降低高速机内衬缺陷率

石中

摘 要：烟草行业和市场对卷烟质量的要求日益提高，质量是企业持续发展的决定性因素。超高速机在我厂的生产中起着举足轻重的作用，因此，高速机的质量控制也是生产中的十分重要。在包装工序中，内衬缺陷占所有小盒外观缺陷的54.8%，因而降低内衬缺陷不仅可以提高产品质量，还可以减少消耗，带来更大的经济效益，所以降低内衬缺陷率有重要而实际的意义。

关键词：超高速 内衬纸 缺陷率

1、前言

随着市场抽检的形势越来越严峻，整个烟草行业和市场对卷烟质量的日益提高。按照国家局质量管理体系建设的总体部署和要求，紧紧围绕“卷烟上水平”的基本方针和战略任务，争创“一流的质量管理体系”，厂部提出“过程质量零容忍，成品质量零缺陷”，质量作为企业发展之根本，是企业持续发展的决定性因素。2014年高速机已全面投入使用，高速机因其运行机速快，产量高的特点，在我厂的生产中起着举足轻重的作用，因此，高速机的质量控制也是生产中的重中之重。

在包装工序中，小盒外观质量较条装与盒内烟支质量较差。其中，内衬缺陷占所有小盒外观缺陷的54.8%，这在所有产品外观缺陷中占有相当高的比重。内衬缺陷会导致消耗上升，因缺陷的返工也将增加人工和材料的成本，因而降低内衬缺陷不仅可以提高产品质量，还可以减少消耗，有利于产、质、耗各项指标的提升，有助于达到创建优秀工厂的目标，从而带来更大的经济效益，所以降低内衬缺陷率有重要而实际的意义。

2、现状调查

调查一：统计数据表明2015年7月— 12月高速机型过程内衬缺陷率为9.45‰，且波动较大，最低缺陷率仅为7.26‰，最高达到11.06‰。而产同样牌别的中速机平均内衬缺陷率仅为6.49‰，高速机的内衬缺陷远远高于这一平均水平，严重影响产品质量。2015年高速机计划年产为31.5万箱，占总产量的50%，所以降低高速机的内衬缺陷迫在眉睫。

调查二：统计近2015年7月至2015年12月中4台高速机，在1024次内衬缺陷中，每个缺陷种类的出现的频次，如下表：

从统计数据的排列图可以看出，内衬开口端皱褶、内衬压花偏、是导致缺陷率高的主要项目，这两项缺陷占到所有缺陷的90%以上。

可以看出，“内衬开口端皱褶”“内衬压花偏”是内衬缺陷率高的症结，占缺陷总数的91%。也是必须解决的问题。

3、改进思路和分析

为解决内衬缺陷率高，我们详细分析了高速机内衬包装过程，并绘制了其流程图：

根据统计出的高缺陷率，小组成员通过“头脑风暴法”，集思广益，从流程中寻找到影响缺陷率高的潜在因素。并用关联图进行归纳总结：

3.1、原因分析

确认一：内衬纸厚

确认方法：用千分尺测量内衬纸厚度

标 准：普通铝箔纸厚度为0.050-0.080mm

确认过程：现场测量南京（红）铝箔纸厚度。取不同批次材料进行测量，每卷材料测量10次

实际测量：

确认结果：从折线图上，可以看出铝箔纸厚度高低处于0.075-0.080mm之间，满足标准要求。

确认二：稳定爪短

标 准：根据FOCKE公司维修手册要求，稳定爪长度≥7.5mm。

确认方法：稳定爪短容易造成拍压板没有稳住内衬，使小盒内内衬上折叠面展开幅度较大。用游标卡尺对稳定爪的长度进行測量，为7mm。由于这个部件为一个整体，稳定爪的长度没有办法调节，因此，稳定爪处用螺丝钉铆住一块长爪。根据反复试验，只要不与其他部件相碰撞，最大限度延长稳定爪的长度，对阻止小盒内内衬上折叠面的反弹效果越好。

改进前 改进后

确认过程：

我们将FKGS2#上的稳定爪改为了9.5mm的。抽取一段时间内FKGS2#所检测到的包内衬纸皱的缺陷数，记录数据如下表：

确认结果：当样本量为800时，双比率（2P）检验功效可达到96.81%，双比率（2P）检验的P=0.000，小于0.05，两种不同的长度的稳定爪对开口端皱缺陷有显著差异

