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SPC面向批量生產的統計過程控制工...

概述

據統計,制造過程中80%的質量問題是由20%的關鍵質量特性(CTQ)發生異常波動而導致的。對關鍵質量特性(CTQ)的波動管控能力是評價企業質量管理水平的關鍵要素之一,它直接關系到產品的均質化水平和成本控制能力。發源于歐美、業界正廣泛應用的統計過程控制(SPC)技術,是企業實現科學的過程控制、改進和提升產品均質化和加強成本控制能力的理想選擇。

安世亞太針對中國制造企業實施精益生產、質量安全管控的需要,研發出一套滿足企業級應用的SPC(統計過程控制)系統產品。該產品涵蓋了過程控制策劃、數據采集管理、過程監控、過程分析與改進及經驗知識管理等全方位的過程控制應用,建立起一套科學、高效的過程質量管控體系,實現過程異常自動預警和閉環處理,并支持過程持續改進,幫助企業提升產品均質化水平和成本控制能力。

特色功能


  • 數據采集管理


以自動采集為主、人工錄入為輔,快速采集過程質量數據。通過配置數據采集項參數,自動判斷數據的有效性并剔除虛假數據;另外,有效識別特殊過程(如頭料、尾料或斷料等)的數據,對其區分處理,以免產生虛假警報。系統可與中控系統、MES等系統集成,實現過程數據、基礎數據的同步交換,還可與自動測量儀器聯接,自動采集其測量數據,提高了數據采集效率。


  • 過程監控


搭建起廠級、車間和工序##過程監控模式,滿足從廠級領導、中層管理、工藝技術員到現場操作員多層次監管和控制的需要。配置行業首創的彩虹圖監控技術,以圖文、信號和看板等多種方式展示過程動態,降低了過程監管的難度;另外,還提供DPK(動態過程能力)、標準偏差(SD)等多元組合監控技術,全方位發現過程異常,實現管控前移和質量預防。


  • 預報警管理


建立起現場自控和多部門協同處理并舉的預報警管理模式,實現預報警信息定向發送,可靈活安排預報警處理任務派工,對處理過程進行跟蹤,建立起完整的處理記錄檔案。與質量經驗知識庫建立接口,一方面支持在線查詢歷史經驗知識,另一方面,將預報警處理結果提交質量經驗知識入庫流程審理,以不斷充實經驗知識庫。


  • 過程分析與診斷


提供控制圖、直方圖、排列圖等常規分析工具,從“人、機、料、法、環、測”多角度分析過程質量,找出過程控制薄弱的環節以及改進的方向。另外,提供回歸分析、假設檢驗、正交實驗設計等高級分析工具,幫助深入分析指標和參數之間的關聯關系,全方位探尋工藝控制的捷徑。


  • 工藝質量考評


質量考評是工藝質量管理的一項重要活動。應用工藝質量考評模型,對過程質量、過程工藝、成品質量進行考評,既可以幫助發現工藝控制的薄弱環節,又可以提升工藝質量人員的質量意識,并落實管理責任??伸`活配置工藝質量考評模型,支持按照YCT295-2009《卷煙制造過程能力測評導則》標準要求開展制造過程能力測評;對考評結果進行多維統計分析,形成考評報告,支持精細化的績效管理。


  • 質量經驗知識庫


經驗知識庫由異常庫和經驗庫兩個部分組成,對過程監控發現的過程異常和人工提交的質量異常處理結果進行標準化定義和維護,并將有價值知識的轉換為經驗并存貯于經驗庫中,為后繼異常處理提供查詢、借鑒,提高異常處理的效率和質量。系統對異常及經驗知識進行維護、統計和分析,實現對經驗知識的管理。


  • 統計分析報表


系統提供定制報表和對比分析兩個部分,其中定制報表反映了工藝質量總體水平,包含日報、周報、月報和各類其他定制的綜合統計報表,輔助管理決策;對比分析通過設置對比參數、對比項及時間等條件,以折線圖、柱狀圖等圖形工具直觀顯示質量對比情況,幫助工藝人員深入了解過程的全面狀況。


