基于6sigma策略下卷烟厂润叶段设备断流故障分析

蓝浩宇

（广东中烟工业责任有限公司广州卷烟厂，广东 广州 510000）

1 润叶工艺流程及切片设备工作原理

1.1 工艺流程

润叶工艺流程分为润叶段、切烘段、加香段3 个流程。其中润叶段工序以烟包为原材料，经过自动解包机、切片机、回潮机、激光除杂机以及其他设备将烟叶进行加工，提高烟叶的加工性能，为切烘段提供品质良好的原料。

1.2 工作原理

皮带机将经解包后的烟块输送到切片机前，进料光电开关检测烟块到位后[1-2]，切片机根据烟块的长度与预先设定的切割次数，利用刀片将烟块切割成厚度相近的若干块烟叶，并由出料皮带输送到下工序。

2 基于6Sigma 策略下的应用分析

2.1 现状调查

小组成员统计2018 年11 月—2019 年1 月为期3 个月某条线润叶段不同在制牌号烟叶断流情况，统计结果见表1。

表1 润叶段不同在制牌号烟叶断流情况统计

经调查统计分析，润叶段因故障导致的断流次数为91 次。断流主要发生在切片机这个设备，切片机的故障次数占润叶段故障次数比例高达57.14%，远远大于自动解包机、回潮机、激光除杂机和其他设备故障次数所占比例。因此小组得出以下结论：润叶段设备断流次数多的症结为切片机故障次数多。因此下一步小组需要对切片机的断流次数进行分析改善。

2.2 原因分析

小组成员针对润叶段切片机故障停机次数多的问题运用人机料法环分别进行研究讨论，找出多种原因，其中环境对切片机故障次数无影响，因此不作分析。经归纳形成如图1 所示的树状图。按照上述原因分析树状图，经过小组的详细调查，确认切片机断流次数躲过的要因如下。

图1 原因分析树状图

2.2.1 来料与侧板距离过小

经测量，推板张开时与YX102C 侧板距离约为10 cm，为保证侧板运行过程不与来料产生摩擦，来料与侧板距离应大于15 cm，否则切片机容易出现卡烟故障，造成断流。小组安排成员在YX102C 入切片机作业口位置测量50 块烟包与侧板的距离，统计数据见表2。

表2 切片机作业口位置测量烟包与侧板距离统计

小组的统计50 组数据中，23 组达标，达标率46%。对症状进行分析，其原因为来料侧边与侧板距离不满足标准时，容易导致烟包撞击推板，或者烟包与推板互相干涉，造成入口卡烟，进而引起切片机故障断流。

2.2.2 出料落差高度过大

切后的烟块从烟叶提升器上经导流板卸到下方的皮带输送机，经出料口的光电开关检测烟叶被输送走后，烟叶提升器下降并进行下一次切割烟块的动作。出料口的光电开关安装高度约为20 cm，小组成员发现长度超过20 cm 的碎烟易挂在光电开关检测点，形成“偷停”断流的情况。以2019 年5 月份的40 组牌一为例，小组成员在切片机出口收集长度超过20 cm 的碎烟并进行统计，见表3。

按照表3 的数据进行统计分析，小组成员发现长度超过20 cm 的碎烟大于标准的2 块/批次，可以判断出料口落差过大，烟叶撞击导料板形成长度20 cm 的碎烟较多。另外，小组成员试验不同长度的（11 cm 到25 cm）切后碎烟在下落过程中遮挡光电开关的情况，每个长度做15 次测试，结果如图2 所示。

由图2 可知，当碎烟长度＜20 cm 时，碎烟的长度越长，光电开关被遮挡的次数越多。由于光电开关安装高度为20 cm，当碎烟长度≥20 cm 时，光电开关每次都会被遮挡，设备断流的次数就会增多。

分阶段来看，2005—2011年，＜，尽管海南省旅游经济发展滞后于生态环境的保护和建设力度，但是增长速度较快，且蕴含着极大的发展潜力；2012—2015年，＞，海南省生态环境的保护和建设滞后于旅游经济的发展，表明自2010年国际旅游岛建设上升为国家战略以后，旅游经济继续保持稳定大幅度增长，但是随着旅游业规模的不断扩大和发展，生态环境质量也在不断下滑，不过从2015年开始出现的小幅上升表明了海南省对于生态环境保护意识的觉醒。

