尹利忠 楊 洋 楊學(xué)良 張 清 任淑本 楊艷陽(yáng) 李夢(mèng)月

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司大理卷煙廠，云南大理 671000）

對(duì)煙葉進(jìn)行打葉復(fù)烤加工的主要目的是為卷煙制絲和卷制提供高品質(zhì)的片煙產(chǎn)品。經(jīng)打葉復(fù)烤的片煙片形結(jié)構(gòu)對(duì)卷煙廠制絲和卷制有較大影響，主要體現(xiàn)在大中片率、葉含梗率等方面，直接影響煙絲的純凈度和卷制質(zhì)量，進(jìn)而影響卷煙產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和感官品質(zhì)，同時(shí)煙片結(jié)構(gòu)也會(huì)影響打葉復(fù)烤過(guò)程中的煙葉損耗和卷煙過(guò)程的原料損耗[1]。卷煙工藝規(guī)范中規(guī)定大中片率≥80%、葉中含梗率≤1.5%[2]。為進(jìn)一步提升復(fù)烤大中片率，提高復(fù)烤均質(zhì)化加工水平[3-4]。本文利用六西格瑪DMIAC流程分析法，對(duì)影響葉片大中片率的相關(guān)因子進(jìn)行分析，探討提高復(fù)烤葉片大中片率的方法，為生產(chǎn)中煙葉復(fù)烤提供參考。

1 試驗(yàn)方法

本研究利用六西格瑪管理模式中的DMIAC 改進(jìn)流程，運(yùn)用Minitab 工具軟件，以大理卷煙廠生產(chǎn)的紅大VCO3S 為研究對(duì)象，通過(guò)“定義D”“測(cè)量M”“分析A”“改進(jìn)I”和“控制C”5 個(gè)階段的工作，收集過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)各生產(chǎn)流程影響葉片大中片率的因素進(jìn)行梳理，確定關(guān)鍵質(zhì)量特性CTQ[5]，運(yùn)用過(guò)程失效模式和影響分析（FMEA）工具，找出關(guān)鍵因子，并對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程控制和改進(jìn)，以提高復(fù)烤葉片大中片率。

1.1 定義階段

煙片是指煙葉打葉復(fù)烤后的煙片結(jié)構(gòu)，主要包括大片（＞25.4 mm）、中片（12.7～25.4 mm）、小片（6.35～12.7 mm）、碎片（2.36～6.35 mm）等。其中大中片率是指≥12.7 mm 的煙片占各層篩網(wǎng)所收集片煙質(zhì)量總和的比率[6]。

式中：Y為大中片率；m1為25.4 mm 篩網(wǎng)上的葉片質(zhì)量+12.7 mm 篩網(wǎng)上的葉片質(zhì)量的總和（g）；Σmi為各層篩網(wǎng)所收集的片煙質(zhì)量的總和（g）。

1.2 測(cè)量階段

使用微觀流程圖分析方法，確定影響葉片大中片率的關(guān)鍵流程及影響因子，并采用C＆E 矩陣和FMEA 確定關(guān)鍵影響因子。對(duì)原因明確、措施簡(jiǎn)單的影響條件，運(yùn)用質(zhì)量管理和管控手段對(duì)其進(jìn)行快贏改善，其余關(guān)鍵因子在分析階段進(jìn)行進(jìn)一步分析。

1.3 分析階段

針對(duì)某一關(guān)鍵影響因子，在固定其他影響條件的情況下，改變?cè)撘蜃拥闹祷驙顟B(tài)，收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用雙樣本t檢驗(yàn)和單因素方差分析進(jìn)行關(guān)鍵因子分析，確定關(guān)鍵因子是否為顯著影響因子。

1.4 改進(jìn)階段

根據(jù)分析階段的結(jié)果，對(duì)關(guān)鍵影響因子進(jìn)行深入分析，并采取相應(yīng)改進(jìn)措施，驗(yàn)證措施的有效性，以提高葉片大中片率。

