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顿1 ：论义过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 摘要 过程是“一组利用资源将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动”。它 包含三个要素：输入、活动和输出。将过程的观点应用到质量管理中去就形成了 以注重结果向注重过程转变的过程管理方法。 本文在对过程、过程方法进行整理的基础上，首先从理论上阐释了过程管理 的主要方法及过程管理的措施；接着详尽地论述了过程管理在制丝生产的质量控 制、质量改进中的具体运用，并结合实际采用控制图、正交试验等统计技术方法 对过程控制状况进行了相关分析并实施改进。 关键词：过程管理，卷烟制丝过程，统计分析 硕上论文过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 a b s t r a c t p r o c e s si sas e to fa c t i v i t i e si n t e r r e l a t e da n di n t e r a c t e do n em a o t h e r ，w h i c ha r eu s i n g r e s o u r s ea n d t r a n s l a t i n gi n p u ti n t oe x p o a p r o c e s si n c l u d e st h r e ee l e m e n t ：i n p u t ，a c t i v i t ) ， a n de x p o r t u s i n gt h e c o n c e p t o fp r o c e s si n t o q u a l i t ym a n a g e m e n te n g e n d e r st h e m e t h o d o f p r o c e s sm a n a g e m e n t f i r s tt h et h e s i si n t e r p r e t st h em a i nm e t h o da n dm e a s u r eo f p r o c e s sm a n a g e m e n t t h e o r e t i c a l l yo nt h eb a s i so fd e f i n i n gp r o c e s sa n dp r o c e s sm e t h o d t h e ni te l a b o r a t e s a p p l y i n gt h e o r yt or e a l i t yt h a t i s u s i n gp r o c e s sm a n a g e m e n ti n t oq u l i t yc o n t r o la n d q u l i t yi m p r o v e m e n ti n c u t m a d ep r o c e s s t h o r o u g h l y f i n a l l yg a t h e r i n gt h ed a t a o f p r o d u c t i o ns t a t i s t i c s ，a n a l y s e st h ec o n t r o lc o n d i t i o n ，d i s c o v e r sp r o b l e m sa n dc a r r y so u t i m p r o v e m e n tu s i n g t h ec o n t r o l - c h a r ta n d c r o s s i n g t e s t k e yw o r d s ：p r o c e s sm a n a g e m e n t ，c u t m a d ep r o c e s s o fc i g a r e t t e ，s t a t i s t i c s a n a l y s i s 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名：盈! ：坦茎亟年月日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布小学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： ! ：! 兰拖年月日 硕j j 论叟 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 1 绪论 1 1选题背景 在今天的经济气候下，企业在竞争与发展过程中，越来越强烈地意识到产品 质量是其中决定性的因素。但品质改善是需要成本的，高质量是否需要高成本， 与质量管理所采用的方法密切相关。