降低高速机内衬缺陷率

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  摘 要:烟草行业和市场对卷煙质量的要求日益提高,质量是企业持续发展的决定性因素。超高速机在我厂的生产中起着举足轻重的作用,因此,高速机的质量控制也是生产中的十分重要。在包装工序中,内衬缺陷占所有小盒外观缺陷的54.8%,因而降低内衬缺陷不仅可以提高产品质量,还可以减少消耗,带来更大的经济效益,所以降低内衬缺陷率有重要而实际的意义。
  关键词:超高速 内衬纸 缺陷率
  1、前言
  随着市场抽检的形势越来越严峻,整个烟草行业和市场对卷烟质量的日益提高。按照国家局质量管理体系建设的总体部署和要求,紧紧围绕“卷烟上水平”的基本方针和战略任务,争创“一流的质量管理体系”,厂部提出“过程质量零容忍,成品质量零缺陷”,质量作为企业发展之根本,是企业持续发展的决定性因素。2014年高速机已全面投入使用,高速机因其运行机速快,产量高的特点,在我厂的生产中起着举足轻重的作用,因此,高速机的质量控制也是生产中的重中之重。
  在包装工序中,小盒外观质量较条装与盒内烟支质量较差。其中,内衬缺陷占所有小盒外观缺陷的54.8%,这在所有产品外观缺陷中占有相当高的比重。内衬缺陷会导致消耗上升,因缺陷的返工也将增加人工和材料的成本,因而降低内衬缺陷不仅可以提高产品质量,还可以减少消耗,有利于产、质、耗各项指标的提升,有助于达到创建优秀工厂的目标,从而带来更大的经济效益,所以降低内衬缺陷率有重要而实际的意义。
  2、现状调查
  调查一:统计数据表明2015年7月— 12月高速机型过程内衬缺陷率为9.45‰,且波动较大,最低缺陷率仅为7.26‰,最高达到11.06‰。而产同样牌别的中速机平均内衬缺陷率仅为6.49‰,高速机的内衬缺陷远远高于这一平均水平,严重影响产品质量。2015年高速机计划年产为31.5万箱,占总产量的50%,所以降低高速机的内衬缺陷迫在眉睫。
  调查二:统计近2015年7月至2015年12月中4台高速机,在1024次内衬缺陷中,每个缺陷种类的出现的频次,如下表:
  从统计数据的排列图可以看出,内衬开口端皱褶、内衬压花偏、是导致缺陷率高的主要项目,这两项缺陷占到所有缺陷的90%以上。
  可以看出,“内衬开口端皱褶”“内衬压花偏”是内衬缺陷率高的症结,占缺陷总数的91%。也是必须解决的问题。
  3、改进思路和分析
  为解决内衬缺陷率高,我们详细分析了高速机内衬包装过程,并绘制了其流程图:
  根据统计出的高缺陷率,小组成员通过“头脑风暴法”,集思广益,从流程中寻找到影响缺陷率高的潜在因素。并用关联图进行归纳总结:
  3.1、原因分析
  确认一:内衬纸厚
  确认方法:用千分尺测量内衬纸厚度
  标 准:普通铝箔纸厚度为0.050-0.080mm
  确认过程:现场测量南京(红)铝箔纸厚度。取不同批次材料进行测量,每卷材料测量10次
  实际测量:
  确认结果:从折线图上,可以看出铝箔纸厚度高低处于0.075-0.080mm之间,满足标准要求。
  确认二:稳定爪短
  标 准:根据FOCKE公司维修手册要求,稳定爪长度≥7.5mm。
  确认方法:稳定爪短容易造成拍压板没有稳住内衬,使小盒内内衬上折叠面展开幅度较大。用游标卡尺对稳定爪的长度进行测量,为7mm。由于这个部件为一个整体,稳定爪的长度没有办法调节,因此,稳定爪处用螺丝钉铆住一块长爪。根据反复试验,只要不与其他部件相碰撞,最大限度延长稳定爪的长度,对阻止小盒内内衬上折叠面的反弹效果越好。
  改进前 改进后
  确认过程:
  我们将FKGS2#上的稳定爪改为了9.5mm的。抽取一段时间内FKGS2#所检测到的包内衬纸皱的缺陷数,记录数据如下表:
  确认结果:当样本量为800时,双比率(2P)检验功效可达到96.81%,双比率(2P)检验的P=0.000,小于0.05,两种不同的长度的稳定爪对开口端皱缺陷有显著差异
  结 论:是主要原因
  确认四:支撑点偏离角度大
  标 准:根据FOCKE公司维修手册要求,支撑点偏离角度≤2.5°
  确认方法:
  支撑点的位置偏离容易导致两道压纹不均匀,内衬切割后折叠时深浅不一会导致内衬的开口端褶皱,且位置的偏离更会使商标偏离中心位置,即形成压花偏的缺陷。
  因此选取偏离中心点0.0°、1.5°、2.5°三个位置下,分别检测包内衬纸皱、压花偏的缺陷数,并进行卡方试验。
  确认过程:
  记录数据如下表:
  确认结果:由分析可知,两个实验的卡方检验P值均小于0.05。因此,在生产条件不变的情况下,不同水平值下,内衬开口端皱缺陷与压花偏缺陷都不同。即应认为支撑点角度偏离大是内衬缺陷的要因。
  结 论:是主要原因
  确认五:夹紧装置两边磨损偏差大
  标 准:根据FOCKE公司维修手册要求,夹紧装置两边磨损偏差≤2.5mm
  确认方法:
  夹紧装置两边磨损偏差大容易导致两辊间的距离不一致,使两道内衬在输送过程中,内衬跑偏,导致包装成小包后,压花偏。取棍子两边的中心点作为测量点,分别取(3mm,5.3mm)、(3.5mm,4.8mm)、(3.8mm,4.3mm)的位置下,压花偏的缺陷数.
