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SPC面向批量生产的统计过程控制工...

概述

据统计,制造过程中80%的质量问题是由20%的关键质量特性(CTQ)发生异常波动而导致的。对关键质量特性(CTQ)的波动管控能力是评价企业质量管理水平的关键要素之一,它直接关系到产品的均质化水平和成本控制能力。发源于欧美、业界正广泛应用的统计过程控制(SPC)技术,是企业实现科学的过程控制、改进和提升产品均质化和加强成本控制能力的理想选择。

365bet针对中国制造企业实施精益生产、质量安全管控的需要,研发出一套满足企业级应用的SPC(统计过程控制)系统产品。该产品涵盖了过程控制策划、数据采集管理、过程监控、过程分析与改进及经验知识管理等全方位的过程控制应用,建立起一套科学、高效的过程质量管控体系,实现过程异常自动预警和闭环处理,并支持过程持续改进,帮助企业提升产品均质化水平和成本控制能力。

特色功能


  • 数据采集管理


以自动采集为主、人工录入为辅,快速采集过程质量数据。通过配置数据采集项参数,自动判断数据的有效性并剔除虚假数据;另外,有效识别特殊过程(如头料、尾料或断料等)的数据,对其区分处理,以免产生虚假警报。系统可与中控系统、MES等系统集成,实现过程数据、基础数据的同步交换,还可与自动测量仪器联接,自动采集其测量数据,提高了数据采集效率。


  • 过程监控


搭建起厂级、车间和工序##过程监控模式,满足从厂级领导、中层管理、工艺技术员到现场操作员多层次监管和控制的需要。配置行业首创的彩虹图监控技术,以图文、信号和看板等多种方式展示过程动态,降低了过程监管的难度;另外,还提供DPK(动态过程能力)、标准偏差(SD)等多元组合监控技术,全方位发现过程异常,实现管控前移和质量预防。


  • 预报警管理


建立起现场自控和多部门协同处理并举的预报警管理模式,实现预报警信息定向发送,可灵活安排预报警处理任务派工,对处理过程进行跟踪,建立起完整的处理记录档案。与质量经验知识库建立接口,一方面支持在线查询历史经验知识,另一方面,将预报警处理结果提交质量经验知识入库流程审理,以不断充实经验知识库。


  • 过程分析与诊断


提供控制图、直方图、排列图等常规分析工具,从“人、机、料、法、环、测”多角度分析过程质量,找出过程控制薄弱的环节以及改进的方向。另外,提供回归分析、假设检验、正交实验设计等高级分析工具,帮助深入分析指标和参数之间的关联关系,全方位探寻工艺控制的捷径。


  • 工艺质量考评


质量考评是工艺质量管理的一项重要活动。应用工艺质量考评模型,对过程质量、过程工艺、成品质量进行考评,既可以帮助发现工艺控制的薄弱环节,又可以提升工艺质量人员的质量意识,并落实管理责任。可灵活配置工艺质量考评模型,支持按照YCT295-2009《卷烟制造过程能力测评导则》标准要求开展制造过程能力测评;对考评结果进行多维统计分析,形成考评报告,支持精细化的绩效管理。


  • 质量经验知识库


经验知识库由异常库和经验库两个部分组成,对过程监控发现的过程异常和人工提交的质量异常处理结果进行标准化定义和维护,并将有价值知识的转换为经验并存贮于经验库中,为后继异常处理提供查询、借鉴,提高异常处理的效率和质量。系统对异常及经验知识进行维护、统计和分析,实现对经验知识的管理。


  • 统计分析报表


系统提供定制报表和对比分析两个部分,其中定制报表反映了工艺质量总体水平,包含日报、周报、月报和各类其他定制的综合统计报表,辅助管理决策;对比分析通过设置对比参数、对比项及时间等条件,以折线图、柱状图等图形工具直观显示质量对比情况,帮助工艺人员深入了解过程的全面状况。