如果依靠管理上的“围、追、堵、截”，则 能获得的利益空间是有限的，而且很多时候还不得不为此付出惨重的内部失败成 本和外部失败成本。因此要做成本最低的高品质产品，最好的方法就是在产品生 产的各个环节做好预防工作。 现代质量意识的核心是面向过程，没有过程，就没有产品，产品实现过程的 任何一个阶段和环节，都对产品的质量产生直接的或至关重要的影响，因此必须 对直接影响产品质量的产品实现过程进行策划和控制。 卷烟作为一个特殊商品，顾客关注的焦点是感官质量能否满足心理、生理的 要求，这种满足是顾客的一种感受( 感知、感觉) 。很难用简单的“满意”和“不 满意”、“有意见”和“没有意见”来真实地、客观地反映顾客的这种感受。 随着市场的变化，消费者对产品的内涵和品质的要求更高，高香气、低危害卷烟 将成为主流，混合型卷烟、低焦油卷烟市场份额将逐步扩大，从而对卷烟的加工 工艺也提出了更高的要求。因而，卷烟工业的加工趋势已出过去的注重物理性状 加工转变为越来越注重对烟叶化学成分及性状的加工，即对卷烟感官质量的过程 控制及品质塑造。 卷烟制丝生产过程，属流水线作业，前道过程的输出是后道过程的输入，制 丝过程是卷烟生产过程中的重要环节，其加工水平的高低直接关系到卷烟的吸味 及品质的稳定。 与国际先进水平相比，绝大多数卷烟生产企业仍然有相当大的差距，主要表 现在卷烟质量稳定性差，卷烟焦油波动性较大的状况。行业研究机构和3 6 家重 点卷烟企业正在加强制丝工艺技术的刨新性研究工作，尽快形成支撑中式卷烟产 品发展的核心技术，提高卷烟企业的核心竞争力，并最终形成我国独创的、能够 有效支撑中式卷烟发展的特色制丝工艺。 随着在发展过程中积累的一批行业内技术成果得到广泛的推广应用。如何对 制丝工艺技术进行诊断，并有针对性的加以研究解决，加强制丝过程控制，减小 过程波动，稳定卷烟评吸质量成为制丝线的首要任务。本文正是基于以上背景， 分析探讨在当前卷烟制丝生产过程中如何用过程方法进行有效的质量控制和质 骶f ：论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 量改进。 1 2 本文主要工作 本文的研究目的，希望在目前卷烟行业面临外烟进入国内市场的时候，通过 过程管理来提高卷烟制丝的内在质量，创造更高的价值。从以下两个方面展开了 论述： ( 1 ) 在对过程、过程方法进行整理的基础上，阐明了过程管理的主要方法 及过程管理的措施。 ( 2 ) 对卷烟行业的制丝加工过程进行了介绍，对过程管理在制丝生产的质 量控制、质量改进的具体运用进行了详尽的论述并结合实际进行了相关分析。 硕士论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 2 过程和过程管理 2 1 过程 2 1 1 过程的定义 i s 0 9 0 0 0 ：2 0 0 0 的典型特点是从“要素模式”转变为“过程模式”。2 0 0 0 版质量管理体系将过程定义为“一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的 活动”。 从过程的定义看，过程应包含三个要素：输入、输出和活动：资源是过程的 必要条件。组织为了增值，通常对过程进行策划，并使其在受控条件下进行。 组织在对每一个过程进行策划时，要确定过程的输入、预期的输出和为了达到 预期的输出所需开展的活动和相关的资源，也要明确为了确定预期输出达到的 程度所需的测量方法和验收准则；同时，要根据p d c a 循环，对过程实施控制和 改进。如图2 1 所示。 控制 输入一匿矿输出 资源或机制 图2 1 过程的定义 “将活动和相关的资源作为过程进行管理，可以更高效地得到期望的结果。” 任何使用资源将输入转化为输出的活动即认为是过程。过程与过程之间存在一定 的关系。组织为了有效地运作，必须识别并管理许多相互关联的过程。系统地识 别并管理组织所应用的过程，特别是这些过程之间的相互作用，称之为“过程方 法”。 一个过程的输出通常是其他过程的输入，形成过程链。这种关系往往不是一 个简单的按顺序排列的结构，而是一个比较复杂的网络结构：一个过程的输出可 能成为多个过程的输入，而几个过程的输出可能成为一个过程的输入；或者也可 以说，一个过程与多个部门的职能有关，一个部门的职能与多个过程有关。过程 方法实际上是对过程网络的一种管理方法，它要求组织系统地识别并管理所采用 的过程以及过程的相互作用。过程方法是一种更精细，更系统，更科学的管理方 法，将活动和相关的资源作为过程进行管理，可以更高效地得到期望的结果。 顶士论文过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 组织在建立质量管理体系时，必须确定为增值所需的直接过程和支持过程， 以及相互之间的关联关系( 包括接口、职责和权限) ，这种关系通常可以用流程 图表示；对所确定的过程进行策划和管理，通过对过程的控制和改进，确保质量 管理体系的有效性。 2 ，1 3 过程的分类 按照过程对质量的影响程度分为一般过程、关键过程和特殊过程。 