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        基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的卷煙卷制過程質(zhì)量一致性評(píng)價(jià)

        2023-02-16 07:12:54范磊楊龍飛劉陽楊志強(qiáng)董歡歡張紹卿王海宇李超
        包裝工程 2023年3期
        關(guān)鍵詞:卷制優(yōu)度機(jī)臺(tái)

        范磊,楊龍飛,劉陽,楊志強(qiáng),董歡歡,張紹卿,王海宇,李超

        基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的卷煙卷制過程質(zhì)量一致性評(píng)價(jià)

        范磊1,楊龍飛1,劉陽1,楊志強(qiáng)1,董歡歡1,張紹卿1,王海宇2,李超3

        (1.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 許昌卷煙廠,河南 許昌 461000;2.鄭州大學(xué) 商學(xué)院,鄭州 450001;3.河南中心線電子科技有限公司,鄭州 450004)

        為解決當(dāng)前卷煙卷制評(píng)價(jià)方式粗放,通常只重視質(zhì)量結(jié)果而忽視過程質(zhì)量差異的問題,建立同一牌號(hào)卷煙在不同機(jī)臺(tái)、不同班組的加工質(zhì)量一致性綜合評(píng)價(jià)方法。采用擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的方法建立卷煙卷制過程質(zhì)量一致性評(píng)價(jià)方法,并采用判斷矩陣確定質(zhì)量特性的權(quán)重,并進(jìn)行質(zhì)量一致性綜合評(píng)價(jià)。選取黃金葉(樂途)品牌在卷煙卷制過程中的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),運(yùn)用新構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型對(duì)3個(gè)機(jī)臺(tái)的煙支質(zhì)量、吸阻、端部落絲等7個(gè)質(zhì)量特性進(jìn)行質(zhì)量一致性綜合評(píng)價(jià),并有效識(shí)別出了機(jī)臺(tái)之間存在的質(zhì)量差異。該綜合評(píng)價(jià)方法能夠?qū)頍煻嗉庸み^程之間的差異進(jìn)行有效識(shí)別和評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)了由結(jié)果評(píng)價(jià)向過程評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變,具有良好的評(píng)價(jià)能力和可操作性。

        擬合優(yōu)度檢驗(yàn);判斷矩陣;質(zhì)量一致性;綜合評(píng)價(jià)

        隨著卷煙企業(yè)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深化,卷煙品牌整合擴(kuò)張的步伐日益加快,同一牌號(hào)多加工過程的現(xiàn)象已經(jīng)變得非常普遍,產(chǎn)品質(zhì)量的均質(zhì)化已成為行業(yè)關(guān)注的重要課題,也是各卷煙企業(yè)亟須解決的關(guān)鍵問題<[1]。均質(zhì)化是保證卷煙加工品質(zhì)一致性、質(zhì)量穩(wěn)定性的要求,也是行業(yè)適應(yīng)大品牌、大市場(chǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的技術(shù)支撐[2]。為保證產(chǎn)品的均質(zhì)化,就需要對(duì)相同牌號(hào)卷煙的不同生產(chǎn)過程之間的質(zhì)量一致性進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)分析,找出存在的質(zhì)量差異并及時(shí)糾正。當(dāng)前行業(yè)中對(duì)卷煙質(zhì)量評(píng)價(jià)主要集中在來料的質(zhì)量穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和卷煙成品的質(zhì)量水平評(píng)價(jià)上,比如楚文娟等[3]采用標(biāo)準(zhǔn)分評(píng)價(jià)法對(duì)多個(gè)產(chǎn)地的煙梗原料可用性進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),以便于煙梗配方的數(shù)字化設(shè)計(jì);陳壯壯等[4]從工商交接的角度分析了煙葉包內(nèi)等級(jí)內(nèi)在質(zhì)量一致性和可接受程度;石鳳學(xué)等[5]運(yùn)用歐式距離系數(shù)法從煙氣成分、化學(xué)指標(biāo)、感官指標(biāo)和物理指標(biāo)等4個(gè)方面對(duì)卷煙質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià);楊博等[6]從消費(fèi)者的角度采用配對(duì)比較的方法對(duì)規(guī)格相近的卷煙產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量比較評(píng)價(jià);陶永峰等[7]運(yùn)用層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法,從物測(cè)、煙氣、感官等多個(gè)方面建立了卷煙綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)模型;陳得麗等[8]結(jié)合層次分析法和模糊算法構(gòu)建了制絲過程的多層次綜合評(píng)價(jià)方法;湯曉東等[9]采用煙絲裂解產(chǎn)物指紋圖譜對(duì)卷煙煙絲質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)比較等。綜上,對(duì)過程質(zhì)量的評(píng)價(jià)還比較缺乏,實(shí)際應(yīng)用中多采用均值、標(biāo)偏、過程能力指數(shù)等作為評(píng)價(jià)指標(biāo),評(píng)價(jià)方法較為單一,無法綜合全面比較生產(chǎn)過程的加工質(zhì)量,尤其是在分布非正態(tài),以及過程處于非平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)往往不夠準(zhǔn)確、完善和充分[10-12]。針對(duì)過程質(zhì)量一致性,行業(yè)內(nèi)的研究還較少,僅有李文偉等[13]從制絲過程批次間質(zhì)量一致性分析的角度對(duì)制絲過程質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化控制,而對(duì)卷制過程質(zhì)量一致性的探討還未見報(bào)道。為此,本研究基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn),提出卷煙卷制過程質(zhì)量一致性評(píng)價(jià)模型,對(duì)同一牌號(hào)產(chǎn)品在同一機(jī)臺(tái)不同班組、同一生產(chǎn)企業(yè)不同機(jī)臺(tái)進(jìn)行卷制時(shí)的整體加工質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),同時(shí)也對(duì)異地送絲等情形下同一牌號(hào)產(chǎn)品在不同生產(chǎn)企業(yè)的卷制過程提出可供參考的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,為均質(zhì)化生產(chǎn)水平的提高提供決策依據(jù)。

