DOE全因子实验设计法在降低梗线风选剔签率的应用
2014-06-18朱萌董兰芬齐红光赵思源王刘胜
朱萌 董兰芬 齐红光 赵思源 王刘胜
摘 要 卷烟厂为了降低梗线风选剔签率，运用MINITAB软件设计了4因子2水平加设3个中心点的全因子实验，进行参数优化。最终确定了刀门间隙固定0.2 mm，风门开度（11.0-11.5）格，刀门压力可以在（3.4-4.0）bar，刀辊转速控制（430-480）r/min，对应风选剔梗签率可小于0.9%。
关键词 DOE全因子设计；梗线风选剔签率；MINITAB
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0129-01
烟梗作为卷烟厂重要原料之一，消耗率的降低有利于控制成本，为企业节约资金。
实验设计（Design of Experiments，DOE）是一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法。全因子实验设计是指所有因子的所有水平的所有组合都至少要进行一次实验的这种设计，它的优点是可以估计出所有的主效应和所有的各阶交互效应。
MINITAB软件是全球领先的质量管理和六西格玛实施软件工具，它提供了包括实验设计、数据分析在内的工具，极大提高质量工程师工作效率。
经前期工作，已确定风选剔签率是影响梗线消耗率高的主要原因，而影响风选剔签率的主要因子有4个：切梗丝机刀门间隙、风选风门开度、刀辊转速、刀门压力。
1 材料与方法
1.1 材料/设备
某省2010年长梗，某省2011年短梗。
SQ34系列切梗机，FS50型就地风选机。
1.2 方法
Y（剔签率）=（报废物料重量/梗丝入柜重量）×100%
报废物料重量由车间统计员负责管理，使用电子秤。
梗丝入柜重量由核子秤测量。
2 实验设计和数据收集
DOE设计目的：为了找出以上4个因子的最佳取值，确定消耗率Y，通过4因素2水平加设3个中心点19次试验的办法来进行DOE全因子实验。具体水平和因子见表1。
由MINITAB 16版软件生成全因子实验表，并按照设计进行实验。数据见表2。
3 结果与分析
使用MINITAB 16版软件进行实验数据分析，以下计算均由软件提供，按照流程进行分析。
1）我们在实验中发现C（刀门间隙）、A（风门开度）的主效应是显著的，ABD（风门开度×刀门压力×刀辊转速）的三阶效应、BD（刀门压力×刀辊转速）的二阶效应是显著的（P值<0.05）。中心点P值=0.199>0.05，不显著，说明模型没有弯曲。
2）缩减模型。去除中心点和不显著作用因子后，重新进行DOE分析。
3）模型缩减后分析结果。在去除中心点和无显著影响因子及交互作用之后，发现：R-sq（adj）=81.54%，弯曲P=0.307 >0.05；失拟P=0.232>0.05，模型是合适的。
对于Y方差分析（已编码单位）
4）等值线分析确定最佳参数组合。使用MINITAB软件进行等值线分析、重叠等值线分析，结合实际生产情况，刀门间隙属于较难调整因子，我们选定低水平0.2 mm，调整以后不再变动。此时确定：
刀门间隙固定0.2 mm；
风门开度（11.0-11.5）格；
刀门压力可以在（3.4-4.0）bar；
刀辊转速控制（430-480）r/min；
Y的取值可小于0.9。
4 结束语
利用MINITAB软件进行实验设计、数据分析和参数优化，最终降低了风选梗签率至0.9%，从而降低了梗线消耗率，为企业带来效益提升。通过调整切梗丝机刀门间隙来降低消耗率的办法，具有行业内推广价值。
参考文献
[1]闫克玉，赵铭钦.烟草原料学[M].北京：科学出版社，2008.
[2]张碰元，晋照普，齐红光.短烟梗的应用技术研究[J].广西轻工业，2011（5）：30，60.
[3]闵亚能.实验设计（DOE）应用指南[M].北京：机械工业出版社，2011.
[4]马逢时，周暐，刘传冰.六西格玛管理统计指南——MINITAB使用指导[M].北京：中国人民大学出版社，2012.