图2 不同长度的碎烟遮挡光电开关次数折线图

2.3 制定对策

按照要因影响程度及要因之间的关联性，小组对2 个要因进行分析后进行排序并制定对策及具体措施，见表4。

表4 对策表

2.4 对策的实施

2.4.1 设计纠偏装置

切片机的来料与侧板距离过短，会使烟包撞击推板互相干涉，容易引起卡烟故障，因此纠偏装置设计的目标是找出切片机卡烟概率最低的生产条件，根据该目标进行正交试验设计。经过小组成员统计分析，来料烟包宽度一般在65 cm 至68 cm 之间，因此纠偏装置安装后通道宽度必须大于68 cm。经测量，原输送带宽度106 cm，通过对烟包侧面挤压测试，当侧面1/2 面积受挤压时，其余部分仍有约1 cm 的伸出量，因此纠偏装置宽度为最大值为（106-（68+2））÷2=18.0 cm。另外，在极限状态下，当烟包末端接触到纠偏装置时，纠偏装置对烟包挤压一个F1的力，F1的F2分力会将烟包往右侧纠偏装置顶。因此长度方向必须保证在这个极限状态下烟包头部不超过推板宽度，同时大于烟包长度方向对角线位置。最后，小组运用统计学知识分析并设计了最优纠偏装置，安装效果如图3 所示。

图3 纠偏装置安装效果图

小组安排成员在YX102C 入切片机作业口位置再次随机测量4 块烟包与侧板距离，根据设定标准来料侧边与侧板距离＞15 cm，统计数据。共计50 组数据，50 组达标，达标率100%。来料侧边与侧板距离均＞15 cm，生产中切片机不再出现入口卡烟故障，所以新增入口纠偏装置有效。

2.4.2 改造导料板出料结构

切片机出料落差高度过大，产生长度超过20 cm 的碎烟，易挂在光电开关检测点，导致切片机不动作，形成“偷停”断流的情况。因此导料板出料结构设计目标是找出长度超过20 cm 的碎烟块数最少的生产条件，根据该目标进行正交试验设计。由于出料结构的上端固定在出料输送带下端，小组成员可以手动调整出料结构与切割台之间的角度。出料结构设定的可调角度为30°至60°，经小组讨论决定位级为45°。另外，考虑烟滑落过程较慢，容易产生侧向旋转，烟块砸向出口侧板，造成烟块严重断裂，并对设备造成较大冲击，小组将弧形板设计成双滑轨的形式[3-4]。

两导轨组合宽度小于60 cm（一般烟包宽度65 cm 至68 cm）能满足纠偏需求。通过静应力分析，中间距离越小时，导料板所受静应力越小（软件分析结果为中间距离22 cm 以内能满足屈服力要求），但要起到双导轨纠偏作用，中间距离至少保证15 cm 以上。经小组讨论，决定位级为16 cm、18 cm、20 cm。导料板出料结构经改造后，以2019 年8 月份的40 组牌一为例，小组成员在切片机出口收集长度超过20 cm 的碎烟并进行统计，见表5。

表5 改造后长度超过20 cm 的碎烟数量统计

根据上表显示，切片机出口长度超过20 cm 的碎烟均小于标准的2 块/批次，均低于标准值，导料板的改造完成效果显著，出口处超过20 cm 的碎烟大大减少，有效减少了卸下过程的烟叶损耗，同时也能让切后烟块排列紧密，为下工序提供稳定的来料。遮挡光电开关的情况大大减少，目标达成。

2.5 效果检查

小组活动完成后，2019 年9 月至11 月对切片机故障次数情况见表6。

表6 某条线切片机故障次数统计

根据表6 可得，切片机切片机最高故障次数由19 次/月下降至6 次/月，症结得到有效解决。

2.6 切片机巩固措施

由车间更新切片机设备操作规程，并形成新的设备自主维护记录表。切片机开机前要求所有检修人员、操作工都要集中操作控制柜处才能试机。处理挡板卡烟等故障时，禁止直接用手推动烟片，应借助工具撬动。机体表面（含导流板）、观察窗明亮，不留残留物。

为方便操作工学习并熟悉切片机，小组成员将切片机卡烟处理操作细则编写成OPL“切片机卡烟处理操作细则”，对相关岗位人员进行了培训并做了相关记录。

3 结语

当前，中国正处于社会转型、经济转轨的关键时期，烟草行业也正处于改革调整的关键节点。在面对国内外激烈竞争的压力之下，中国烟草工业企业要谋求长远的发展、立于不败之地，就必须在降低设备故障率的前提下提高产品质量并同时不断降低成本，因此引进先进的6sigma 管理理念刻不容缓[5]。6sigma 是一套系统的、集成的业务改进方法体系，其核心在于强调应用统计分析的方法，认识与缩减产品服务过程中的变异，以达到目的。