        1 評(píng)價(jià)模型建立

        (5)

        由此就有過程B相對(duì)過程A的質(zhì)量一致性綜合評(píng)價(jià)卡方統(tǒng)計(jì)量:

        其中,為卡方分布的自由度:

        2 卷制過程質(zhì)量一致性評(píng)價(jià)應(yīng)用

        2.1 數(shù)據(jù)對(duì)象

        以許昌卷煙廠某二類卷煙的3個(gè)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)的卷制過程數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象,用機(jī)臺(tái)A、B、C來表示。采集3個(gè)機(jī)臺(tái)的煙支質(zhì)量、圓周、吸阻、總通風(fēng)率、硬度、含末率、端部落絲量等7個(gè)過程質(zhì)量數(shù)據(jù),其中,前4個(gè)質(zhì)量數(shù)據(jù)由在線綜合測(cè)試臺(tái)每5 min抽樣檢測(cè)一次,共抽樣180組并分別計(jì)算平均值,因此,前4個(gè)質(zhì)量特性數(shù)據(jù)的樣本數(shù)1=2=3=4=5=180;而含末率和端部落絲量由質(zhì)檢人員每隔10 min人工抽樣檢測(cè)得到,共抽樣90組并分別計(jì)算平均值,因此后2個(gè)質(zhì)量特性數(shù)據(jù)的樣本數(shù)6=7=90。

        2.2 指標(biāo)權(quán)重設(shè)計(jì)

        指標(biāo)權(quán)重的設(shè)計(jì)一般根據(jù)各指標(biāo)對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要程度來確定,權(quán)重的設(shè)計(jì)方法有很多,比如定量統(tǒng)計(jì)法、專家打分法、對(duì)偶比較法等[16]。為了更客觀地對(duì)各質(zhì)量特性的重要程度進(jìn)行評(píng)價(jià),本研究采用由多位車間質(zhì)量管理人員共同比較兩兩成對(duì)指標(biāo)的重要性建立判斷矩陣來量化計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重(表1)。

        2.3 子區(qū)間劃分

        在擬合優(yōu)度2的檢驗(yàn)中,將連續(xù)分布用離散分布逼近,稱為有限離散化,即對(duì)連續(xù)型數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)[18]。由于2統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算是基于分區(qū)的,因此,分區(qū)方式在很大程度上會(huì)影響擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的有效性。通??梢圆捎肳ald[19]建議的等概率分區(qū)的方法,即分區(qū)后每個(gè)子區(qū)間的概率基本相同,子區(qū)間的個(gè)數(shù)為:

        表1 質(zhì)量特性重要度判斷矩陣

        Tab.1 Judgment matrix for importance of quality characteristics

        表2 各質(zhì)量特性的子區(qū)間劃分

        Tab.2 Sub-interval division of all the quality characteristics

        2.4 卡方統(tǒng)計(jì)量計(jì)算

        按照表2的子區(qū)間劃分,分別統(tǒng)計(jì)各機(jī)臺(tái)的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)落在各子區(qū)間的個(gè)數(shù),如各機(jī)臺(tái)質(zhì)量數(shù)據(jù)落在16個(gè)子區(qū)間的頻數(shù)見表3。

        表3 質(zhì)量頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

        Tab.3 Statistics for weight frequency

        2.5 一致性評(píng)價(jià)

        表4 各質(zhì)量特性的卡方統(tǒng)計(jì)量

        Tab.4 Chi-square statistics for all the quality characteristics

        3 結(jié)果分析與討論

        本研究提出一種對(duì)卷煙卷制過程中質(zhì)量一致性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法,與已有的一些行業(yè)卷煙質(zhì)量評(píng)價(jià)方法存在較大的區(qū)別,具體如下:

        1)評(píng)價(jià)對(duì)象不同。已有的很多卷煙質(zhì)量評(píng)價(jià)方法主要針對(duì)生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià),從物測(cè)、外觀、感官、化學(xué)等多個(gè)方面建立評(píng)價(jià)體系進(jìn)行全面評(píng)價(jià),以說明某牌號(hào)卷煙的質(zhì)量水平,而本研究主要針對(duì)過程質(zhì)量狀況,從可調(diào)可控的角度及時(shí)發(fā)現(xiàn)并反饋不同生產(chǎn)過程之間是否存在質(zhì)量差異,利于過程控制。