客戶價值


  • 建立起先進的“防控一體、科學決策”制造過程控制體系,保證過程質量穩定、均衡、均質,持續提升產品質量,推動過程控制能力“上水平”。
  • 建立起企業級應用的質量經驗知識庫,實現有價值的問題/故障處理方法、操作經驗和管理知識全面收集、分類管理和有效共享、推廣。
  • 創建起基于SPC技術和信息系統的工藝質量改進模式,使得技術攻關和質量改進活動有據可依、有序開展。
  • 培養出一批精通SPC技術的工藝技術人員隊伍,為企業持續發展提供人才梯隊。


典型應用

案例1:某卷煙廠

1、項目背景

某卷煙廠是煙草行業的核心企業,是國家一類卷煙生產企業和重點企業。成功培育了“白沙”系列知名卷煙品牌,產品暢銷全國。某卷煙廠被國家局列為“十五”重點技術改造企業之一,煙草行業36家重點企業之一。

2、面臨挑戰

2004年,根據“總體規劃、需求牽引、滾動開發、分步實施”的建設思路,某卷煙廠實施了質量信息平臺一期工程,共建設了供應商管理子系統、檢驗管理子系統、價格庫子系統、計量管理子系統、SPC(統計過程控制)子系統。其中,SPC對三個指標進行了試點開發,隨著用戶對SPC認識的不斷深入,SPC的功能已不能滿足用戶的使用需求。在一期SPC實施的基礎上,某卷煙廠亟需重點結合新國標、結合某卷煙廠實際情況,搭建有效的SPC系統,充分利用生產采集數據庫,通過對生產關鍵指標及參數、生產過程能力等的分析和監控,發現與預警趨勢性質量問題,同時結合質量經驗庫的搭建,充分滿足質量診斷和質量改進的需要。

3、解決方案

質量信息系統平臺的建設和完善,將成為某卷煙廠信息系統中的重要組成部分。該系統是建立在生產管理系統和ERP系統之上,聯結原煙系統、產品開發系統和營銷呼叫中心的重要紐帶。作為企業管理層面的重要平臺,實現對基礎信息系統數據的提取,分析和處理,實現對重點管理過程的監控、審批和流轉,實現以產品質量為核心的持續改進、產品質量提升和管理效能提高。

系統的建設和完善,從質量價值鏈的角度,打通了企業從研究開發、采購、生產和計量保證的重要過程,實現了這些業務過程技術質量數據的獲取、整合、分析和利用。系統對生產系統、ERP、原煙系統的資源整合和數據利用起到了十分重要的作用。系統逐步將作為企業管理決策的重要平臺,為管理者的決策提供數據依據。

系統主要應用于生產部、設備管理部、制絲車間、卷包車間、成型車間、科研所、質檢站和內配中心。

某卷煙廠制絲SPC系統主要完成了數據采集、過程監控、質量分析、優化設計、查詢統計、經驗庫、系統設置等功能模塊。

4、運行效果

(1) 通過統計原理,實施在線趨勢控制,實現過程質量的定量管理,逐因素分析找到末端原因,為解決深層次問題提供現代化的科學方法,提高企業精細化制造水平;

(2) 隨著產品質量穩定性和一致性的要求、對工序加工精度的要求越來越高,技改和參數優化會貫穿始終,利用統計技術可以更加科學的對工序、生產線的制造水平進行評價,對影響工序能力和生產線制造水平的參數進行相關分析,通過建立相應模型,預測一個參數變化對其它參數的影響等,為技改和工藝參數的優化明確方向;

(3) 提高了精細化制造水平,增強了品牌的產品質量競爭力,通過運用系統的過程監控和質量分析,基本杜絕了指標類原因造成的批量性質量問題(杜絕關鍵指標的連續超標和頻繁波動);減少了批次間的波動,使批次間的波動趨向于零,實現了產品的均質化;

(4) 建立基于SPC的質量保障體系,通過實施相關標準制度,固化完善過程控制標準與規則,將過程能力指數全面細化分解到基礎崗位,建立基于SPC的生產過程質量管理模式與制度;