对形成关键、重要质量特性的工艺过程或1 j a m 难度大、质量不稳定的、成本 高的工艺过程，由工艺人员确定为关键过程，实施重点控制。 当过程的结果不能通过其后产品的检验和试验而完全验证时( 如加工缺陷仅 在使用后才能暴露出来) ，此类过程为特殊过程。对特殊过程的控制除了要从人、 机、料、法、环、测量六个方面进行分析外，还应在过程的输入和过程中问设置 质量监控点，对其实施重点控制，以便适时加以改进。 2 1 4 过程的能力 ( 1 ) 过程能力 过程能力是指生产过程在一定时间内处于统计控制状态下制造产品的质量 特性值波动幅度。过程能力又叫加工精度。 对于任何生产过程，产品质量特性值总是波动的，如果过程能力越高，产 品质量特性值的波动植就越小；反之，如果过程能力越低，产品质量特性值的 波动就越大。那么应当用一个什么样的量来描述加工过程造成的总波动昵? 一 般都用6 倍的标准偏差，即6o 来描述。 当生产过程处于控制状态时，在u 3o 范围内产品占了整个产品的 9 9 7 3 ，即基本包括了所有的产品。当然，范围取得更大一些，比如取u 4 o ， 可包括整个产品的9 9 9 9 4 ：取u 5o ，可包括整个产品的9 9 9 9 9 4 1 ui 6o 范围内产品达9 9 9 9 9 9 7 ，即达到3 4 1 0 1 水平，以接近零缺陷的水 平。 ( 2 ) 过程能力指数 过程能力是描述质量形成过程客观存在着波动的一个参数。此外，还要引 进另一个参数来反映过程能力满足产品质量标猴( 规格、公差等) 的程度，这 个参数就叫做过程能力指数，一般记为g 。它是技术要求和过程能力的比值， 即： = 技术要求过程能力 4 硕士论文过程管理在卷划制丝生产中的应用研究 图2 2 理想状态下的质量特性分布图 图2 2 是一种比较理想的情况，分布中心( u ) 与公差中心( 肋重合可用 下面的公式来计算过程能力指数： o ：面t ：竺6r r 式中：t 公差范围 t r 一上规格限 。一总体的标准偏差 t l _ 一下规格限 当分布中心与公差中心偏离一段距离后( 见图2 3 ) ，用上述公式 算出来的过程能力指数g 已不能反映这时的生产能力实际情况。这时，必须用 一个考虑了偏离量e 的新的过程能力指数g 来评价过程能力。 _ _ n l 乡 一 、汲 x 图2 3存在中心偏移量情况下的质量特性分布图 c p x ：r l 一的o ：百t - 2 e 式中：g 考虑偏离度的过程能力指数 e u 对于m 的偏离量 硕j ：i a c 过程管理在卷烟制丝生产中的麻用研究 丘h 对于m 的偏离度，它是平均值偏离量e 与公差的一半的比 值，即世= ( t 2 ) ，当k 1 时，认为g 。= o 。 当只有单侧上规格限时： cp u 当只有单侧下规格限时： c 商 = tu一“ 3 盯 当用分析用控制图判定过程处于受控状态后，再计算过程能力指数，进而 评定过程能力满足质量标准的程度。 2 2 过程管理的方法 过程方法作为2 0 0 0 版标准八项质量管理原则之一，体现了当代质量管理的 先进理念。将过程方法应用到质量管理中，我们称之为过程管理。过程管理要求 对直接或间接影响产品质量的过程均进行控制，更有利于高效地对质量管理体系 进行管理。 质量管理体系本身就是一个过程网络，为了得到更加满意的符合顾客意愿的 产品，就需要有效的过程策划、管理和运作。在进行质量管理体系策划时，应首 先识别过程，再分析各过程的相互关系：同时，为了便于过程的开展，可采用活 动的流程来表示过程，描述并确定过程的输入、所需资源、活动及预期的输出。 过程管理的目的是强化质量管理，获得持续改进的动态循环，以使组织的整体业 绩得到显著提高，可以利用质量管理的方法对过程进行策划、控制并实现持续改 进。 2 2 1 朱兰三部曲 朱兰博士把质量管理的三个普遍过程，即质量策划、质量控制和质量改进称 为质量管理的三部曲。 质量策划是质量管理的一部分，致力于制定质量目标并规定必要的运行过程 和相关资源以实现质量目标。质量策划包括质量管理体系策划、产品实现的策划 以及运行过程的策划。质量计划通常是质量策划的结果之一。 质量控制是质量管理的一部分，是设定标准，测量结果，判定是否达到要求， 对质量问题采取措施进行补救并预防再发生的过程，质量控制不是检验。对生产 过程的控制，例如某一过程的质量，可以通过作业指导书规定生产该过程使用的 设备、工艺方法、加工方法、检验方法等，对关键过程还可以采取控制图监视其 质量的波动情况。 质量改进也是质量管理的一部分，致力于增强满足要求的能力。作为质量管 顿十论立 过程管理在卷划制丝生产中的府用研究 理的一部分，质量改进的目的在于增强满足要求的能力。为确保改进的有效性， 组织应注意识别需改进的项目和关键质量要求，考虑改进所需的过程，运用正确 的统计技术方法，以增强组织体系和过程实现并使其满足要求的能力。 2 2 2 p d c a 循环 要搞好质量管理，除了有一个正确的指导思想，还必须有一定的工作程序和 管理方法，p d c a 循环就是质量管理活动所应遵守的科学工作程序，是全面质量 管理的基本工作方法。 戴明博士最早提出了p d c a 循环的概念，所以又称其为”戴明环”。