1.5 控制階段

在控制階段，通過(guò)SPC 監(jiān)控、文件標(biāo)準(zhǔn)化、加強(qiáng)操作管理等手段進(jìn)行控制改善，保證項(xiàng)目改進(jìn)效果持續(xù)穩(wěn)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 微觀流程圖、C＆E矩陣與FMEA分析

從煙葉備料至打葉風(fēng)分的復(fù)烤生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行分析，其中打葉風(fēng)分工序分為四級(jí)打葉風(fēng)分，第一級(jí)打葉風(fēng)分出片率為65.0%～66.5%，大中片率較高，碎片率最低，對(duì)整個(gè)打葉設(shè)備加工質(zhì)量影響最大。因此，微觀流程圖分析時(shí)，打葉風(fēng)分工序以第一級(jí)打葉風(fēng)分為主進(jìn)行分析。通過(guò)微觀流程圖的分析，共識(shí)別了34個(gè)影響因子。通過(guò)分析影響大中片率的主要因素，發(fā)現(xiàn)造碎、黏附和泄漏是主要影響因素，并確定各因素權(quán)重（造碎權(quán)重9、黏附權(quán)重5、泄漏權(quán)重3），并以此進(jìn)行C＆E矩陣分析，篩選出得分值大于89的32個(gè)影響因子進(jìn)行FMEA分析，共篩選出13 個(gè)得分大于112 的因子。其中分級(jí)大片摻配、外加碎片摻配、鋪葉線小貯柜貯葉比例、一潤(rùn)喂料機(jī)喂料倉(cāng)貯葉比例、預(yù)配貯葉時(shí)間、二潤(rùn)喂料機(jī)喂料倉(cāng)貯葉比例等因子通過(guò)快贏改善措施進(jìn)行改善，改善后大中片率提高至76.54%。

2.2 關(guān)鍵因子分析

針對(duì)測(cè)量階段其余的班組影響、二潤(rùn)出口水分、二潤(rùn)出口溫度、打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速、一風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率、二風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率、三風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率、四風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率8 個(gè)因子，按表1數(shù)據(jù)收集計(jì)劃開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。

表1 關(guān)鍵影響因子數(shù)據(jù)收集計(jì)劃

通過(guò)開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用Minitab 工具進(jìn)行分析，除班組影響因子對(duì)大中片率無(wú)顯著影響外，其余因子均對(duì)大中片率具有顯著影響，需進(jìn)一步分析。

2.3 關(guān)鍵因子改進(jìn)

2.3.1 二潤(rùn)出口水分和二潤(rùn)出口溫度因子針對(duì)二潤(rùn)出口水分和二潤(rùn)出口溫度因子，采用DOE 試驗(yàn)尋找二潤(rùn)出口水分與二潤(rùn)出口溫度的最佳配合，使葉片大中片率最大。由于二潤(rùn)出口水分和二潤(rùn)出口溫度的變化會(huì)引起烤片機(jī)入口的水分變化，為保證烤片機(jī)出口水分，需對(duì)烤片機(jī)干燥五區(qū)溫度進(jìn)行調(diào)整。因此增加烤片機(jī)干燥五區(qū)的溫度監(jiān)控，尋找最佳烤片機(jī)溫度的二潤(rùn)出口水分和二潤(rùn)出口溫度。

通過(guò)DOE 分析和相應(yīng)曲面設(shè)計(jì)，開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，等值線圖與曲面圖結(jié)果如圖1～2所示。

圖1 基于葉片大中片率的等值線圖與曲面圖

圖2 基于烤片機(jī)干燥五區(qū)總溫度的等值線圖與曲面圖

利用Minitab相應(yīng)優(yōu)化器，當(dāng)二潤(rùn)出口水分設(shè)定為17.5%，二潤(rùn)出口溫度設(shè)定為46.5 ℃時(shí)，葉片大中片率可達(dá)到最大值76.81%。二潤(rùn)生產(chǎn)過(guò)程中入/出口直噴蒸汽噴射開(kāi)度為50%/50%時(shí)，溫度滿足要求。為驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)驗(yàn)證在該設(shè)置下的葉含梗率是否符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了5 批次的驗(yàn)證，大中片率為76.85%，葉中含梗率均低于工藝標(biāo)準(zhǔn)要求（≤1.7%）。