        2)評(píng)價(jià)指標(biāo)不同。已有的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要來源于行業(yè)要求和顧客感知,比如理化指標(biāo)、感官指標(biāo)等的評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)固定,而本研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要根據(jù)生產(chǎn)過程的需要,管理人員可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)質(zhì)量特性的選擇及其指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行必要的調(diào)整。

        3)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)不同。多數(shù)卷煙質(zhì)量評(píng)價(jià)主要基于過程質(zhì)量特性服從正態(tài)分布的前提為假設(shè),多采用均值、方差、CPK等一個(gè)或幾個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),數(shù)據(jù)量相對(duì)較少,而本研究則可充分利用卷煙過程數(shù)據(jù)量較大的優(yōu)勢(shì),不依賴于所服從的分布,對(duì)不服從正態(tài)分布的質(zhì)量特性指標(biāo)也能夠有效評(píng)價(jià),同時(shí)還能夠避免均值、方差等單個(gè)數(shù)據(jù)不能完全揭示生產(chǎn)過程狀況的問題。

        4)評(píng)價(jià)目的不同。多數(shù)質(zhì)量評(píng)價(jià)最終通過得分情況對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行排序或說明當(dāng)前整體質(zhì)量水平的高低,如六西格瑪評(píng)價(jià)等,而本研究不對(duì)整體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià),通過過程間的互相比對(duì)來發(fā)現(xiàn)它們之間的差距,以指導(dǎo)相關(guān)人員對(duì)過程質(zhì)量進(jìn)行有效的管控。

        4 結(jié)語

        卷煙卷制作為一種多質(zhì)量特性生產(chǎn)過程,受原輔材料、加工方式、設(shè)備狀態(tài)等多種因素的影響,很難實(shí)現(xiàn)完全均質(zhì)化,卷制加工過程的質(zhì)量一致性已成為提升卷煙質(zhì)量水平的一個(gè)瓶頸問題。文中基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的原理,建立了一種對(duì)卷煙卷制過程質(zhì)量的一致性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法,充分利用過程質(zhì)量數(shù)據(jù),通過離散化分布區(qū)間的劃分,構(gòu)建了基于頻數(shù)偏差平方和的卡方統(tǒng)計(jì)量,并采用判斷矩陣確定各質(zhì)量特性的權(quán)重進(jìn)行綜合計(jì)算和評(píng)價(jià)。以許昌卷煙廠某二類卷煙為例,選擇3個(gè)不同生產(chǎn)機(jī)臺(tái)作為評(píng)價(jià)對(duì)象,選擇質(zhì)量、圓周、吸阻、總通風(fēng)率、硬度、含末率、端部落絲等的7個(gè)質(zhì)量特性作為質(zhì)量一致性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和差異分析,說明了文中評(píng)價(jià)方法的具體步驟和應(yīng)用效果。同時(shí),隨著同牌號(hào)跨省生產(chǎn)、異地送絲等生產(chǎn)方式的不斷發(fā)展,文中的評(píng)價(jià)方法在卷煙行業(yè)中具有更為廣闊的應(yīng)用前景。

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        Assessment on Quality Consistency in Cigarette Manufacturing Based on Goodness of Fit Inspection

        FAN Lei1, YANG Long-fei1,LIU Yang1,YANG Zhi-qiang1,DONG Huan-huan1,ZHANG Shao-qing1, WANG Hai-yu2,LI Chao3

        (1. Xuchang Cigarette factory, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Henan Xuchang 461000, China; 2. Business School, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China; 3. Henan Center Line Electronic Science and Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450004, China)

        The work aims to establish a comprehensive evaluation method for the processing quality consistency of the same brand of cigarettes on different machines and work teams to solve the problem that the current evaluation method of cigarette manufacturing process is extensive, which usually only pays attention to the quality results and ignores the process quality itself. The method of goodness of fit test was adopted to establish the evaluation method for quality consistency in cigarette manufacturing. The weight of quality characteristics was determined by judgment matrix for comprehensive evaluation of quality consistency. The assessment model was validated with the data of online monitoring samples of "()" cigarette brand. Seven quality characteristics such as cigarette weight, draw resistance, and loss from cigarette end from three machines were involved for identifying the differences in quality among the machines. The comprehensive evaluation method can effectively identify and evaluate the differences between cigarette manufacturing processes, fulfilling the transformation from result evaluation to process evaluation, and thus being of good evaluation ability and operability.

        goodness of fit inspection; judgment matrix; consistency in quality; comprehensive assessment

        TS452

        A

        1001-3563(2023)03-0249-06

        10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.031

        2022?06?15

        國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71672209);河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目(CW201935)

        范磊(1977—),男,本科,高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)榫頍煿に嚒?/p>

        王海宇(1979—),男,教授,博士,主要研究方向?yàn)橘|(zhì)量工程。

        責(zé)任編輯:曾鈺嬋

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