基于六西格玛的制丝工艺加工参数对卷烟感官质量的改善应用研究

左雯 王丽芳 朱雪峰 戴天胜 王泽宇

摘 要 卷烟生产加工是一个较为复杂的、系统性的过程。在卷烟生产加工的三大工序中（制丝、卷接、包装），制丝是其核心[1]。卷烟感官质量的优质稳定既是卷烟精益生产控制的重要体现，也是消费者的重要需求。本文借助利用六西格玛模型对制丝工序开展研究分析，找到制丝工序中影响A牌号卷烟在烟气细腻柔和度、香气丰富性、刺激性、干燥感等感官质量上存在不稳定的关键因素，并通过对关键因素开展改进，实现卷烟感官质量的改善。

关键词 制丝;卷烟感官质量;六西格玛

1六西格玛方法的基本原理

六西格玛管理是一套系统的业务改进方法体系和管理模式，它通过借助多种质量管理工具，实现对作业过程的不断优化和改进、提升产品质量、降低成本，从而提升客户满意度，增强企业竞争力。

六西格玛主要实施模式DMAIC，其代表了六西格玛的五个阶段：D（定义阶段）、M（测量阶段）、A（分析阶段）、I（改进阶段）、C（控制阶段）。DMAIC是一个闭环循环的过程，五个步骤缺一不可，同时，由于六西格玛强调持续改进，在每一次质量过程完成后，便是新一轮更高质量水平的改进同时开始，对此，DMAIC又是一个螺旋上升的环。

2六西格玛方法的实施

2.1 界定阶段

界定阶段的主要任务，是明确问题或流程输出Y及其测量方式，确定Y的标准、改进目标和改进所涉及的范围等[2]。本案例涉及改进流程的范围是：A牌号卷烟;改进目标是：A牌号卷烟感官质量优于当前标样;改进过程涉及的流程范围主要包括：从烟叶解包工序到贮丝工序。

2.2 测量阶段

测量阶段的主要任务包括：针对待改进的质量特性，测量和分析当前的水平，并进行测量系统分析[3]。

收集2017年12月10日-2018年1月15日共8批A牌号卷烟，与标准样品进行对比评吸，汇总结果见图1。

由列图发现，大生产样在烟气、香气、刺激性、干燥感等方面与标样有明显差异。大生产样整体表现烟气粗糙、干燥感强烈、刺激性强，标样整体表现烟气柔和、刺激性弱、香气丰富、舒适性好。

2.3 分析阶段

分析阶段的主要任务是研究所收集到的数据，列出产生波动的影响因素或变量，并集中精力研究几个重要的变量，利用线索提出假设，再用工具验证假设，从而发现这些变量与Y值之间的关系，找到Y值波动的原因[4]。

（1） 影响因素的初步分析

结合制丝生产流程和SIPOC工作表，运用头脑风暴法和潜在失效模式分析，对制丝工序影响A牌号卷烟感官质量的因素进行初步的探索，通过对制丝生产过程各工序工艺任务及其主要加工参数进行分析，确定出卷烟感官品质的主要影响因素。见表1。

结合排列图并根据二八原则可以发现，影响A牌号卷烟感官质量的主要影响因素RPN均大于100，分别为切叶丝含水率不当、叶丝增温增湿工艺流量不当、烘丝热风温度不当、真空回潮保压时间不当、加料储叶时间不当、烘丝排潮风门开度不当。

2.4 改进阶段

根据分析阶段确定出的关键因素，拟进行DOE试验设计，进行试验数据分析，并通过响应优化确定最佳参数组合。

（1）试验设计

首先，经工艺符合性验证，确定 “真空回潮保压时间”、“切叶丝含水率”、“叶丝增温增湿工艺流量”和“烘丝热风温度”的上、下限，以及输出Y如表2。

对上述4个关键因素开展4因子2水平、无中心点的全因子试验设计（DOE），并针对试验批次样品进行感官质量评价，随后对试验数据进行DOD分析，删除不显著因子后，A、B、C、D、AD、BC、ACD、CD、BD、AC各项P值均<0.05，且模型无弯曲无失拟，残差图无异常，因此可以判断模型有效。

通过响应优化设计，当真空回潮保压时间为60s、切叶丝含水率为19.7%、叶丝增温增湿工艺流量为6000kg/h、烘丝热风温度为105℃时，卷烟感官质量评价最好。

2.5 控制阶段

控制阶段的目的在于保持改进项目的成效，通过修订文件等方法，使成功经验制度化，并通过建立过程控制系统和失控情况下的行动方案，采用统计过程控制的技术对过程进行实时监控[5]。

针对真空回潮保压时间，切叶丝含水率、叶丝增温增湿工艺流量、烘丝热风温度4项指标进行批次过程动态监控，确保改进后的过程稳定。改进实施后切叶丝含水率均值控制在19.7%左右，且移动值有明显的降低，说明改进有效。

3结束语

利用六西格玛方法，探究我厂制丝工序A牌号卷烟感官质量的关键影响因素，并通过对其进行DOE分析，找到关键因子的最佳参数并进行改进，最终实现了A牌号卷烟感官质量的改善，为制絲生产加工水平的提升和感官品质的稳定发挥总结了工作经验。六西格玛项目在烟草行业的实践是卓有成效的，但必须与行业特点结合，六西格玛项目必须大量用于战略核心指标的改善，包括大量无法有效计算项目财务收益的质量指标上。

参考文献

[1] 张宏宇，刘春波，张涛，等.关键制丝工艺对烟气成分中挥发性成分的影响[J].化学研究与应用，2015（3）：274-279.

[2] 李燕，杨雷.运用六西格玛方法提高叶丝填充值[J].工业工程与管理，2010（15）：131-135.

[3] 刘苏婷，董敏.六西格玛及与其他绩效改进工具的比较[J].商业时代，2009（5）：59-60.

[4] 王斌，牛汝萍.基于六西格玛的气流式烘丝出口水分的研究[J].电气与自动化，2017（6）：219-222.

[5] 马林，何桢.六西格玛管理（第二版）[M].北京：中国人民大学出版社，2007：215.