统计过程控制（SPC）管理的应用实践——上海烟草集团有限责任公司案例

当今工业生产中的很多问题都涉及到大规模复杂数据的分析以及由此所带来的动态质量控制与改进，因此对传统的统计过程控制的灵活性与有效性提出了更大的挑战。

为了实现企业“国内一流、国际先进”的要求，上海烟草集团责任有限公司从2000年开始引入统计过程控制（SPC）方法，并于2003年率先在上海卷烟厂开始实施卷烟制造流程西格玛水平测评和六西格玛管理改进。近五年来企业通过对SPC应用的深化与创新，结合先进的信息化技术，实现制造过程的自动数据分析、智能报警、提示调整等功能，形成对制造过程的智能化控制，并根据生产与管理的不同需求，建立了具有不同层级的立体化结构的生产过程管理模式。

SPC的本质是运用随机事件的统计规律来判断过程输出中的变异是由必然因素还是由偶然因素引起的，为过程的稳定状态提供分析的依据。因此，从本质上说，SPC方法不但适用于所有的制造过程，同时还适用于服务型、管理型过程。

一、实践SPC的主要过程

1.确立强有力的组织保障，优化资源配置

在实施SPC方法初期即确立由分管质量的副总经理和副厂长担任SPC方法推进的第一责任人，并由质量管理部门负责协调相关的日常工作，组织发动各车间应用SPC方法。通过设立有效的组织机构，充分体现领导重视，并为有效调动工厂相关资源提供组织保障。

2.注重氛围的营造，分层普及理论知识

首先，在SPC方法导入的初期阶段，即针对基层干部、质量管理员、生产条线中层管理干部开展SPC方法基础概念的普及培训，以增强员工参与意识，消除各种顾虑。同时，通过培训来提高各级员工对SPC原理，运用方法，诊断技术等知识的掌握程度。其次，在深化应用阶段，为了实现生产现场过程的智能化控制，工厂分层再次实施了SPC方法的培训，其中针对操作人员主要开展了SPC基础概念培训，针对核心SPC推进人员开展的培训强调熟悉工艺流程与控制原理，并以掌握SPC原理、概率计算、统计软件应用为主。

3.以项目为载体，实现分步推进

为了实现SPC控制图的深化应用，进行了SPC项目的立项申报，明确SPC方法的应用范围及具体实施目标、周期和分阶段推进计划。项目的实施中，通过识别与确认卷烟制造过程（制丝、卷包、滤棒成型）关键质量特性，计算参数的控制限，制定运行规则，建立异常反应计划，并结合信息化手段，实现制造过程的自动数据采集与分析、智能报警、提示调整等功能的开发应用，并最终形成了质量监控系统（如图1所示）。通过持续提高SPC的应用水平，逐步实现制造过程全方面的智能化控制和立体化管理。

对SPC的相关实施过程，上海卷烟厂经过归纳与总结，建立了相关的厂级的实施导则与实施指南，进一步规范了SPC在卷烟制造行业的实施方法，并逐步在整个公司的层面进行推广。

二、实施SPC的主要成果

上海卷烟厂通过不断的研究与实践，在整个生产流程中实施和推广SPC的应用。自2010年底开始，在制丝、卷包及成型等生产现场陆续安装了SPC控制系统，使生产各环节的过程能力获得稳定提高。

上海卷烟厂还通过自主研发，建立了一套完整的制造过程SPC控制系统，并将系统运用至卷烟制造过程的各个过程中。工作人员在中控室及现场都能方便使用SPC控制系统，实时、同步、清晰掌握各个过程的实际情况，使整个生产过程透明化、清晰化。

图1 SPC项目实施过程

图2 控制点控制图

SPC控制系统可以根据不同的制造过程，进行不同过程的控制图的切换，其中左侧部分为过程的关键质量特性的控制图，右侧为关键过程特性的控制图，如图2所示。实际制造过程中可以同时对这两组关键控制特性进行监控，而且出现异常时，能够及时判断质量特性的异常是由于何种过程特性的异常造成的，实现对制造过程的实时监控。

