马庆丰 苏国寿 杨艳阳 周培清
摘 要：为提升基础管理水平和精益化制造能力，降低消耗，控制卷烟生产成本，选取本厂生产的某卷烟品牌的过程数据，应用六西格玛的DMAIC流程开展项目并运用MINITAB工具软件分析过程数据。在项目的开展过程中，项目组找到了9个关键因子，其中4个通过管控手段实施快赢改善；其余因子：（1）回潮滚筒与加料滚筒的设计；（2）回潮工序出口水分合格率；（3）烘丝出口柔性风选风门开度和电机频率設置，分别通过：（1）在回潮滚筒和加料滚筒中加装喷吹装置；（2）调整烟包顺序、重新设计过程控制程序；（3）对烘丝出口柔性风选风门开度和电机频率应用DOE实验设计等方式实施改进。结果表明：改进后卷烟产品单箱耗叶量显著减少，以选取的卷烟品牌作纵向对比，单箱耗叶量由36.02kg/箱降低到了35.78kg/箱，耗叶量减少了0.24kg/箱。有效提升了精细化生产能力，达到提质降耗、节约增效的目的。
关键词：六西格玛 卷烟 单箱耗叶 影响因素
中图分类号：TS45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（a）-0106-05
Abstract： In order to improve the basic management level and lean manufacturing capacity， reduce consumption， cigarette production cost control， process data from a brand of cigarette factory production， the application of Six Sigma DMAIC process to carry out the project， and analyze the process data with the MINITAB software. In the development process of the project， the project group found 9 key factors， 4 of them by means of manage controls and implement rapid improvements； other factors： design of charging barrel and resurgence barrel； moisture content qualification rate； The tobacco drying outlet of flexible winnowing throttle opening and motor frequency setting. Respectively by： A blowing device is arranged in the charging barrel and resurgence barrel； the adjustment of cigarette packs， along the redesign process control procedures； The tobacco drying outlet flexible winnowing throttle opening and motor frequency application of DOE experimental design and implement improvement. The results show that the improved tobacco consumption significantly reduced to cigarette brands selected for longitudinal comparison， tobacco consumption by 36.02kg/box weight reduced to 35.78kg/box， consumption of tobacco decreased by 0.24kg/box. Effectively improve the fine production capacity， to achieve quality and consumption reduction， saving and efficiency purposes.
