于2.0mg；烟支重量标准偏差平均值小于21mg，同比降低2mg；双喜（经典）成品烟丝填充值同比提高0.2cm3/g；整丝率变化率达到93.57～100%。双喜其它牌号的关键质量指标也得到了不同程度的改善。

4.2 在线SPC控制系统的上线运行，使生产管理人员可以及时了解和掌握生产动态，应用数据和图表评价过程控制的结果，为优化过程工艺参数设计提供依据。

4.3 在线SPC控制系统的研究和开发，为我公司在MES质量管理子系统中建立SPC模块提供宝贵经验；为公司日后在生产管理和质量管理方面推行精益－六西格玛管理模式奠定了基础；为公司实现一牌号卷烟多点生产的均质化控制和管理提供了保障。

5.结语

随着广东中烟继续做大做强，MES生产执行系统将先后在湛江卷烟厂、梅州卷烟厂、韶关卷烟厂和广州卷烟厂上线，在线SPC控制体系的应用将会进一步成熟和完善。SPC控制体系在广东中烟所有卷烟厂的推行，必将有力保证我公司产品质量的稳定性，对大品牌多点均质化生产具有深远意义。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.038