基于西格玛水平的产品质量改进研究

刘太强

摘要：G牌香烟混合丝水分西格玛水平较低，影响卷烟感官和舒适度。通过流程分析找准取样点，进行水分跟踪分析，结合流程图、关联图分析，开展过程FMEA分析，将潜在失效起因RPN值进行Pareto图分析，确定5个关键潜在失效起因。通过回归分析、DOE试验等方法，消除关键潜在失效起因，提高G牌香烟混合丝水分西格玛水平。

Abstract： The mixed silk moisture of G brand cigarette has a low level of sigma， which affects the sensory and comfort of cigarettes. Through process analysis， the sampling points were identified， the water tracking analysis was carried out， and the flow chart and correlation diagram analysis were combined to carry out the process FMEA analysis. The potential failure cause RPN values were analyzed by Pareto diagram to determine the five key potential failure causes. Through regression analysis， DOE test and other methods， the key potential failure causes were eliminated and the moisture sigma level of G brand cigarettes was improved.

關键词：六西格玛;混合丝水分;模型优化;DOE试验

Key words： Six Sigma;mixed silk moisture;model optimization;DOE test

中图分类号：F273.2                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）23-0006-03

0  引言

根据中国烟草关于提高烟草加工水平的总体要求，努力打造一个独具特色的品牌成为了各烟草公司的共同目标[1]。G牌香烟深得消费者喜爱，但G牌香烟商业批发却较同期减少了0.8%。通过消费者反馈的信息发现有80%以上的消费者希望能解决喉部干燥感、提升余味舒适度。关于卷烟烟气水分对感官舒适度的影响的相关报告中指出，卷烟感官的舒适度与卷烟烟丝水分有较大关系[2]。

1  现状分析

1.1 流程分析

目前G牌香烟烟丝分A、B模块生产，A模块采用叶丝干燥（滚筒）工艺加工方式，烘丝后进入叶丝柜贮存，B模块采用叶丝干燥（气流）工艺加工方式，烘丝就地风选后进入叶丝柜贮存，A、B模块装入两个不同的叶丝柜。烟丝掺兑时，两个叶丝柜同时出柜进行掺兑，各配方组分按标准要求进行配比加香。

1.2 水分跟踪分析

1.2.1 A模块叶丝入柜前水分跟踪分析

对A模块在烘丝出口、贮叶丝入柜前分别增加抽样点，进行跟踪分析。发现烘丝后水分至入柜前水分有所散失，入柜前烘丝水分明显低于烘丝出口水分，即水分烘后<水分入柜前。根据KLD烘丝机性能报告可知，KLD烘丝出料温度可以维持在55-75℃，目前出料温度平均值70.31℃，出料温度过高对水分散失是有影响的。

1.2.2 B模块入叶丝柜前水分跟踪分析

对G牌香烟B模块水分，在九千烘丝出口、就地风选前、入柜前增加抽样点，统计数据并分析，发现G牌香烟B模块烘丝后水分至风选前水分散失0.07%，烘后烟丝经过风选后水分散失0.844%，入柜前烘丝水分明显低于烘丝出口水分，即水分烘后<水分风选前<水分风选后。

1.2.3 出柜至加香前水分跟踪分析

G牌香烟A、B模块在叶柜进行水分平衡后出柜混合按照比例掺配梗丝，在叶丝混合、梗丝掺配、加香入口、加香出口增加抽样点，进行数据分析，发现叶丝混合略高于加香前水分，但是加香不加水，加香前后水分变化不明显，而梗丝的水分波动较大，可以推断梗丝混合是水分变化的主要因素。

1.3 过程控制现状

加香后混合丝水分是直接影响烟丝的感官质量和物理特性的关键质量控制参数[3]。G牌香烟混合丝水分合格率平均值为98.04%，西格玛水平3.5，相比同类T牌香烟混合丝水分西格玛水平4.3，G牌香烟混合丝水分西格玛水平偏低。

2  改进措施

根据现状分析结果，运用关联图分析找出影响G牌香烟混合丝水分合格率末端因素，进行过程FMEA分析，将潜在的失效起因RPN分值进行Pareto图（见图1）分析[4]，通过双样本t检验、正态性验证、单因子方差分析、双因子方差分析和均值验证等方法进行显著性检验，确定5个潜在失效起均为关键的输入因子。

针对关键潜在失效起因的特点，制定3个改善方案。

注：就地风选风门开度和抛物带频率合并处理;KLD筒壁温度和KLD热风温度合并处理.

