基于过程控制提高材料利用率

李筱洁 王耀辉 张祖豪 孙何旭 和田

摘 要：2020年，烟草行业全面推进“精益管理”，青岛卷烟厂紧紧围绕“卷烟上水平”，提出“精益管理就在我身边，双增双节就在我眼前”的精益口号，倡导以最少的投入产出最大的效益。青岛卷烟厂卷包车间以创优对标指标水平提升为契机，在提高顾客满意度、降低成本、提高质量等方面下足力气。在创优对标指标提升过程中，车间发现小盒商标纸单耗与行业先进水平存在差距，2019年，青岛卷烟厂卷包车间小盒商标纸单耗数据为500.1张/万支，位居行业第15位，因小盒商标纸消耗造成的年度浪费约为150万元。为降低材料消耗，节约成本费用，缩小与先进厂家的差距，实现精益管理上水平，降低牌号小盒商标纸单耗工作领导高度重视。

关键词：精益管理;商标纸;消耗;包装机

1.界定阶段

1.1小盒商标纸消耗现状

泰山 （宏图）小盒商标纸单耗为502.3张/万支，高于车间小盒商标纸单耗目标值500.6张/件。

小盒商标纸单耗定义为每生产1万支卷烟（500包）所消耗的小盒商标纸实际数量。

小盒商标纸单耗=小盒商标纸消耗量/产量（产量单位：万支）。

1.2商标纸消耗关键工序识别

根据造成小盒商标纸消耗的部位识别出以下关键工序：商标纸供给、商标纸涂胶、商标纸折叠、封签上胶及粘贴、商标纸烘干及过程中造成商标纸消耗的小故障停机。

1.3 关键工序分析

从关键流程出发，结合实际操作过程中小盒商标纸剔除的具体故障，将故障分类统计。

2.分析阶段

2.1 原因验证计划

制定原因验证计划表，按照计划逐步进行验证。

2.2数据收集与数据分析

2.2.1吸风嘴孔径大小不合理试验验证

试验条件确定：小盒商标纸吸风嘴孔径对吸风嘴吸拾压力有重要影响，影响到小盒商标纸输送，现阶段使用的小盒商标纸吸风嘴孔径为Φ6mm。制作两个水平吸风嘴孔径1，2（Φ6mm，Φ7mm），进行试验，记录小盒商标纸单耗，

结论：可以认为小盒商标纸孔径是显著原因。孔径Φ7mm效果好于孔径Φ6mm。

2.2.2商标纸涂胶底板宽度、厚度试验验证

试验条件确定：设备运行时，涂胶器通过周期性的旋转将胶液涂在商标纸的特定位置因此涂胶接触面对商标纸单耗影响很大。涂胶器的涂胶接触面主要是由涂胶器底板的宽度和厚度决定，根据设备调整手册规定，涂胶器底板的宽度调整范围为24±8mm，涂胶器底板的厚度调整范围为4±2mm。

分别取涂胶器底板宽度目前宽度30mm和试验18mm，涂胶器底板厚度取目前厚度3mm和6mm，记录轮班小盒商标纸单耗。

结论得知，涂胶器底板宽度、厚度作用显著，其交互作用显著。

2.2.3四轮烟包侧封烙铁温度设置不合理试验验证

四轮270度弧形板内部铣槽，内置一个弧形加热烙铁，调整工作温度在110℃，对商标纸侧面粘贴面进行烘干，设置三个水平的弧形加热烙铁温度1，2，3（110℃，115℃，120℃），记录小盒商标纸单耗。

结论：可以认为弧形加热烙铁温度是显著原因，温度3显著好于温度1、温度2。

2.3分析阶段结论

分析阶段确认了3项显著原因，分别为吸风嘴孔径大小不合理、涂胶底板宽度、厚度设置不合理、四轮侧封烙铁温度设置不合理。

3.改进阶段

3.1 吸风嘴孔径试验与改进

3.1.1试验条件确定

在分析阶段已经确定吸风嘴孔径是显著原因。选取6mm、6.5mm、7mm共三个水平进行试验，每个样本为该水平20个轮班小盒商标纸单耗。

方差分析结果：P<0.05，回归方程显著;小盒商标纸单耗与吸风嘴孔径的一次、二次项都显著相关。

回归方程为：小盒商标纸单耗 = 587.5 - 26.17 孔径 + 1.987 孔径**2

3.2.2寻找最优区间

在获得了方程后，下面寻找使小盒商标纸单耗最低的条件，通过求导数解一元二次方程：

解方程，得x=6.57mm

3.2.3試验验证

按实验最优值进行3次重复试验，每次重复试验取一个班次的小盒商标纸单耗平均值，得到的结果分别是：501.6，501.5，501，5，三次试验均值都落在 95% 置信区间范围内，模型有效。

3.3商标纸涂胶底板宽度、厚度试验与改进

3.3.1试验条件确定

在分析阶段已经对商标纸涂胶接触底板宽度、厚度进行过方差分析，分析发现，涂胶接触面宽度、厚度及其交互作用均显著。进行全因子试验设计，每种试验条件下统计一个班次小盒商标纸单耗。

利用人工解方程和minitab响应优化器的方法，求得最优解：

涂胶器宽度=18.0mm，涂胶器厚度=6.0mm

3.3.4试验验证

根据以上最优值预测响应

按以上最优值进行3次重复试验，每次重复试验为一个班次，得到的结果分别是：501.4，501.6，501.3三次试验的均值都落在95%置信区间范围内，说明模型有效。

3.4四轮烟包侧封烙铁温度试验与改进

3.4.1试验条件确定

在分析阶段已经确定四轮烟包侧封烙铁温度是显著原因，选取110℃、115℃、120℃共三个水平进行试验，每个样本为该水平20个轮班小盒商标纸单耗。

方差分析结果：P=0.000<0.05，回归方程显著;小盒商标纸单耗与四轮烟包侧封烙铁温度的 一次、二次项都显著相关。

回归方程为：小盒商标纸单耗 = 502.8 - 0.9375 烙铁温度 + 0.1675 烙铁温度**2

3.4.2寻找最优区间

在获得了方程后，结合四轮侧封烙铁温度工艺要求范围（105℃-125℃），寻找使小盒商标纸单耗最低的值，得x=125℃

改进后，现场验证四轮侧封烙铁温度设置值的有效性，温度设置符合工艺质量要求，因侧封烙铁温度设置不合理造成的小盒商标纸消耗显著减少改进效果显著。

参考文献：

[1] 邓勇.浅析烟草设备电气控制常见问题及对策[J].制造业自动化，2011，（2）.

[2] 薛松杰.电气设备安装工程常见问题及对策和安全监督管理[J].城市建设理论研究，2011，（19）.

[3] 杨玉志，张永文.电气设备安装工程常见问题分析及解决策略[J].综合研究，2013，1（26）.