当控制图上有异常出现时，系统自动进行判异，出现异常的点会在对应的控制图中使用红色进行标识。同时，进行自动的报警、自动提示与记录，如图3所示。

在异常提示与记录区域中，详细记录了异常发生时间、工段、关键控制参数点、异常类型及异常数据值等信息，例如，在2011年8月18日8时13分，切烘丝工段的热风温度出现异常，其发生了判异准则2，即出现了连续9点中心线同一侧现场，其第一个异常点的值为119.729。详细的数据记录为现场原因的分析提供了充足的参考和依据。系统还提供了方便的历史数据的查询功能，能反映出关键指标较长时间跨度上的变化情况，帮助发现长期趋势性的变化趋势。

SPC系统提供的动态信息，不但能及时发现异常，触发异常报警，还可提供现场故障原因的辅助诊断。

通过SPC的运用，尤其是在各牌号卷烟生产过程中的推广，上海卷烟的整个生产水平获得了长足的提高和进步，各牌号均获得较高的过程能力，并能够保持过程具有良好的稳定性。

上海卷烟厂通过SPC方法的创新应用，实现了卷烟制造过程的智能化控制，通过生产现场的及时预警、提供辅助原因诊断、快速纠偏，促进了过程能力提升，对工厂提升产品质量、降低生产成本起到了举足轻重的作用，同时也对企业的管理方式和理念产生了深远影响。

一是实现两个转变。转变一是实现生产过程产品质量特性人工调整、调节干预为主的操作模式向设备自动调节为主、控制图监控设备自动调节能力为辅的设备操作模式的转变。随着工厂新一轮技改项目的实施，工厂所配备的设备具备了对部分产品关键质量特性的在线检测与自动调节功能，设备制造的精度与原先相比有了大幅度的提升。以往单纯依靠人工检测、调整的操作习惯与模式已经与之不相适应，因此实现这一转变对生产过程的稳定受控具有十分重要的现实意义。转变二是将原先以控制点为单位的过程质量数据监控、分析、应用模式，转变为以控制点、控制流程以及控制系统三层次复合联动的过程质量数据监控、分析、应用模式。此种转变就是将原先工厂相对孤立的质量数据分析模式通过多层次控制图的建立与应用，为管理层提供更为全面的、指导性更强的质量数据支持。因此此种转变将对工厂数据应用分析能力与管理水平的提升起到切实有效的推动作用。

二是应用效果上取得突破。早在2000年上海卷烟厂在对稳定生产过程、提升产品质量相关工作进行深入思考与审视的基础上，开始尝试将SPC统计技术运用于生产实践。在多年SPC统计工具的应用过程中，针对制丝、卷接工序中的部分关键指标、质量特性值，虽然都设计并使用相关控制图，但由于种种原因这些控制图仅仅停留于过程指标的趋势监控，并没有发挥SPC方法的控制作用，相应的应用效果也无法与过程评价取得紧密联系。近年来，通过SPC方法的深入应用，工厂将现场用控制图应用效果与相关质量特性过程能力以及制造过程西格玛水平的提升建立指标联动评价机制，从而使控制图实际应用的效果能从过程能力与西格玛水平指标上得到切实的反映与体现。

图3 系统报警

三是注重标准化转化。随着SPC方法创新应用的深入探索，企业更清晰地认识到SPC方法应用工作对于企业整体来说是一项系统工程。该工程既涉及到控制图的定制、判异准则、异常处理方法的建立等方面工作，更涉及到为配套SPC方法应用所带来的操作规程、维修模式以及数据分析应用评价等一系列方式、方法的调整与重建，因此与之配套的标准化工作的层层推进对控制图切实应用起到至关重要的作用。对SPC方法的实施过程中，需要注重成果的标准化转化工作，经过归纳与总结，建立了厂级的《卷烟制造过程SPC实施导则》与《卷烟制造过程SPC实施指南》，进一步规范了SPC在卷烟制造行业的实施方法，也为进一步深入推广运用奠定了基础。

三、SPC推广展望

ISO/TS 16949的SPC手册在谈到SPC的作用时，特别提到：“过程控制系统可以作为一个一次性的评估工具，但是过程控制系统的真正的好处只有在把它作为一个持续学习的工具而不是符合性判断的工具（好/坏、稳定/不稳定、有能力/没有能力等）使用才能实现。过程是动态的并且会变化。必须监控过程的性能，因此要采取有效的措施来防止发生不希望的变化。”对于目前不断向高速化和自动化发展的制造业，SPC的运用必须与企业的信息化系统相结合才能更好地发挥SPC“防患于未然”的作用。