  确认过程:
  记录数据如下表:
  确认结果:由分析可知,卡方检验P值=0.115>0.05。因此,在生产条件不变的情况下,不同磨损程度下的压花偏缺陷相同,即应认为两边磨损偏差大对内衬缺陷没有显著影响。   确认六:导轨开口大
  標 准:根据FOCKE公司维修手册要求,导轨开口≤18mm
  确认方法:导轨开口大容易造成内衬反弹,对包内衬纸开口端的褶皱影响较大,因此根据当时产量比例来抽取样本,选取9mm,12mm和17mm三个大小下,记录检测到的包内衬纸皱的缺陷数。
  确认过程:记录数据如下表:
  确认结果:由分析可知,卡方检验P值=0.001<0.05。因此,在生产条件不变的情况下,不同开口大小下的开口端皱缺陷不相同,即应认为导轨开口大对内衬缺陷有显著影响。
  结 论:是主要原因
  确认七:稳定爪距离内衬远
  标 准:根据FOCKE公司维修手册要求,稳定爪与内衬距离≤18mm
  确认方法:
  稳定爪和内衬间的距离远容易造成拍压板没有稳住内衬,对包内衬纸展开平整影响较大,因此根据当时产量比例来抽取样本,选取3mm和4mm两个长度下,所检测到的包内衬纸皱的缺陷数。
  确认过程:
  记录数据如下表:
  确认结果:当样本量为800时,双比率(2P)检验功效可达到90.47%,双比率(2P)检验的P=0.001,小于0.05,稳定爪距离小包的距离对开口端皱缺陷有显著差异,因此稳定爪距离是影响内衬缺陷的显著原因。
  结 论:是主要原因
  确认八:拉头刀钝
  标 准:根据FOCKE公司维修手册要求,拉头刀更换周期≤半年
  确认方法:
  由于切割材料的磨损,以及胶垢粉尘的滞留打扫的不够及时,引起刀的磨损容易引起内衬粘连毛边,撕片不齐,内衬片粘连等一系列问题,这些问题容易引发内衬纸跑偏,从而压花跑偏。从车间轮保维修记录查看维修工更换周期。
  确认过程:
  检查轮保和日常维修记录,维修工平均更换拉头刀片的周期为3个月
  确认结果:
  维修工在每三个月检修机器时更换刀片,缩短其使用周期,减少了其因磨损带来的不必要的质量问题。
  4、制定对策
  我们确定了影响开口端皱的要因:稳定爪短,支撑点偏离角度大,稳定爪距离内衬远,导轨开口大。
  影响压花偏的要因:支撑点偏离角度大。
  根据实际生产情况,对要因做技术改造,来解决内衬缺陷问题。
  影响开口端皱的原因“支撑点偏离角度大”在上图中①的位置,“稳定爪短、稳定爪距离内衬远、导轨开口大”均在图②的位置,由图中可以明显看出,“支撑点偏离角度大”与其他三项距离远,没有相互影响的情况。
  5、对策实施
  5.1、支撑点偏离角度大方案实施
  压纹辊使用一段时间,由于设备的高度运转及重力作用,支撑点的位置容易偏离。导致两道压纹不均匀,内衬切割后折叠时深浅不一会导致内衬的开口端褶皱。但只要支撑点的位置偏离在一定可控范围内,都不会造成开口端皱褶,所以需确认支撑点偏离的可控角度范围。
  数据收集:当样本量足够大时,即NP>5时,不良数可看做为连续型数据。以“‰”记录不良率,则5000以上的样本量可以看做连续型数据。记录生产中自检和抽检中内衬开口端皱的不良数量,其中,自检为每小时6次,每次20包,每天共生产21小时。采集两天的数据进行研究,样本量即为:6(次)×20(包)×21(小时)×2(天)=5040(包)。
  试验方案:在FKGS2#上进行改进试验。在同样的生产条件下,支撑点最大偏离角度为2°,且有内外偏离,记向内为负(-),向外为正(+)。因此,选取偏离中心点-2°、-1°、0°、+1°、+2°,每组重复5次试验,对支撑点不在中心位置的五种程度所生产出来的烟包进行收集。
  我们建立假设检验:
  H0:模型无效;H1:模型有效
  从ANOVA表中,对应回归项的P值=0.000<0.005,表明拒绝原建设,即可以判定二次拟合模型总体来说是有效的,从中也可以看出方差的序贯分析线性项,P值=0.424,可见线性趋势是不显著的;二次项,P值=0.000,可见二次项趋势是显著的。