2.1 梗丝压柜时间不合理的改进

通过散点图分析，发现水分差值与压柜时间有相关性，但存在弯曲现象，进一步采用二次回归模型、三次回归模型进行拟合分析，确定最终模型。根据模型找到当差值0.5对应的压柜时间预测区间为（2.3896，3.4889），结合生产实际确定梗丝压柜时间为：2.5小时≤甲类梗储存时间≤108小时。

2.2 就地风选参数优化

就地风选风门开度与抛物带频率是相辅相成的，当风选风门开度改变时，抛物带频率也相应改变，以适应风门开度的变化，提高风选杂质剔除率。通过DOE试验设计寻求杂质剔除率以及水分散失值得最优组合。采用中心复合表面设计（CCF），进行因子分析，并绘制等值线和曲面图，发现在试验范围内确实存在结果得分的最大值，通过响应优化器获得最优解为风门开度14%，抛物带频率38GZ（见图2）。

2.3 KLD滚筒参数优化

通过DOE实验设计寻找KLD滚筒参数中筒壁温度（一区）、筒壁温度（二区）、热风温度的最佳组合。根据全因子试验分析得到的数据，对出料温度进行分析。采用CCF响应曲面中的中心复合表面设计得到有效模型，并绘制等值线和曲面图，通过响应优化器确定最优解为：筒壁温度（一区）135℃，筒壁温度（二区）120℃，热风温度110℃。

3  改进效果

3.1 改进效果验证

3.1.1 G牌香烟混合丝水分验证

改进后，抽取了30批次烟统计了G牌香烟混合丝水分数据，进行整理分析，通过Xbar控制图、R控制图、散点图、能力直方图和正态概率图等分析（见图3），判断出过程能力充足，改进后G牌香烟混合丝水分控制稳定。

3.1.2 G牌香烟混合丝水分合格率验证

对20批次G牌香烟混合丝水分合格率进行数据收集、分析，改进后G牌香烟混合丝水分合格率由98.04%提高99.81%，西格玛水平由3.5提高到4.32。

3.1.3 其他相关指标验证

就地风选相关参数改变后，对改进前后整丝率和碎丝率做双样本T检验，发现改进前后整丝率、碎丝率无明显差异。

KLD滚筒参数优化后，对烘丝机出口水分偏差进行数据跟踪统计，通过双样本T检验结果发现，改进前后烘丝机出口水分偏差无明显差异。

3.2 改进前后FMEA分析对比

改进措施实施后，再对影响G牌香烟混合丝西格玛水平的潜在原因做FMEA分析，与改进前FMEA分析对比，改进后风险序数显著降低。

3.3 感官质量评价

邀请专业评吸人员对试验的样品进行比较评吸，厂部评吸结果、公司一级评审结果均为：评析样品优于正品。

4  结语

通过流程分析、水分跟踪、原因探索、改进实施、效果验证等步骤，对G牌香烟混合丝水分西格玛水平展开深入研究。通过改进梗丝压柜时间、优化就地风选参数、优化KLD滚筒参数等措施，提高了G牌香烟混合丝水分合格率和西格玛水平。进一步完善相关制度及管理规定，对控制点建立控制计划，从全方位保障G牌香烟加工质量的提高。

参考文献：

[1]王艳，李玉辉，杜文杰.提高梗线在线水分检测系统稳定性[J].科技创新导报，2015，4：103.

[2]杨凯，张朝平，余苓，等.卷烟烟气水分对感官舒适度的影响[J].煙草科技，2009，7（24）：9-11.

[3]郑寿良，李丹，朱巍，等.不同水分卷烟感官质量评吸及化学指标测试试验报告[J].湖北烟草，1997（3）：20-21.

[4]何桢.六西格玛管理[M].三版.北京：中国人民大学出版社，2014.