Key Words： Six Sigma； Cigarette； Tobacco consumption； Influencing factors
烟叶是卷烟产品的主要原料，烟叶单箱消耗水平的高低足以显示和反映一个企业技术进步和管理水平，烟草行业一直把降低烟叶消耗作为生产管理的一项主要工作进行推进。降低单箱烟叶消耗是一项综合性的管理工作，需各方面共同努力，主要是应立足企业内部，从加强管理与技术革新等方面采取措施。近年来，对于降低单箱消耗，一些烟草企业以严抓管理、加强考核、技术方面小改小革的方式开展，都取得了一定的成效，但是缺乏系统性和持续性[1-6]。
六西格玛法是在全面质量管理基础上发展起来的一种有效的管理方法，是一套系统的、集成的业务改进方法体系，它通过系统地、集成地采用业务改进流程，对现有过程进行DMAIC流程，消除过程缺陷和无价值作业，把人的力量、流程的力量和技术方法的力量紧密结合，成为一种持续改进和有效的方法，从而提高质量和服务，降低成本，缩短运转周期，达到客户完全满意，增强企业竞争力。
本文利用六西格玛法的DMIAC改进流程，运用MINITAB工具软件以本厂生产的某卷烟品牌为研究对象，收集过程数据进行分析，对生产线各工序中影响卷烟单箱耗叶的因素进行梳理，运用过程失效模式与影响分析（FMEA）工具，找到关键因子并对其进行生产过程控制及改进，以降低卷烟产品的单箱耗烟叶量。
1 项目的界定
制丝线技术改造完成投入生产以来，卷烟单箱耗叶偏高。统计某卷烟品牌6个月的单箱耗叶数据为36.02kg/箱，与对标指标35.88kg/箱存在一定的差距。控制成本费用是企业保增长、上水平的重要举措，所以降低卷烟单箱耗叶是当前要解决的首要任务。此前，卷制包装生产线已开展降耗精益项目。本文主要针对制丝工序，整个制丝工序的生产线由制叶丝线、制膨胀丝线、制梗丝线组成的。在制丝生产过程中，物料水分散失，设备机械磨损、设备设计缺陷、工艺设计要求等原因，投入的烤片和梗条会有不同程度的损耗，以造碎、粘附、泄漏的形式出现。利用Pareto图（如图1）对三条线生产中形成的损耗量进行比较，制叶丝线生产过程中产生的损耗，占所有损耗的81.2%。根据二八原则，我们的项目范围确定为制丝车间制叶丝线。
2 原因分析
通过人、机、料、法、环5个方面梳理制丝线各工序影响卷烟单箱耗叶的因素作为输入因子，以造碎、粘附、泄漏作为输出变量（缺陷形式），利用矩阵图找出51个潜在影响卷烟单箱耗叶的因素，以造碎、粘附、泄漏3种缺陷形式的重要度分别给定其权重为8、2、2，评价影响因素对各个输出变量的相关关系，以影响因子与缺陷形式的相关程度0，1，3，9的分值打分，总分值大于35分的23个因子作为影响卷烟单箱耗叶的因子。
接着针对23个因子进行故障模式与影响分析（FMEA分析），通过FMEA分析，将风险度（RPN）值大于110的作为影响卷烟单箱耗叶的关键因素，共有9项：（1）加料喂料机底部积料盒中物料处置的方法；（2）异物剔除工序剔除物料处理的方法；（3）开包机械手的开包过程落料处置的方法；（4）切丝的宽度；（5）回潮筒的设计；（6）回潮工序出口水分合格率；（7）加料筒的设计；（8）烘丝出口柔性风选风门开度设置；（9）烘丝出口柔性风选电机频率设置 。
3 分析与改进
在9项关键因素中（1）-（4）项原因明确、措施简单，我们运用质量管控手段对其进行快赢改善。改善后，对同品牌卷烟产品效果验证共15批次，其单箱耗叶由36.02kg/箱降到了35.86kg/箱，下降了0.16kg/箱，余下5项关键因素需要进行详细的分析，找到改进方法。
3.1 回潮筒與加料筒的设计
由于回潮筒和加料筒生产过中的高温高湿环境导致其内壁粘附着大量烟叶。生产结束后操作人员是无法进入高温筒内进行清扫的，待当天生产结束筒内冷确后通过冲洗清扫出来的烟叶已不能再正常使用，只能丢弃，造成极大浪费。针对回潮筒的设计和加料筒的设计经过多次工艺验证其从结构上能满足增加烟片的含水率和温度，提高烟片的耐加工性，改善烟片感官质量，均匀施加料液的工艺要求。所以，在不影响工艺对设备要求的基础上，采取在回潮筒和加料筒内分别加装物料喷吹装置对筒内积留烟叶进行清扫（如图2）。在每个批次即将结束前对筒内壁附着的烟叶进行喷吹。利用空气流喷吹在旋转的筒内壁，促进尾料和粘附筒壁的烟叶向前运动，达到清扫的效果。