  通过二次拟合线图分析得到的回归方程,整个回归方程的模型是显著的,各变量系数也都是显著的,得到回归方程为:
  花偏 = 2.766 + 0.6600 角度 + 2.357 角度**2
  计算得出,当角度为-0.14时,不良数可以达到0。我们近似看出在中心点时不良数最少。但只要支撑点的位置偏离在一定可控范围内,压花偏的不良数都是可以接受的。按照可接受的样本数5040的1%来计算,不良数为5,由回归方程式的到的角度近似为±1°,即偏离中心点角度为1°以内的都是可控角度范围。
  重新设置支撑点的位置,都调整为0°进行生产,取样5040包检测压花偏,样品均值为3支,不良率为0.5%,为可接受。
  因支撑点偏离角度对压花褶皱、压花偏均有影响,综合考虑两方面的情况,让缺陷达到最小值,最终偏离角度在0.5°以内为佳。
  5.2、稳定爪短方案实施
  稳定爪短容易造成拍压板没有稳住内衬,使小盒内内衬上折叠面展开幅度较大。稳定爪在不与其他部件相碰撞的前提下,长度越长,对阻止小盒内内衬上折叠面的反弹效果越好。
  将试验用的稳定爪的长度设定到会与其他部件相碰撞,装到设备上。反复试验打磨,恰好不与其他部件相碰撞,是稳定爪的最佳长度,最终我们将FKGS2#上的稳定爪确定为9.5mm。
  在FKGS2#上进行检验,同样取样本为5040包的盒装烟,检测开口端皱,记录如下:
  检测平均不良数为4.8个,不良率为1%。
  对稳定爪长短进行了重新设计和加工,确保其整体性。   5.3、稳定爪距离内衬远与导轨开口大的方案实施
  在其他生产条件不变,稳定爪已在9.5mm的条件下,分别设定稳定爪距烟包的距离、导轨开口度距离的两因子两水平的正交试验,取样5040个小盒,分别检测内衬开口端皱的缺陷,试验设计如下:
  1、试验数据收集
  用Minitab分析因子设计:
  拟合因子: 缺陷数 与 稳定爪距离, 开口度大小
  本试验就是为了使缺陷数越少越好,从图中看,存在这样一个最小值,并利用“响应优化器”,直接获得最佳点,如下:
  利用“响应优化器”得到最优解:稳定爪离内衬顶端距离为0.63mm,导轨开口度大小为3.70mm,出现开口端皱的缺陷最小。
  重新设置最优条件,得到开口端皱的缺陷最小的95%预测区间和95%置信区间如下:
  使用 缺陷數 模型的新设计点数的预测响应
  点 拟合值 拟合值标准误 95% 置信区间 95% 预测区间
  1 5.78067 0.812928 (3.85840, 7.70294) (0.978514, 10.5828)
  试验结果显示稳定爪离内衬顶端距离为0.63mm,导轨开口大小为3.70mm,每5040个小盒中出现开口端皱的缺陷最小5.78个。并置信和预测值均是可接受的范围内。
  重新设置稳定爪离内衬顶端距离为0.63mm,导轨开口度大小为3.70mm,进行生产,取样5040包检测压花偏,样品均值为5.5支,不良率为1.1%,稳定且处于比较低的水平。
  制图人:蔡伟 时间: 2016年8月31日
  6.2、效益核算
  项目通过设备参数调整及改造,将内衬缺陷率从9.45‰降低到了5.61‰,从而节约因缺陷造成的材料、人员及生产方面的成本。
  收益=材料成本+制造成本+人工成本
  =(单箱内衬成本C1+单箱制造成本C2+单箱高速机人工成本C2)×(目标缺陷率R1-当前缺陷率R2)×产量P
  =(C1+C2+C3)×(R1- R2)×P
  另外还有实现创优工作的无形效益。
  全年收益=(331.47+3214.35+654.18)元×(0.00933-0.00561)×289400箱
  =452.16万元
  另外还有的无形效益。
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