结 论：是主要原因

确认四：支撑点偏离角度大

标 准：根据FOCKE公司维修手册要求，支撑点偏离角度≤2.5°

确认方法：

支撑点的位置偏离容易导致两道压纹不均匀，内衬切割后折叠时深浅不一会导致内衬的开口端褶皱，且位置的偏离更会使商标偏离中心位置，即形成压花偏的缺陷。

因此选取偏离中心点0.0°、1.5°、2.5°三个位置下，分别检测包内衬纸皱、压花偏的缺陷数，并进行卡方试验。

确认过程：

记录数据如下表：

确认结果：由分析可知，两个实验的卡方检验P值均小于0.05。因此，在生产条件不变的情况下，不同水平值下，内衬开口端皱缺陷与压花偏缺陷都不同。即应认为支撑点角度偏离大是内衬缺陷的要因。

结 论：是主要原因

确认五：夹紧装置两边磨损偏差大

标 准：根据FOCKE公司维修手册要求，夹紧装置两边磨损偏差≤2.5mm

确认方法：

夹紧装置两边磨损偏差大容易导致两辊间的距离不一致，使两道内衬在输送过程中，内衬跑偏，导致包装成小包后，压花偏。取棍子两边的中心点作为测量点，分别取（3mm，5.3mm）、（3.5mm，4.8mm）、（3.8mm，4.3mm）的位置下，压花偏的缺陷数.

确认过程：

记录数据如下表：

确认结果：由分析可知，卡方检验P值=0.115>0.05。因此，在生产条件不变的情况下，不同磨损程度下的压花偏缺陷相同，即应认为两边磨损偏差大对内衬缺陷没有显著影响。

确认六：导轨开口大

标 准：根据FOCKE公司维修手册要求，导轨开口≤18mm

确认方法：导轨开口大容易造成内衬反弹，对包内衬纸开口端的褶皱影响较大，因此根据当时产量比例来抽取样本，选取9mm，12mm和17mm三个大小下，记录检测到的包内衬纸皱的缺陷数。

确认过程：记录数据如下表：

确认结果：由分析可知，卡方检验P值=0.001<0.05。因此，在生产条件不变的情况下，不同开口大小下的开口端皱缺陷不相同，即应认为导轨开口大对内衬缺陷有显著影响。

结 论：是主要原因

确认七：稳定爪距离内衬远

标 准：根据FOCKE公司维修手册要求，稳定爪与内衬距离≤18mm

确认方法：

稳定爪和内衬间的距离远容易造成拍压板没有稳住内衬，对包内衬纸展开平整影响较大，因此根据当时产量比例来抽取样本，选取3mm和4mm两个长度下，所检测到的包内衬纸皱的缺陷数。

确认过程：

记录数据如下表：

确认结果：当样本量为800时，双比率（2P）检验功效可达到90.47%，双比率（2P）检验的P=0.001，小于0.05，稳定爪距离小包的距离对开口端皱缺陷有显著差异，因此稳定爪距离是影响內衬缺陷的显著原因。

结 论：是主要原因

确认八：拉头刀钝

标 准：根据FOCKE公司维修手册要求，拉头刀更换周期≤半年

确认方法：

由于切割材料的磨损，以及胶垢粉尘的滞留打扫的不够及时，引起刀的磨损容易引起内衬粘连毛边，撕片不齐，内衬片粘连等一系列问题，这些问题容易引发内衬纸跑偏，从而压花跑偏。从车间轮保维修记录查看维修工更换周期。

确认过程：

检查轮保和日常维修记录，维修工平均更换拉头刀片的周期为3个月

确认结果：

维修工在每三个月检修机器时更换刀片，缩短其使用周期，减少了其因磨损带来的不必要的质量问题。

4、制定对策

我们确定了影响开口端皱的要因：稳定爪短，支撑点偏离角度大，稳定爪距离内衬远，导轨开口大。

影响压花偏的要因：支撑点偏离角度大。

根据实际生产情况，对要因做技术改造，来解决内衬缺陷问题。

影响开口端皱的原因“支撑点偏离角度大”在上图中①的位置，“稳定爪短、稳定爪距离内衬远、导轨开口大”均在图②的位置，由图中可以明显看出，“支撑点偏离角度大”与其他三项距离远，没有相互影响的情况。

5、对策实施

5.1、支撑点偏离角度大方案实施

压纹辊使用一段时间，由于设备的高度运转及重力作用，支撑点的位置容易偏离。导致两道压纹不均匀，内衬切割后折叠时深浅不一会导致内衬的开口端褶皱。但只要支撑点的位置偏离在一定可控范围内，都不会造成开口端皱褶，所以需确认支撑点偏离的可控角度范围。

数据收集：当样本量足够大时，即NP>5时，不良数可看做为连续型数据。以“‰”记录不良率，则5000以上的样本量可以看做连续型数据。记录生产中自检和抽检中内衬开口端皱的不良数量，其中，自检为每小时6次，每次20包，每天共生产21小时。采集两天的数据进行研究，样本量即为：6（次）×20（包）×21（小时）×2（天）=5040（包）。