客户价值


  • 建立起先进的“防控一体、科学决策”制造过程控制体系,保证过程质量稳定、均衡、均质,持续提升产品质量,推动过程控制能力“上水平”。
  • 建立起企业级应用的质量经验知识库,实现有价值的问题/故障处理方法、操作经验和管理知识全面收集、分类管理和有效共享、推广。
  • 创建起基于SPC技术和信息系统的工艺质量改进模式,使得技术攻关和质量改进活动有据可依、有序开展。
  • 培养出一批精通SPC技术的工艺技术人员队伍,为企业持续发展提供人才梯队。


典型应用

案例1:某卷烟厂

1、项目背景

某卷烟厂是烟草行业的核心企业,是国家一类卷烟生产企业和重点企业。成功培育了“白沙”系列知名卷烟品牌,产品畅销全国。某卷烟厂被国家局列为“十五”重点技术改造企业之一,烟草行业36家重点企业之一。

2、面临挑战

2004年,根据“总体规划、需求牵引、滚动开发、分步实施”的建设思路,某卷烟厂实施了质量信息平台一期工程,共建设了供应商管理子系统、检验管理子系统、价格库子系统、计量管理子系统、SPC(统计过程控制)子系统。其中,SPC对三个指标进行了试点开发,随着用户对SPC认识的不断深入,SPC的功能已不能满足用户的使用需求。在一期SPC实施的基础上,某卷烟厂亟需重点结合新国标、结合某卷烟厂实际情况,搭建有效的SPC系统,充分利用生产采集数据库,通过对生产关键指标及参数、生产过程能力等的分析和监控,发现与预警趋势性质量问题,同时结合质量经验库的搭建,充分满足质量诊断和质量改进的需要。

3、解决方案

质量信息系统平台的建设和完善,将成为某卷烟厂信息系统中的重要组成部分。该系统是建立在生产管理系统和ERP系统之上,联结原烟系统、产品开发系统和营销呼叫中心的重要纽带。作为企业管理层面的重要平台,实现对基础信息系统数据的提取,分析和处理,实现对重点管理过程的监控、审批和流转,实现以产品质量为核心的持续改进、产品质量提升和管理效能提高。

系统的建设和完善,从质量价值链的角度,打通了企业从研究开发、采购、生产和计量保证的重要过程,实现了这些业务过程技术质量数据的获取、整合、分析和利用。系统对生产系统、ERP、原烟系统的资源整合和数据利用起到了十分重要的作用。系统逐步将作为企业管理决策的重要平台,为管理者的决策提供数据依据。

系统主要应用于生产部、设备管理部、制丝车间、卷包车间、成型车间、科研所、质检站和内配中心。

某卷烟厂制丝SPC系统主要完成了数据采集、过程监控、质量分析、优化设计、查询统计、经验库、系统设置等功能模块。

4、运行效果

(1) 通过统计原理,实施在线趋势控制,实现过程质量的定量管理,逐因素分析找到末端原因,为解决深层次问题提供现代化的科学方法,提高企业精细化制造水平;

(2) 随着产品质量稳定性和一致性的要求、对工序加工精度的要求越来越高,技改和参数优化会贯穿始终,利用统计技术可以更加科学的对工序、生产线的制造水平进行评价,对影响工序能力和生产线制造水平的参数进行相关分析,通过建立相应模型,预测一个参数变化对其它参数的影响等,为技改和工艺参数的优化明确方向;

(3) 提高了精细化制造水平,增强了品牌的产品质量竞争力,通过运用系统的过程监控和质量分析,基本杜绝了指标类原因造成的批量性质量问题(杜绝关键指标的连续超标和频繁波动);减少了批次间的波动,使批次间的波动趋向于零,实现了产品的均质化;

(4) 建立基于SPC的质量保障体系,通过实施相关标准制度,固化完善过程控制标准与规则,将过程能力指数全面细化分解到基础岗位,建立基于SPC的生产过程质量管理模式与制度;

