SPC云实用案例分享—卷烟行业工序能力分析
对卷烟机单支重量进行统计过程控制分析和工序能力分析，通过利用统计过程控制图（SPC）进行观察分析，能够及时发现卷烟机在重量方面的质量运行状况及问题所在，以及时提高过程控制管理能力和改进质量指标，提高产品的质量特性。并且可以对过程能力过剩的设备进行工艺指标调整，提高其控制精度，使之制造出精品来；对过程能力不足的设备，及时进行设备改造，使之适应当前的产品制造标准。
目前，各机型的高速卷烟设备都是通过重量控制自动控制烟支的单支重量，但受外界因素的影响有时会造成重量控制不稳定，而且不易被发现，由于设备高速运转容易造成大量不合格产品，给企业造成不必要的损失。为避免这一缺陷，我们可以对卷烟机单支重量进行统计过程分析，通过SPC图来及时发现问题，在管理上和技术上进行调整，不断提高产品的质量。
我们以某牌号的单支重量为依据，对MK9-5、PASSIM8000、PROTOS70等机型的重量控制的工序能力进行分析：
一、 样品制备与测试：
分别从上述机型取同牌号烟支100支，用综合测试台重量单元进行测量得到表1数据。
| 机型 |
MK9-5 |
|||
| 1 |
0.866 |
0.862 |
0.858 |
0.862 |
| 2 |
0.865 |
0.874 |
0.9 |
0.928 |
| 3 |
0.896 |
0.909 |
0.91 |
0.858 |
| 4 |
0.944 |
0.854 |
0.879 |
0.875 |
| 5 |
0.879 |
0.896 |
0.921 |
0.895 |
| 6 |
0.879 |
0.926 |
0.879 |
0.886 |
| 7 |
0.888 |
0.881 |
0.901 |
0.851 |
| 8 |
0.867 |
0.879 |
0.847 |
0.974 |
| 9 |
0.905 |
0.898 |
0.919 |
0.879 |
| 10 |
0.851 |
0.874 |
0.842 |
0.843 |
| 11 |
0.909 |
0.873 |
0.837 |
0.885 |
| 12 |
0.851 |
0.911 |
0.877 |
0.912 |
| 13 |
0.884 |
0.898 |
0.875 |
0.837 |
| 14 |
0.845 |
0.881 |
0.907 |
0.897 |
| 15 |
0.885 |
0.883 |
0.912 |
0.929 |
| 16 |
0.952 |
0.917 |
0.891 |
0.877 |
| 17 |
0.93 |
0.896 |
0.909 |
0.902 |
| 18 |
0.86 |
0.945 |
0.925 |
0.892 |
| 19 |
0.929 |
0.897 |
0.895 |
0.866 |
| 20 |
0.89 |
0.869 |
0.882 |
0.93 |
| 21 |
0.936 |
0.862 |
0.849 |
0.914 |
| 22 |
0.871 |
0.901 |
0.865 |
0.861 |
| 23 |
0.918 |
0.898 |
0.858 |
0.859 |
| 24 |
0.945 |
0.909 |
0.908 |
0.916 |
| 25 |
0.886 |
0.907 |
0.835 |
0.899 |
| 机型 |
PASSIM8000 |
|||
| 1 |
0.878 |
0.938 |
0.914 |
0.884 |
| 2 |
0.908 |
0.9 |
0.887 |
0.907 |
| 3 |
0.906 |
0.922 |
0.879 |
0.9 |
| 4 |
0.935 |
0.911 |
0.879 |
0.914 |
| 5 |
0.909 |
0.941 |
0.937 |
0.909 |
| 6 |
0.924 |
0.883 |
0.901 |
0.916 |
| 7 |
0.932 |
0.913 |
0.909 |
0.897 |
| 8 |
0.925 |
0.917 |
0.904 |
0.933 |
| 9 |
0.911 |
0.91 |
0.923 |
0.898 |
| 10 |
0.913 |
0.88 |
0.932 |
0.935 |
| 11 |
0.924 |
0.909 |
0.917 |
0.878 |
| 12 |
0.899 |
0.905 |
0.936 |
0.906 |
| 13 |
0.905 |
0.884 |
0.892 |
0.9 |
| 14 |
0.905 |
0.885 |
0.883 |
0.854 |
| 15 |
0.911 |
0.862 |
0.908 |
0.907 |
| 16 |
0.908 |
0.915 |
0.911 |
0.956 |
| 17 |
0.949 |
0.932 |
0.93 |
0.92 |
| 18 |
0.919 |
0.898 |
0.937 |
0.952 |
| 19 |
0.929 |
0.889 |
0.915 |
0.912 |
| 20 |
0.894 |
0.926 |
0.91 |
0.897 |
| 21 |
0.932 |
0.916 |
0.868 |
0.906 |
| 22 |
0.92 |
0.876 |
0.864 |
0.909 |
| 23 |
0.928 |
0.848 |
0.931 |
0.863 |
| 24 |
0.889 |
0.926 |
0.913 |
0.897 |
| 25 |
0.91 |
0.91 |
0.881 |
0.883 |
| 机型 |
PROTOS70 |
|||
| 1 |
0.869 |
0.935 |
0.877 |
0.876 |
| 2 |
0.92 |
0.901 |
0.889 |
0.884 |
| 3 |
0.888 |
0.888 |
0.937 |
0.907 |
| 4 |
0.887 |