p d c a 循 环是能使任何一项活动有效进行的一种合乎逻辑的工作程序，特别是在质量管理 中得到了广泛的应用，p 、d 、c 、a 四个字母所代表的意义如下： p ( p l a n ) 计划。包括方针和目标的确定以及活动计划的制定； d ( d o ) 执行。执行就是具体运作，实现计划中的内容； c ( c h e c k ) 检查。就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了，哪些错 了，明确效果，找出问题； a ( a c t i o n ) 行动( 或处理) 。对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以 肯定，并予以标准化，或制定作业指导书，便于以后工作时遵循：对于失败的教 训也要总结，以免重现。对于没有解决的问题，应提给下一个p d c a 循环中去 解决。 p d c a 循环有以下四个明显特点： ( 1 ) 周而复始 p d c a 循环的四个过程不是运行一次就完结，而是周而复始地进行。一个循 环结束了，解决了一一部分问题，可能还有问题没有解决，或者又出现了新的问题， 再进行下一个p d c a 循环，依此类推。 ( 2 ) 大环带小环 类似行星轮系，一个公司或组织的整体运行的体系与其内部各子体系的关 系，是大环带小环的有机逻辑组合体；在做每一件事或搞一项活动时，在每一个 大的p d c a 循环中，每个阶段都有它的小p d c a 循环。 俞 uj 吵p ，飞。 图2 , 4p d c a 循环特点示意图 坝i 论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 ( 3 ) 阶梯式上升 p d c a 循环不是停留在一个水平七的循环，不断解决问题的过程就是水平 逐步上升的过程，如图2 4 所示。 ( 4 ) 统计的工具 p d c a 循环应用了科学的统计观念和处理方法。作为推动工作、发现问题和 解决问题的有效工具，典型的模式被称为”四个阶段”、”八个步骤”和”七种工具”。 四个阶段就是p 、d 、c 、a ；八个步骤是： 分析现状，发现问题； 分析质量问题中各种影响因素： 分析原因一般遵循5 m i e 的原则，即从人、机、料、法、环、测量六个方面 进行分析。 分析影响质量问题的主要原因： 针对主要原因制定解决的措施； 制定措施遵循5 w 1 h 的原则主要指以下六个方面： 为什么要制定这个措施? 一达到什么目标? 一在何处执行? 一由谁负责完成? 一什么时间完成? 一怎样执行? 执行，按措施计划的要求去做： 检查，把执行结果与要求达到的目标进行对比； 标准化，把成功的经验总结出来，制定相应的标准； 把没有解决或新出现的问题转入下一个p d c a 循环中去解决。 七种工具： 老七种工具是：分层法、调查表、排列图、因果图、直方图、控制图、散 布图 新七种工具是：系统图、关联图、亲和图，矩阵图、矢线图、矩阵数据分 析法、p d p c 法 另外，还有其它一些方法：简易图、正交试验设计法、优选法、水平对比法、 头脑风暴法。 2 3 过程管理的措施 采用过程方法进行管理的好处是由于基于每个过程考虑其具体的要求，所以 资源的投入、管理的方式和要求、测量方式和改进都能互相有机地结合并做出恰 颀士论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 当地考虑和安排，从而有效地使用资源，降低成本，缩短周期。而系统地识别和 管理组织所应用的过程，特别是识别过程之间的相互作用，可以掌握组织内与产 品实现有关的全部过程，清楚过程之间的内在关系及相互联结。通过控制活动能 获得可预测、具有一致性的改进结果，特别是可使组织关注并掌握按优先次序改 进的机会。 过程管理就是通过识别组织内的关键过程、特殊过程，随后加以实施和管理 并不断进行持续改进，强化质量管理来达到顾客满意。 用“过程方法原则”，组织将会采取一f y o 活动： ( 1 ) 为了取得预期的效果，系统地识别所有的活动 运用过程方法进行管理，要求我们首先识别过程。所谓识别过程包括两层涵 义：一是将组织的一个大过程分解为若干个子过程；二是对现有的过程进行定义 和分辨。例如流水线上的作业过程，可以分解到每个员工所干的工作为止。活动 决定输出结果。为了确保结果能满足预期的要求，必须有效地控制活动。因而识 别活动，特别是系统地识别所有相关的活动，也就是全面地考虑组织的产品实现 的所有活动及其相互关联，可以使组织采取有效的方法对这些活动予以控制。 系统地识别所有的活动，是g b t 1 9 0 0 1 - - 2 0 0 0 标准强调的核心。如产品实 现策划的的活动要求、产品要求评审、设计开发策划、采购、生产和服务提供等。 ( 2 ) 明确管理活动的职责和权限 活动对输出结果起着重要作用，这些活动应在受控状态之下进行，现代化的 企业，各过程、各流程已经到了环环相扣的地步，运用过程和方法进行管理，要 求每一个流程都是一个有效的流程，避免内部机构重叠，职责不明，在处理事务 时出现互相推诿、扯皮的现象，因此，必须确定如何管理这些活动、实施活动的 职责和权限，并予以管理。 ( 3 ) 分析和测量关键活动的能力 要强调主要过程。组织的过程网络错综复杂，质量管理者对主要过程应重点 控制不能放松。抓住重点矛盾，以防眉毛胡子一把抓，顾此失彼。 掌握关键活动的能力，将有助于了解相应的过程是否有能力完成所策划的结 果。因此，g b f f l 9 0 0 1 - - 2 0 0 0 标准要求组织采用适宜的方法确认、分析和测量关 键活动的能力 ( 4 ) 识别组织职能之间与职能内部活动的接口 通常，组织会针对实现过程的不周分过程或阶段，设置多个职能部门承担相 应的工作，这些职能可能会在过程内，也可能涵盖一个或多个过程。在某种意义 上讲，职能之问或职能内部活动的接口，可能就是过程间的接口。因此，识别这 些活动的接口，会有助于过程顺利运行。 9 硕十论文过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 在质量管理体系活动中，内部沟通为这种识别接口的活动创造了条件。 ( 5 ) 注重能改进组织的活动的各种因素，诸如资源、方法、材料等。 当控制过程有异常倾向时应立即采取措施，使其回复正常。操作人员要严格 按标准化操作，最终实现输出的增值，达到用户的满意。过程方法更重要的要经 常改进过程，通过对过程的评价、测量和分析，发现过程存在的不足或缺陷以及 可以改进的机会，对过程进行改进，提高其效益或效率，从而达到实现提高质量 的目的。根据过程的不同特点，对过程的评价、测量和分析，可以有检验、定性 问题的定量化评价、统计分析等一系列方法。但是，需要特别指出的是，这种评 价的目的在于持续改进，而不是简单地作为放行的一种手段。比如产品检验，它 一方面是产品是否放行的的手段，另一方面又是为判断产品趋势做数据积累的基 础，只有对这些数据进行了充分的分析，才能实现产品的最终改进。 当资源、方法、标准等因素不同时，组织的活动将会有不同的运行方式，因 而输出结果也不同，或有差异。因此，组织应当注重并管理这些会影响或改进组 织活动的诸多因素。为确保有能力生产或提供合格的产品，g b t 1 9 0 0 1 - - 2 0 0 0 标 准要求识别、确定组织运作所需的合适的资源，这些资源可能是人力资源、基础 设施、工作环境等。在生产和服务提供的策划活动中，应注重并管理与产品相关 的信息、作业指导书。 过程管理的关键是识别关键输入变量。在质量控制中，输出变量往往受到许 多输入变量的影响，如人、机、料、法、环、测量。因此，找到影响产品和服务 的关键因素并进行控制成为过程管理的首要任务。不断寻找关键输入因素并进行 持续改进，是过程管理的精髓所在。 为此，须在过程的各个阶段设置一些可监控的切入点，并实旌控制关键因素 使其始终工作在正常范围。对于过程这一特殊的活动，我们必须双管齐下t 从管理和技术两个方面进行控制，才能使过程管理达到强化质量管理的目的。图 2 5 简要的说明了这一活动。 指蓠器藩裂的 相毳藉淼尚互 麓 j 管毽， 、活动 r _ 口 技术 鬻蓊掣铲 过程的可监控点 图2 5 过程的可监控点示意图 1 0 颂士论文过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 综上所述，采用过程方法进行管理的流程如下： 识别过程管理职责分配一确定过程的输入和输出一一( 所要达到的目标和 方法) 一一管理过程一一监视、测量与分析过程一一持续该迸过程一优化过程 可以看出，以上的流程正是体现了p d c a 循环的方法，过程的监视和测量正 是p d c a 的检查阶段，它的输入是组织设定的与目标相一致的该过程的目标，输 出应该导致该过程的改进，从而对过程进行不断优化，以达到和超过设定的过程 目标。 2 4 过程管理在制丝生产中的应用 2 4 1 卷烟的特点 卷烟是一种特殊的消费品，通过燃烧后的烟气进行消费。烟气是消费者感觉 器官的消费，直接影响到消费者对卷烟质量的评价，也是消费者关注的卷烟质量 焦点。 烟支的燃烧是一个复杂的过程，在点燃烟支的过程中，当温度上升到3 0 0 时，烟叶中的挥发性成分开始挥发而形成烟气；上升至4 5 0 时，烟丝开始焦化， 上升至6 0 0 时，烟支被点燃而开始燃烧。烟支燃烧存在两种方式。种是抽吸 时的燃烧，一种是抽吸间隙的燃烧。烟支燃烧时，整个烟支内的温度从燃烧锥体 到抽吸的一端形成一个很陡的温度梯度，易挥发的组分随着烟气流而挥发：中等 挥发性的成分挥发的迟一些，而且当它们随烟气流前进时，一部分还可能被一次 次冷凝、挥发，直至被消费者吸入口腔。高沸点的物质，如植物色素、甾族化合 物，碳水化合物、氨基酸、蛋白质等就不易挥发，往往会发生热裂解及热合成作 用，也有小部分高沸点物质进入烟气。 烟气中一般含有两部分物质，即粒相和气相。粒相物约占烟气总量的6 8 ，粒相物中含有1 0 左右的水分，粒相物中扣除水分和烟碱后称为焦油。烟 气中除粒相外，其余为气相物。卷烟的魅力所在就是烟气中含有许多消费者喜爱 的香味物质。 一个品牌卷烟的风格一旦确定之后，生产厂家就应该千方百计地使它保持稳 定。