2.3.2 打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速因子針對(duì)打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速因子，采用回歸分析，按390、420、450、480、510 和540 rmp 的打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置試驗(yàn)。經(jīng)二次回歸分析及利用響應(yīng)優(yōu)化器后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速為450～480 rmp 時(shí)，葉片大中片率均與預(yù)測(cè)最佳值接近（圖3）。為滿足不同特性煙葉加工，打葉機(jī)打輥轉(zhuǎn)速可根據(jù)來(lái)料情況在450～480 rmp進(jìn)行調(diào)整。

圖3 打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速因子擬合曲線和響應(yīng)優(yōu)化

為驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)驗(yàn)證在該設(shè)置下的葉含梗率是否符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了5批次的驗(yàn)證，一打打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為450～480 rmp 時(shí)，葉片大中片率較為接近且為最大。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和操作經(jīng)驗(yàn)等，針對(duì)特定的煙葉，打葉機(jī)打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置有所不同，但調(diào)整范圍在450～480 rmp；在此打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速下，葉含梗率均低于工藝標(biāo)準(zhǔn)要求值（≤1.7%），符合要求。

2.3.3 一風(fēng)至四風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率因子針對(duì)一風(fēng)至四風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率因子開(kāi)展田口試驗(yàn)分析，確定田口試驗(yàn)因子水平。結(jié)合大中片率和葉含梗率要求，利用均值響應(yīng)表和均值主效應(yīng)圖，結(jié)合葉片大中片率與葉含梗率的田口試驗(yàn)分析，確定各個(gè)因子的參數(shù)設(shè)置：一風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為41 Hz、二風(fēng)機(jī)頻率50 Hz、三風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率37 Hz、四風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率38 Hz。在該參數(shù)下利用Minitab進(jìn)行預(yù)測(cè)，葉片大中片率為77.8%，葉含梗率為1.1%。

以此結(jié)果為依據(jù)，增加5 個(gè)批次試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，當(dāng)采用以上風(fēng)分頻率時(shí)，葉片大中片率較為接近且最大，均值為78.55%。在此參數(shù)下，葉含梗率均低于工藝標(biāo)準(zhǔn)要求值（≤1.7%），符合要求。

2.4 固化成果控制

通過(guò)DMAI 階段的改進(jìn)后，測(cè)試了20 批次大理紅大VCO3S 的大中片率，大中片率由改進(jìn)前的76.23%提升到77.87%。在控制階段，通過(guò)文件標(biāo)準(zhǔn)化、SPC 監(jiān)控、加強(qiáng)操作管理等手段進(jìn)行控制改善，保證大中片率改進(jìn)效果持續(xù)穩(wěn)定。

3 結(jié)論

基于六西格瑪?shù)腄MAIC 質(zhì)量改進(jìn)模型，運(yùn)用C＆E矩陣、過(guò)程失效模式及影響分析（FMEA）工具，分析出影響復(fù)烤葉片大中片率的關(guān)鍵因子，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行改進(jìn)。采用DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將二潤(rùn)出口水分設(shè)定值設(shè)置為（17.5±1.0）%，二潤(rùn)入口/出口直噴蒸汽噴射開(kāi)度設(shè)置為50%/50%；一級(jí)打葉打輥電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為450～480 rmp；一級(jí)打葉一風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為41 Hz，二風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為50 Hz、三風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為37 Hz、四風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置為38 Hz 時(shí)，大理紅大VCO3S 葉片的大中片率由改進(jìn)前的76.23%提升為77.87%，極大提高了葉片的大中片率和出片率。