案例2、某煙草工業有限責任公司

1、項目背景

某煙草工業有限責任公司是一個具有60多年光榮歷史的國有企業,于2007年11月21日完成公司制改革而成立。公司的前身可以追溯到1948年的華康煙廠。2011年,公司總資產規模達到77.4億元,是中國煙草行業重點骨干企業,廈門市歷年第一大納稅大戶,名列中國制造業500強。企業連續十屆蟬聯福建省“文明單位”,多次獲得“全國實施卓越績效優秀企業”,2009年榮獲“全國五一勞動獎狀”,2010年獲得廈門市“質量獎”榮譽,并獲評廈門市人民政府頒發的“2010年度十佳工業企業”榮譽稱號。

2、面臨挑戰

某煙廠信息化程度較高,企業信息化時間長,2001年就開始全面實施ERP管理系統,到目前可以說所有的生產、經營、管理業務基本已實現電子化,主要有以下專業、業務管理系統:ERP系統、采購綜合管理平臺、OA辦公自動化系統、MES系統、物流、數采、集控等管理系統、企業經營管理分析系統等等,迄今為止已經擁有20多個信息模塊。但是由于建設的時間不同,建設目的不同,各個系統之間存在一定的信息孤島現象。此外,還面臨以下問題:


  • ERP系統中雖然已經配備質量管理模塊,但該模塊主要關注與成本有關的質量結果,對質量管理的過程控制和生產過程中的質量數據采集分析涉及很少
  • 數采系統不能有效區別頭料、尾料及斷流時間,容易產生虛假警報
  • 工藝參數發生變異不能做到及時有效的閉環處理
  • 沒有建立質量評價模型,不能對過程質量數據進行科學客觀的評價


3、解決方案

經過深入調研,提出了整體的設計思路和模塊定位。并根據“總體規劃,分步實施”的原則,分五個階段為廈煙實施該質量項目。


  • 全面提升產品質量保證水平:實時監控批次過程工藝質量要素相關信息,有效利用質量工具識別異常并及時糾偏,不斷引導過程及系統質量改進;
  • 提升卷煙全制造周期的質量溯源與分析能力;
  • 探索建立起科學、規范的批次質量評價管理平臺,科學地評價批次質量的管理績效;
  • 建立起涵蓋全公司范圍的在線質量經驗庫,為現場快速查找疑難問題的處理辦法提供支持,也為員工提供工藝質量管理案例教學平臺;
  • 建立與PDM系統、MES系統、中控系統等與質量相關的管理系統之間的接口,充分集成各環節的質量數據并進行加工、整理形成信息全面豐富的報表、報告。


BQMS平臺位于企業信息化框架模型的中間層,它向上聯接公司經營管理層的ERP、物流管理系統,向下銜接工廠生產指揮層的MES系統以及車間控制層的中控制系統、數據采集系統及自動測量分析設備,其業務范圍涵蓋質量管理的各項核心要素及工作內容,應用對象包括企業各級人員如公司領導、各部室領導及相關人員、具體質量管理部門及人員、質量管理作業層面操作人員。

系統包括:標準管理、數據管理、質量監控、工藝事件管理、質量分析、質量改進、中煙測評、績效管理、經驗庫、系統管理等10個子系統。

4、運行效果


  • 數采與應用服務分離技術的應用。促使系統運行更加穩定,有效降低了系統異常率,提高系統響應速度,增加了維護更新的靈活度。
  • 箱線彩虹圖監控應用逐步成熟。箱線彩虹圖將生產過程全程精細化監控起來,對于過程數據的偏離度和離散度進行及時監控。
  • 數據準確,分析統計科學?;谠u價模型、數據分集技術的數據采集現已能夠提供準確的統計結果,進而為統計和考評做好準備。
  • 能夠滿足不同層級的查閱,質量監控多樣化。比如領導層能夠通過質量儀表盤來了解全廠的質量QI水平,車間層能夠通過產品質量追蹤、工序質量追蹤等多種手段來了解質量狀況。
  • 形成質量評價的基礎?,F在已建立起對七匹狼大多數牌號產品的質量評價模型,形成大量工藝事件標準定義,基本涵蓋了現有的生產產品和已知工藝事件。
  • 全面體系的工藝事件處置流程。通過大量的使用和完善改進,工藝事件處置流程基本實現了三個層面的異常閉環處置,以及到糾正預防管理流程的跳轉。


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