一般来说一种牌号卷烟含有十几种不同产地、部位、等级的烟叶原料，还有 再造烟叶，膨胀烟丝等其它填充物，另外还要在制丝流程动态作业中喷洒香精香 料。要想将十几种烟叶等级和再造烟叶、膨胀烟丝掺配准确、充分混合，香精香 料施加均匀，且同等地表现在每一支烟中，这就需要制丝加工过程的高度精确、 稳定。 颇士论史 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 2 4 2 过程管理方法在制丝生产中的应用 一个设计再好的产品，如果没有一套科学、合理、有效的制作工艺过程柬保 证，就难以在加工过程中保持其稳定、优良的品质。卷烟工业直着力于提升自 身的工艺加工水平，并不懈地进行着对制作工艺技术的新思路，新方法的探索。 主要是对工艺复杂、对卷烟吸味影响较大的制丝过程的研究。 制丝过程不同于装配行业，属流水线作业，前道过程的输出是后道过程的输 入，制丝过程是卷烟生产过程中的重要环节，其加工水平的高低真接关系到卷烟 的吸味及品质的稳定。 与国际先进水平相比，国内绝大多数卷烟生产企业仍然有相当大的差距，主 要表现是卷烟质量稳定性差，卷烟焦油波动性较大的状况。行业研究机构和3 6 家重点卷烟企业必须加强制丝工艺技术的创新性研究工作，尽快形成支撑中式卷 烟产品发展的核，心技术，提高卷烟企业的核心竞争力，并最终形成我国独创的、 能够有效支撑中式卷烟发展的特色制丝工艺。随着发展过程中积累的一批行业内 技术成果得到广泛推广应用，如何对制丝工艺技术进行诊断，并有针对性的加以 研究解决，加强制丝过程控制，减小过程波动，稳定卷烟评吸质量成为制丝线首 要任务。 制丝线的在制品形成过程是连续不断的，目前，卷烟行业的制丝生产线的生 产能力一般为6 0 0 0 1 0 0 0 k g h ，当出现质量不稳，进行调整的过程中，将会造成 大量不合格的出现。在烟叶原料价格不断上涨的今天，这是一笔极大的浪费。所 以，应用过程管理的方法，确保过程稳定，也是减少浪费，降低成本的必然途径。 应用过程管理的方法，对制丝的过程进行管理控制，就是识别过程，在生产 的过程输入、流程中间以及输出设置若干的监控点，同时在整个生产过程中控制 人、机、料、法、环，应用p d c a 循环进行全过程的管理和监控并找出改进点。 也就是说，把过程方法应用到制丝生产中，可以对整个生产过程进行全程监 测，既可以考察和验证指标的合理性，质量指标的波动，又可以验证设备满足生 产的能力。要做到这一点首先就要了解工艺流程、过程关键设备结构及功能，确 定监控对象关键因素输入、输出因素，然后在设置上述监控点的基础上，进 行检测并记录数据，最后利用统计技术方法对检测数据进行分析，以期得到有意 义的结论和改进措施，最终达到稳定卷烟内在质量的目的。 硕士论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 3 卷烟制丝生产的过程管理 卷烟产品设计完成后，要将卷烟产品大量的生产出来，并且符合设计目标， 必须采用合理的加工程序和科学的加工方法。卷烟工艺过程指从烟叶原料投入到 成品卷烟产出，按照一定的顺序连续通过各个过程加工的生产过程。 3 1 卷烟加工的过程划分 按照卷烟工艺规范卷烟加工过程划分非常细密，共分为2 6 个过程。按 照这个划分对实施检验和试验状态，合格转序带来难度，特别对于流程性作业的 制丝生产来说，执行比较困难。按照加工方式对过程进行合理划分，卷烟过程可 以划分为大过程和小过程。 合理地划分先以卷烟生产过程中的每一个独立完成的加工单位为基本划分 依据，将整个卷烟工艺流程分为制丝、卷接和包装三个大过程。然后再逐级细分 为二级过程( 对相同的原辅材料进行连续加工的相对独立的生产过程) 和三级过 程( 以单独设备为特征的加工过程) 。 从生产类型上看，卷烟生产的制丝过程为流程性加工方式。从制丝的十六 个以单体设备为特征的连续加工过程来看，其加工对象全部是烟时制品，旦莳道 过程的加工缺陷能通过后道过程的有效控制在一定的程度上得以弥补，因此把制 丝作为一个大过程在理论上是站得住脚的。 从现场质量控制的特点来看，制丝过程的产品加工质量主要依赖于对工艺 参数的控制与把握上。因此，从有利于质量控制的角度出发，把打叶切片段、叶 片处理段、叶丝处理段、烟梗处理段、梗丝处理段、加香掺配段这些略有不同的、 相对独立的连续加工过程从整个制丝大过程中细化出来，以二级过程的形式有针 对性的设置过程控制点用于强化质量控制，这样的处理方法也是适宜的，有效的。 为了更加细化工艺参数，与总公司的卷烟工艺规范相一致又把单体设备为 特征的连续加工过程分别定义为三级过程。 制丝、卷接、包装这是大多数卷烟厂都存在的一级过程，由于加工对象完 全不同，过程之问的转换存在一定的时间间隔，因此，这三大过程之间的转序检 验是有实践意义的。由于制丝过程还包含了若干二级过程、三级过程，作为个 大过程的制丝生产的中央控制系统的控制逻辑，都是以二级过程为基本单位设置 的，分为打叶切片段、叶片加料段、叶丝处理段、烟梗处理段、梗丝处理段、加 香掺配段。 