0.883 |
0.91 |
0.92 |
| 5 |
0.871 |
0.841 |
0.874 |
0.918 |
| 6 |
0.878 |
0.937 |
0.904 |
0.891 |
| 7 |
0.888 |
0.879 |
0.841 |
0.903 |
| 8 |
0.864 |
0.889 |
0.903 |
0.933 |
| 9 |
0.864 |
0.897 |
0.907 |
0.909 |
| 10 |
0.9 |
0.92 |
0.908 |
0.917 |
| 11 |
0.883 |
0.88 |
0.892 |
0.902 |
| 12 |
0.893 |
0.841 |
0.928 |
0.89 |
| 13 |
0.845 |
0.898 |
0.905 |
0.896 |
| 14 |
0.873 |
0.858 |
0.918 |
0.923 |
| 15 |
0.879 |
0.942 |
0.914 |
0.931 |
| 16 |
0.942 |
0.955 |
0.863 |
0.893 |
| 17 |
0.903 |
0.921 |
0.848 |
0.89 |
| 18 |
0.888 |
0.868 |
0.927 |
0.932 |
| 19 |
0.878 |
0.921 |
0.869 |
0.916 |
| 20 |
0.911 |
0.912 |
0.873 |
0.868 |
| 21 |
0.896 |
0.901 |
0.923 |
0.914 |
| 22 |
0.855 |
0.899 |
0.878 |
0.878 |
| 23 |
0.908 |
0.892 |
0.877 |
0.902 |
| 24 |
0.873 |
0.928 |
0.893 |
0.907 |
| 25 |
0.883 |
0.919 |
0.901 |
0.897 |
二、 数据分析
我们采用太友科技的SPC云分析工具(SPCyun.com） 进行分析；
1、直方图
MK9-5
PASSIM8000
PROTOS70
三、 控制图（SPC图）的形成
1、控制图的作用：
我们知道控制图在贯彻预防原则中有两个作用：其一是对生产过程进行监控，当控制图的点子出现异常排列时，我们可以根据一定的判稳原则做出判断，及时采取措施加以消除，这是预防不合格品出现的一种手段；其二控制图的点子突然出界，显示异常，这时必须查出异常因素，采取措施加以消除。生产过程处于控制状态是生产者所追求的目标，因为如果指标在控制范围内，过程产生变异的可能性就越小。根据3δ原则，偶然因素造成的不合格极少，仅占0.27％，不合格主要是异常因素造成，因此发现异常因素是SPC图的主要作用。
2、将测试数据形成控制图：
MK9-5机型
PASSIM8000机型
PROTO 70S 机型
3、根据控制图判断工序的稳定性
①根据国标GB/T4091-2001《常规控制图》中规定的8种判异准则：见下表。
| 序号 |
内容 |
| 准则 1 |
一点落在 A 区之外，即点出界判异。 |
| 准则 2 |
连续 9 点落在中心线同一侧。 |
| 准则 3 |
连续 6 点递增或递减。 |
| 准则 4 |
连续 14 点上下交替。 |
| 准则 5 |
连续 3 点中有 2 点落在中心线同一侧 B 区以外。 |
| 准则 6 |
连续 5 点中有 4 点落在中心线同一侧的 C 区之外。 |
| 准则 7 |
连续 15 点在 C 区中心线上下。 |
| 准则 8 |
连续 8 点在中心线两侧但无一在 C 区中。 |
②各机型的稳定性分析：通过上述判异原则对各机型的单支重量的控制图进行分析，可以看出各卷烟机型的单支重量基本处于受控状态，但PROTOS机型有连续5点递增或递减现象，在实际生产中应时时注意SPC图的趋势，以做进一步微调；PASSIM 80有一点落在A区界外（超出界线0.001g）处理这种点出界现象的原则是“20字方针”：查出异因、采取措施、加以消除、不再出现、纳入标准；MK9-5机型控制基本正常但比较“粗犷”，波动较大，应该在控制状态上再细致一些。
四、工序能力分析：
根据产品制造规格，所选该牌号烟支的标准（公差中心）为0.900g，公差为：0.1g。为方便工序能力指数的计算，可将各参数制成下表。
因为重量控制属于双侧公差，因此可计算出各卷烟机型的工序能力指数CP和CPK。
①MK9-5机型的工序能力指数为：
②PASSIM80机型的工序能力指数为：
③PROTOS70机型的工序能力指数为：
④工序能力分析：
一般来说，CP指表示过程加工的一致性，即“质量能力”，CP值越大则质量特性值分部越苗条，质量能力越强；而有偏移情况的CPK表示过程中心与公差中心M的偏移情况，CPK越大则二者偏离越小，也即过程中心对公差中心越“瞄准”，是过程的“质量能力”和“管理能力”二者综合的结果。对过程能力CP值得评价，有关资料是如下规定的：当1.67>CP≥1.33时，过程能力属于Ⅱ级，表示过程能力充分或技术能力管理能力较好，应继续保持，并持续改进；对过程能力在1.33>CP≥1.0时，过程能力属于Ⅲ级，表示过程能力较勉强，应设法提高为Ⅱ级。虽然CP值越高产品质量越好，但对设备和操作人员的要求也越高，加工成本也高，因此对于CP值的选择应根据技术与经济来决定。在上述分析过程中，MK9-5机型的过程能力属于Ⅲ级，鉴于该机型属于老设备，不要在设备技术改进上下功夫，避免成本过高而得不偿失，应提高操作人员的技术水平，从管理上进行调整，力争将过程能力提高为Ⅱ级。PASSIM8000和PROTOS70过程能力属于Ⅱ级，应该继续保持并持续改进其质量特性，必要时可以调整公差中心，根据3δ原则，可以将在这两种机型上卷制该牌号烟支的单支重量的公差是设为0.075g，这样既可以提高设备的控制能力，又可以提高产品的质量特性，降低原料消耗等。
五、综述：
通过对生产过程的各个工序进行过程能力分析，可以将工艺指标制定的更为合理，同时对保持设备最佳运行状态、提高产品质量、节约降耗等方面都有较大的帮助。