案例2、某烟草工业有限责任公司

1、项目背景

某烟草工业有限责任公司是一个具有60多年光荣历史的国有企业,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年的华康烟厂。2011年,公司总资产规模达到77.4亿元,是中国烟草行业重点骨干企业,厦门市历年第一大纳税大户,名列中国制造业500强。企业连续十届蝉联福建省“文明单位”,多次获得“全国实施卓越绩效优秀企业”,2009年荣获“全国五一劳动奖状”,2010年获得厦门市“质量奖”荣誉,并获评厦门市人民政府颁发的“2010年度十佳工业企业”荣誉称号。

2、面临挑战

某烟厂信息化程度较高,企业信息化时间长,2001年就开始全面实施ERP管理系统,到目前可以说所有的生产、经营、管理业务基本已实现电子化,主要有以下专业、业务管理系统:ERP系统、采购综合管理平台、OA办公自动化系统、MES系统、物流、数采、集控等管理系统、企业经营管理分析系统等等,迄今为止已经拥有20多个信息模块。但是由于建设的时间不同,建设目的不同,各个系统之间存在一定的信息孤岛现象。此外,还面临以下问题:


  • ERP系统中虽然已经配备质量管理模块,但该模块主要关注与成本有关的质量结果,对质量管理的过程控制和生产过程中的质量数据采集分析涉及很少
  • 数采系统不能有效区别头料、尾料及断流时间,容易产生虚假警报
  • 工艺参数发生变异不能做到及时有效的闭环处理
  • 没有建立质量评价模型,不能对过程质量数据进行科学客观的评价


3、解决方案

经过深入调研,提出了整体的设计思路和模块定位。并根据“总体规划,分步实施”的原则,分五个阶段为厦烟实施该质量项目。


  • 全面提升产品质量保证水平:实时监控批次过程工艺质量要素相关信息,有效利用质量工具识别异常并及时纠偏,不断引导过程及系统质量改进;
  • 提升卷烟全制造周期的质量溯源与分析能力;
  • 探索建立起科学、规范的批次质量评价管理平台,科学地评价批次质量的管理绩效;
  • 建立起涵盖全公司范围的在线质量经验库,为现场快速查找疑难问题的处理办法提供支持,也为员工提供工艺质量管理案例教学平台;
  • 建立与PDM系统、MES系统、中控系统等与质量相关的管理系统之间的接口,充分集成各环节的质量数据并进行加工、整理形成信息全面丰富的报表、报告。


BQMS平台位于企业信息化框架模型的中间层,它向上联接公司经营管理层的ERP、物流管理系统,向下衔接工厂生产指挥层的MES系统以及车间控制层的中控制系统、数据采集系统及自动测量分析设备,其业务范围涵盖质量管理的各项核心要素及工作内容,应用对象包括企业各级人员如公司领导、各部室领导及相关人员、具体质量管理部门及人员、质量管理作业层面操作人员。

系统包括:标准管理、数据管理、质量监控、工艺事件管理、质量分析、质量改进、中烟测评、绩效管理、经验库、系统管理等10个子系统。

4、运行效果


  • 数采与应用服务分离技术的应用。促使系统运行更加稳定,有效降低了系统异常率,提高系统响应速度,增加了维护更新的灵活度。
  • 箱线彩虹图监控应用逐步成熟。箱线彩虹图将生产过程全程精细化监控起来,对于过程数据的偏离度和离散度进行及时监控。
  • 数据准确,分析统计科学。基于评价模型、数据分集技术的数据采集现已能够提供准确的统计结果,进而为统计和考评做好准备。
  • 能够满足不同层级的查阅,质量监控多样化。比如领导层能够通过质量仪表盘来了解全厂的质量QI水平,车间层能够通过产品质量追踪、工序质量追踪等多种手段来了解质量状况。
  • 形成质量评价的基础。现在已建立起对七匹狼大多数牌号产品的质量评价模型,形成大量工艺事件标准定义,基本涵盖了现有的生产产品和已知工艺事件。
  • 全面体系的工艺事件处置流程。通过大量的使用和完善改进,工艺事件处置流程基本实现了三个层面的异常闭环处置,以及到纠正预防管理流程的跳转。