硕士论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 卷接与包装过程不同于制丝的流程性加工方式，却与装配型工业类似，他们 的控制重点在“设备”与“原辅材料”上。 3 2 制丝加工的过程识别 制丝加工过程是将烟片和烟梗等原料加工成符合卷烟质量标准及烟支卷制 工艺要求的烟丝的工艺过程。 前面已经介绍，制丝线分为打叶切片段、叶片处理段、叶丝处理段、烟梗处 理段、梗丝处理段、加香掺配段等，对这六条处理线分别执行控制过程。 ( 1 ) 打叶切片段 打叶切片线从烟叶备料到进入预混柜。主要实现将把烟回潮后进行叶梗分 离，片烟切片后松散回潮，最后通过预混柜布料行车的往复铺料将各等级打后叶 片与回潮后叶片初步混合。 ( 2 ) 叶片加料段 指叶片从预混柜出料，进行加料回潮到进入贮叶柜的过程。加料就是给叶片 喷洒料液，主要是改善卷烟的吸味，以提高卷烟的质量，使卷烟产品符合国际规 定中的各项指标。叶片加料一般采用蒸汽雾化加料。加料回潮后的叶片经贮叶柜 布料行车的往复铺料将不同等级叶片均匀混合，叶片在叶柜中贮存一定的时间， 进一步均匀水分、温度，使料液充分渗透，并产生醇化效果。 ( 3 ) 叶丝处理段 从时片从叶柜出料到叶丝干燥后冷却定型。实现将增温后时片切成宽度为 1 o 咖左右的叶丝，在线叶丝膨胀、叶丝干燥及流冷定型等功能。 ( 4 ) 烟梗预处理段 从烟梗备料到贮梗柜。将自打梗和外购烟梗经洗梗、蒸梗后增加烟梗的水分 和温度，提高烟梗的耐加工性，经贮梗进一步平衡水分使烟梗表层与内部组织的 含水率趋于一致。 ( 5 ) 梗丝处理段 从梗柜出料到梗丝干燥风选后进入贮梗丝柜。实现将预处理过的烟梗切成厚 度为o 1 6 姗一0 2 0 咖的梗丝，按比例均匀准确地进行梗丝加料回潮，梗丝膨胀、 梗丝干燥到贮存梗丝的过程。 ( 6 ) 掺配加香段 将处理过的叶丝、膨胀丝、再造烟丝、梗丝等按照产品的要求准确、均匀地 掺配到干燥后叶丝中，并将香精施加到烟丝上，进入贮丝柜的过程。 在制品的掺配有两层含义即掺配比例准确，混合均匀。所谓比例准确，指的 是在制品按规定的比例掺配，并在连续地生产过程中波动误差较小；所谓混合均 匀指按比例掺配的各组成部分充分混合且分布均匀。一般来讲，每种品牌卷烟的 钡十论文过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 烟叶原料等级为十几个，再加上一定比例的再造烟叶、膨胀烟丝等，要将这十几 种等级不同的烟叶原料及掺配物按比例准确的表现在每一支卷烟上且混合均匀， 应该说要求是相当严格的。 在卷烟生产中，加香过程主要是在卷烟中旎加烟用香精。在卷烟中施加适量 的香味、适宜的香精可烘托卷烟的原有香味，增加产品的吸香和嗅香。一般采 用压缩空气雾化香精。鉴定生产中香精香料的用量与鉴定化妆品、食用香精香料 不同，烟用香精香料混合在烟丝旱，随烟丝燃烧、热解、干馏后产生的烟气而被 感受。因此，对烟用香精香料的鉴定光靠嗅香不够，还要经评吸人员评吸。 3 3 卷烟制丝过程的监控点 从制丝工艺流程及过程设备可以看出，制丝加工过程是一个复杂的流水线生 产过程其工艺占整个卷烟工艺的9 0 以上，过程监控点较多，见图3 1 。 ： 输入一l过程；- 输出 嘲桐咽i 虱国捆一 蛩圉栅择 1 捆调1 l l 圄收烟丝1 礼融圈 i 。 日倒倒 州丌p 兰 再造烟蛰上一 扫廿国掏二啪蝈督国谢 监控点 图3 1 制丝工艺加工流程及监控点 颂t 论史 过程管理在卷划制丝生产中的府j = | i 研究 3 3 1 监控点设置 从大的过程来看：烟叶来料经过叶梗分离后，叶片、烟梗分别进行处理加工， 最后掺配、混合并施加香精成为烟丝。 图3 2 制丝过程中大的过程 从小的过程来看，叶片处理与烟梗处理的工艺过程相似，均是经过回潮，增 加温度和水分，提高耐加工性：施加一定比例的香精香料，改善卷烟品质和香气； 通过切丝机改变叶片( 烟梗) 的物理形态，将叶片( 烟梗) 切成不同宽度( 厚度) 的叶( 梗) 丝；将叶( 梗) 丝膨胀、干燥。 所以，制丝过程的监控点虽然多，且前道过程的输出直接是后道过程的输入， 但是控制项目不多。主要有形成重要质量特性的关键过程指标如回潮后水分控 制，干燥后水分控制；对卷烟产品质量有重大影响的特殊过程，如加香加料控制 和掺配控制等。 3 3 2主要监控点的过程控制技术 目前制丝加工过程主要采用自动控制技术。自动控制包括对生产设备连续启 动顺序控制，压力、温度、含水率、掺兑、配比等的自动控制，其应用的意义不 仅仅在于将人们从繁重单调的劳动中解放出来，而且是保证大规模工业生产的生 产效率和产品质量的有效手段。随着计算机技术的发展，出现了可编程序控制器 ( p l c ) 。控制软件取代了大部分硬件功能，控制系统的设计、制造、调试、更改 和维护大大简化；同时计算机技术也促进了检测技术的发展，因此控帝4 系统的可 靠性和工艺参数调节精度大大提高。过程自动控制过程一般包括几个模块：参数 的输入、自动计算与参数的预设定、参数输出、输出参数的检测、检测数据与设 定值比较后的修正等，各部分之间的关系如图3 3 。 