作者简介
朱萌（1982-），学士，助理工程师，主要从事卷烟工艺和技术管理研究。endprint
摘 要 卷烟厂为了降低梗线风选剔签率，运用MINITAB软件设计了4因子2水平加设3个中心点的全因子实验，进行参数优化。最终确定了刀门间隙固定0.2 mm，风门开度（11.0-11.5）格，刀门压力可以在（3.4-4.0）bar，刀辊转速控制（430-480）r/min，对应风选剔梗签率可小于0.9%。
关键词 DOE全因子设计；梗线风选剔签率；MINITAB
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0129-01
烟梗作为卷烟厂重要原料之一，消耗率的降低有利于控制成本，为企业节约资金。
实验设计（Design of Experiments，DOE）是一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法。全因子实验设计是指所有因子的所有水平的所有组合都至少要进行一次实验的这种设计，它的优点是可以估计出所有的主效应和所有的各阶交互效应。
MINITAB软件是全球领先的质量管理和六西格玛实施软件工具，它提供了包括实验设计、数据分析在内的工具，极大提高质量工程师工作效率。
经前期工作，已确定风选剔签率是影响梗线消耗率高的主要原因，而影响风选剔签率的主要因子有4个：切梗丝机刀门间隙、风选风门开度、刀辊转速、刀门压力。
1 材料与方法
1.1 材料/设备
某省2010年长梗，某省2011年短梗。
SQ34系列切梗机，FS50型就地风选机。
1.2 方法
Y（剔签率）=（报废物料重量/梗丝入柜重量）×100%
报废物料重量由车间统计员负责管理，使用电子秤。
梗丝入柜重量由核子秤测量。
2 实验设计和数据收集
DOE设计目的：为了找出以上4个因子的最佳取值，确定消耗率Y，通过4因素2水平加设3个中心点19次试验的办法来进行DOE全因子实验。具体水平和因子见表1。
由MINITAB 16版软件生成全因子实验表，并按照设计进行实验。数据见表2。
3 结果与分析
使用MINITAB 16版软件进行实验数据分析，以下计算均由软件提供，按照流程进行分析。
1）我们在实验中发现C（刀门间隙）、A（风门开度）的主效应是显著的，ABD（风门开度×刀门压力×刀辊转速）的三阶效应、BD（刀门压力×刀辊转速）的二阶效应是显著的（P值<0.05）。中心点P值=0.199>0.05，不显著，说明模型没有弯曲。
2）缩减模型。去除中心点和不显著作用因子后，重新进行DOE分析。
3）模型缩减后分析结果。在去除中心点和无显著影响因子及交互作用之后，发现：R-sq（adj）=81.54%，弯曲P=0.307 >0.05；失拟P=0.232>0.05，模型是合适的。
对于Y方差分析（已编码单位）
4）等值线分析确定最佳参数组合。使用MINITAB软件进行等值线分析、重叠等值线分析，结合实际生产情况，刀门间隙属于较难调整因子，我们选定低水平0.2 mm，调整以后不再变动。此时确定：
刀门间隙固定0.2 mm；
风门开度（11.0-11.5）格；
刀门压力可以在（3.4-4.0）bar；
刀辊转速控制（430-480）r/min；
Y的取值可小于0.9。
4 结束语
利用MINITAB软件进行实验设计、数据分析和参数优化，最终降低了风选梗签率至0.9%，从而降低了梗线消耗率，为企业带来效益提升。通过调整切梗丝机刀门间隙来降低消耗率的办法，具有行业内推广价值。
参考文献
[1]闫克玉，赵铭钦.烟草原料学[M].北京：科学出版社，2008.
[2]张碰元，晋照普，齐红光.短烟梗的应用技术研究[J].广西轻工业，2011（5）：30，60.
[3]闵亚能.实验设计（DOE）应用指南[M].北京：机械工业出版社，2011.
[4]马逢时，周暐，刘传冰.六西格玛管理统计指南——MINITAB使用指导[M].北京：中国人民大学出版社，2012.