3.2 回潮工序出口水分合格率
通过双T分析，水分合格率不同对烟叶的造碎量有显著差别：（1）目前松散回潮出口水分合格率是偏低的并且偏标准水分18%的下限，即烟叶内含水量偏少，烟叶造碎量增大；（2）通过工艺验证，此工序出口水分含量在（18±1.5）的烟叶感观评吸效果达到最好，所以为降低造碎量而无限量增加水分是不可以的。鉴于以上两个原因，把水分控制在16.5%～19.5%，并向中心值18%无限靠拢就能在保证烟叶感观品质和低造碎量的高度统一。
3.2.1 调整烟包顺序
一批烟丝的生产原料是由不同等级的多种烟叶组成的，这就是叶组配方。不同品牌的卷烟有不同的叶组配方，本文选取卷烟品牌的叶组配方有烤烟、白肋烟及抗旱烟，每种配方烟包根据烟叶的吸湿性、油润性等特点，烟包含水率差异较大。如果烟包的投料顺序随机，生产过程水分波动将会很大，不利于过程水分控制，导致回潮出口水分合格率低下。因此，本文根据叶组配方中各烟包烟叶的特性，将含水率相近的烟包排序投料，根据烟包水分波动规律，便于对生产过程水分的控制。
3.2.2 重新设计加水过程控制程序
回潮过程加水控制模式原来为闭环控制模式，但因闭环控制时入口水分受表层烟草薄片的影响，无法采集到烟叶的真实水分。本文将闭环控制改为反馈控制，回潮入口水分设置为烟叶的平均水分12%，使得生产过程水分的稳定性有了很大的提高。
针对回潮工序出口水分合格率这个因素的改进主要通过调整烟包顺序、重新设计加水过程控制程序方面调整，回潮工序出口水分合格率由平均87.48%提高到了平均98.04%，松散回潮出口水分合格率的提高，有效地降低了烟叶的造碎量。
3.3 烘丝出口柔性风选风门开度设置、烘丝出口柔性风选电机频率设置
优质的成品烟丝是确保产品设计最终体现的基础与保证。在制叶丝线，烘丝干燥设备出口处采用叶丝柔性风选工艺，可以将丝团打开，同时柔性分离出叶丝中的结团物（丝团、湿团等）、焦片及部分梗签，从而提高叶丝的包容性、纯净度、松散程度和混丝均匀性，有利于提高烟支各项指标的稳定性。所以，当柔性风选风门开度及电机频率设置不当时，会导致合格的烟丝随分离物一起被剔除，造成浪费。本文通过双T分析出烘丝出口柔性风选电机频率和风门开度对卷烟单箱耗叶影响是显著的。
针对烘丝出口柔性风选电机频率和风门开度这两个相关因子，我们采用DOE实验，通过实验找到电机频率和风门开度的最佳配对值，使风选后剔除的落料中泄漏烟丝量尽可能少，以降低单箱耗叶量。首先对两个交互因子做2因子2水平，仿行2次，增加3个中心点的全因子实验，实验顺序随机。每次实验取10g剔除物料5份，分拣出每份剔除物料中含有的泄漏烟丝量得到平均值，响应变量为泄漏量。通过收集的数据利用MINITAB分析（如图3），模型总的来说是有效的，但弯曲项P=0.002<0.05，说明存在弯曲，应做响应曲面设计，因参数设置要在两水平之间，球面上具有旋转性，因此我们计划使用CCI的响应曲面设计继续开展实验。
根据仿行数为2进行CCI的响应曲面设计实验，收集到的数据分析结果表明：判断模型总的来说是有效的（如图4），R-Sq与R-Sq（调整）二者很大且很接近，S值较小，失拟项的P=0.11>0.05，说明无失拟；残差图正常；各项主效应及交互作用的P值均小于0.05，说明各因子都显著，模型可行。
烘丝出口柔性风选后烟丝泄漏量属于“望小”型，利用MINITAB中的响应优化器找到了最优值（如图5）。我们将电机频率设置为45Hz，风门开度设置为85%，泄漏叶丝量能减小到0.43g每10g落料中，其合意性达到94%以上。
4 改进效果和成果控制
改进完成后统计分析了3个月的同一牌号卷烟的单箱耗叶值，平均为35.78kg/箱。通过运用六西格玛方法的DMAIC流程成功将卷烟单箱耗叶降低了0.24kg/箱，提升了精细化生产能力，降低制造成本，达到提质降耗、节约增效的目的。为保证项目改进效果持续稳定，针对各工序操作人员进行了相关培训，同时将改进过程详细记录并形成操作规程及固定程序，将文件标准化。
参考文献
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