试验方案：在FKGS2#上进行改进试验。在同样的生产条件下，支撑点最大偏离角度为2°，且有内外偏离，记向内为负（-），向外为正（+）。因此，选取偏离中心点-2°、-1°、0°、+1°、+2°，每组重复5次试验，对支撑点不在中心位置的五种程度所生产出来的烟包进行收集。

我们建立假设检验：

H0：模型无效；H1：模型有效

从ANOVA表中，对应回归项的P值=0.000<0.005，表明拒绝原建设，即可以判定二次拟合模型总体来说是有效的，从中也可以看出方差的序贯分析线性项，P值=0.424，可见线性趋势是不显著的；二次项，P值=0.000，可见二次项趋势是显著的。

通过二次拟合线图分析得到的回归方程，整个回归方程的模型是显著的，各变量系数也都是显著的，得到回归方程为：

花偏 = 2.766 + 0.6600 角度 + 2.357 角度**2

计算得出，当角度为-0.14时，不良数可以达到0。我们近似看出在中心点时不良数最少。但只要支撑点的位置偏离在一定可控范围内，压花偏的不良数都是可以接受的。按照可接受的样本数5040的1%来计算，不良数为5，由回归方程式的到的角度近似为±1°，即偏离中心点角度为1°以内的都是可控角度范围。

重新设置支撑点的位置，都调整为0°进行生产，取样5040包检测压花偏，样品均值为3支，不良率为0.5%，为可接受。

因支撑点偏离角度对压花褶皱、压花偏均有影响，综合考虑两方面的情况，让缺陷达到最小值，最终偏离角度在0.5°以内为佳。

5.2、稳定爪短方案实施

稳定爪短容易造成拍压板没有稳住内衬，使小盒内内衬上折叠面展开幅度较大。稳定爪在不与其他部件相碰撞的前提下，长度越长，对阻止小盒内内衬上折叠面的反弹效果越好。

将试验用的稳定爪的长度设定到会与其他部件相碰撞，装到设备上。反复试验打磨，恰好不与其他部件相碰撞，是稳定爪的最佳长度，最终我们将FKGS2#上的稳定爪确定为9.5mm。

在FKGS2#上进行检验，同样取样本为5040包的盒装烟，检测开口端皱，记录如下：

检测平均不良数为4.8个，不良率为1%。

对稳定爪长短进行了重新设计和加工，确保其整体性。

5.3、稳定爪距离内衬远与导轨开口大的方案实施

在其他生产条件不变，稳定爪已在9.5mm的条件下，分别设定稳定爪距烟包的距离、导轨开口度距离的两因子两水平的正交试验，取样5040个小盒，分别检测内衬开口端皱的缺陷，试验设计如下：

1、试验数据收集

用Minitab分析因子设计：

拟合因子： 缺陷数 与 稳定爪距离， 开口度大小

本试验就是为了使缺陷数越少越好，从图中看，存在这样一个最小值，并利用“响应优化器”，直接获得最佳点，如下：

利用“响应优化器”得到最优解：稳定爪离内衬顶端距离为0.63mm，导轨开口度大小为3.70mm，出现开口端皱的缺陷最小。

重新设置最优条件，得到开口端皱的缺陷最小的95%预测区间和95%置信区间如下：

使用 缺陷数 模型的新设计点数的预测响应

点 拟合值 擬合值标准误 95% 置信区间 95% 预测区间

1 5.78067 0.812928 （3.85840， 7.70294） （0.978514， 10.5828）

试验结果显示稳定爪离内衬顶端距离为0.63mm，导轨开口大小为3.70mm，每5040个小盒中出现开口端皱的缺陷最小5.78个。并置信和预测值均是可接受的范围内。

重新设置稳定爪离内衬顶端距离为0.63mm，导轨开口度大小为3.70mm，进行生产，取样5040包检测压花偏，样品均值为5.5支，不良率为1.1%，稳定且处于比较低的水平。

制图人：蔡伟 时间： 2016年8月31日

6.2、效益核算

项目通过设备参数调整及改造，将内衬缺陷率从9.45‰降低到了5.61‰，从而节约因缺陷造成的材料、人员及生产方面的成本。

收益=材料成本+制造成本+人工成本

=（单箱内衬成本C1+单箱制造成本C2+单箱高速机人工成本C2）×（目标缺陷率R1-当前缺陷率R2）×产量P

=（C1+C2+C3）×（R1- R2）×P

另外还有实现创优工作的无形效益。

全年收益=（331.47+3214.35+654.18）元×（0.00933-0.00561）×289400箱

=452.16万元

另外还有的无形效益。