作者简介
朱萌（1982-），学士，助理工程师，主要从事卷烟工艺和技术管理研究。endprint
摘 要 卷烟厂为了降低梗线风选剔签率，运用MINITAB软件设计了4因子2水平加设3个中心点的全因子实验，进行参数优化。最终确定了刀门间隙固定0.2 mm，风门开度（11.0-11.5）格，刀门压力可以在（3.4-4.0）bar，刀辊转速控制（430-480）r/min，对应风选剔梗签率可小于0.9%。
关键词 DOE全因子设计；梗线风选剔签率；MINITAB
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0129-01
烟梗作为卷烟厂重要原料之一，消耗率的降低有利于控制成本，为企业节约资金。
实验设计（Design of Experiments，DOE）是一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法。全因子实验设计是指所有因子的所有水平的所有组合都至少要进行一次实验的这种设计，它的优点是可以估计出所有的主效应和所有的各阶交互效应。
MINITAB软件是全球领先的质量管理和六西格玛实施软件工具，它提供了包括实验设计、数据分析在内的工具，极大提高质量工程师工作效率。
经前期工作，已确定风选剔签率是影响梗线消耗率高的主要原因，而影响风选剔签率的主要因子有4个：切梗丝机刀门间隙、风选风门开度、刀辊转速、刀门压力。
1 材料与方法
1.1 材料/设备
某省2010年长梗，某省2011年短梗。
SQ34系列切梗机，FS50型就地风选机。
1.2 方法
Y（剔签率）=（报废物料重量/梗丝入柜重量）×100%
报废物料重量由车间统计员负责管理，使用电子秤。
梗丝入柜重量由核子秤测量。
2 实验设计和数据收集
DOE设计目的：为了找出以上4个因子的最佳取值，确定消耗率Y，通过4因素2水平加设3个中心点19次试验的办法来进行DOE全因子实验。具体水平和因子见表1。
由MINITAB 16版软件生成全因子实验表，并按照设计进行实验。数据见表2。
3 结果与分析
使用MINITAB 16版软件进行实验数据分析，以下计算均由软件提供，按照流程进行分析。
1）我们在实验中发现C（刀门间隙）、A（风门开度）的主效应是显著的，ABD（风门开度×刀门压力×刀辊转速）的三阶效应、BD（刀门压力×刀辊转速）的二阶效应是显著的（P值<0.05）。中心点P值=0.199>0.05，不显著，说明模型没有弯曲。
2）缩减模型。去除中心点和不显著作用因子后，重新进行DOE分析。
3）模型缩减后分析结果。在去除中心点和无显著影响因子及交互作用之后，发现：R-sq（adj）=81.54%，弯曲P=0.307 >0.05；失拟P=0.232>0.05，模型是合适的。
对于Y方差分析（已编码单位）
4）等值线分析确定最佳参数组合。使用MINITAB软件进行等值线分析、重叠等值线分析，结合实际生产情况，刀门间隙属于较难调整因子，我们选定低水平0.2 mm，调整以后不再变动。此时确定：
刀门间隙固定0.2 mm；
风门开度（11.0-11.5）格；
刀门压力可以在（3.4-4.0）bar；
刀辊转速控制（430-480）r/min；
Y的取值可小于0.9。
4 结束语
利用MINITAB软件进行实验设计、数据分析和参数优化，最终降低了风选梗签率至0.9%，从而降低了梗线消耗率，为企业带来效益提升。通过调整切梗丝机刀门间隙来降低消耗率的办法，具有行业内推广价值。
参考文献
[1]闫克玉，赵铭钦.烟草原料学[M].北京：科学出版社，2008.
[2]张碰元，晋照普，齐红光.短烟梗的应用技术研究[J].广西轻工业，2011（5）：30，60.
[3]闵亚能.实验设计（DOE）应用指南[M].北京：机械工业出版社，2011.
[4]马逢时，周暐，刘传冰.六西格玛管理统计指南——MINITAB使用指导[M].北京：中国人民大学出版社，2012.
作者简介
朱萌（1982-），学士，助理工程师，主要从事卷烟工艺和技术管理研究。endprint