硕：t 论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 图3 、3 自动控制过程示意图 ( 1 ) 回潮控制 制丝生产回潮过程很多，作用很大。如一润、二润、片烟松散回潮、叶丝干 燥前滚筒式超级回潮、梗丝加料回潮、叶片加料回潮。可对物料的水分进行闭环 控制；利用回潮机工艺参数设定的水分与加水调节阀反馈量进行加水闭环控制， 水分控制精度l 。可设定和修改进行p i d 调节的参数。主要控制参数有简体 转速、蒸汽施加量、水分、热风温度、风量、风量、排潮速度等。回潮水分控制 过程如图3 4 。 圆 图3 4 回潮水分控制系统 ( 2 ) 加香加料控制 在卷烟行业的制丝生产中，加香加料为特殊过程，加香加料的效果不能通过 后续的检验或试验来验证，只能通过评吸来评价。在加香加料过程中，为确保过 程的结果达到预期的要求，对过程的加料流量进行全过程监视，并对过程运行进 行客观、完整无误的记录，作为验证过程结果的质量满足规定要求的证据。 加香采用压缩空气，加料采用蒸汽作为动力。加香加料量多少由电控柜控制。 入口采用恒流量控制方式，电子秤把测得的烟叶流量信号送到工艺线电控系统处 牺l一 橱j 一 圃 匦卜耍 圃 一 硕士论文过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 理后，所得设定加料量与质量流量计检测到的加料量相比较，处理后即可控制变 频器的输出频率，改变泵电机转速，使泵输出料液的流量随电子秤测得的烟叶流 量的多少而改变，从而达到按比率定量加料的自动控制目的。可设定和修改进行 p i d 调节的参数。加料桶增设料位连续检测传感器，可实施料位连续跟踪监控和 配供料控制。 加香加料比例参数及加香加料流量棒图、历史趋势和实时趋势曲线图、设备 故障诊断及报警、手动自动在线切换等图形均显在本地触摸屏上。中央控制系统 也可以通过网络进行观察和控制。在操作员终端上可设茕各牌号的加香加料比 例。 对加香加料过程来说，输入是烟丝流量、加香加料比例，中间过程是设定流 量与实际流量的比较及加料加香泵的电机转速的调整。 ( 3 ) 叶丝干燥控制 目前卷烟行业的叶丝干燥采用两种方法。 一是薄板滚筒式烘丝机干燥方式。采用蒸汽作为动力，利用调节阀、水分仪、 对水分进行闭环控制，水分控制精度o 5 。可设定和修改进行p i d 调节的参 数。主要控制参数有筒体转速、简体温度、蒸汽压力、热风温度、风量、排潮速 度等。控制方式为前馈与反馈结合，水分控制系统见图3 5 。 出口水分仪 图3 5 烘丝机水分控制系统 输入为入口水分，设定出口水分、入口流量：过程调整如出口水分仪与设定 水分比较、补偿计算、p i d 调节器和执行元件气动薄膜阀的动作；输出为出口水 分。 二是s h 9 2 管式膨胀干燥方式。采用高温热气流作为干燥介质，利用风门调 节阀调节混合室温度、对水分进行闭环控制，水分控制精度要求o 5 。可设 定和修改进行p i d 调节的参数。主要控制参数有松散蒸汽压力、加湿蒸汽压力、 模拟加水量等。控制方式为反馈。控制系统如图3 6 a 望生：丝兰 整堡篁堡壅堂塑型竺生兰! 塑皇塑婴壅 西t 嘲彳 图3 6s h 9 2 水分控制系统 ( 4 ) 比例掺配控制 在卷烟行业的制丝生产中，掺配过程也为特殊过程，掺配的效果不能通过后 续的检验或试验来验证，只能通过评吸来评价。在掺配过程中，为确保过程的结 果达到预期的要求，对过程的掺配物流量进行监视，并对过程运行进行客观、完 整无误的记录，作为验证过程结果的质量满足规定要求的证据。 掺配控制采用烟丝集控掺配系统，这种系统是针对卷烟厂制丝车间多种控制 型的电子皮带秤布置较集中的叶丝、梗丝、膨胀丝、薄片丝掺兑配比而研制的。 设计采用组合集成方式，按交互式多任务操作方式对叶丝秤、梗丝、膨胀丝、薄 片丝进行计量和控制，准确的按卷烟牌号工艺配比比例进行配比。自动数字化测 速，极大的提高了系统可靠性。配比比例参数及棒图、历史趋势和实时趋势曲线 图、设备故障诊断及报警、手动自动在线切换等图形均显在本地触摸屏上。中央 控制系统也可以通过网络进行观察和控制。在操作员终端上可设置叶丝、梗丝、 再造烟丝、膨胀丝的掺配比例，利用掺配比例进行配比控制，配比精度3 。 基本控制模式如图3 7 。 d - r e = = = = = = = = = ；= ， 一一一一一一一一 图3 7 比例掺配控制系统 输入为叶丝主秤流量，设定掺配比例，中问过程为各掺配物电子秤流量与设 定流量的比较及电子秤皮带转速的调整。 顾j 二论义 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 3 4 制丝生产过程控制方法 3 4 1 过程控制的程序文件 建立文件化的操作程序，这对劳动密集型的卷烟生产厂来说，是加强过程控 制，规范职工操作行为，使过程的人、机、料、法、环保持稳定控制状态，、保 证生产质量的有效途径。其具体的实旌方法如下： ( 1 ) 编制操作规范或作业指导书 一般来说，操作规程是一个纯技术性文件，主要是以设备为基本对象描述其 操作步骤、操作顺序和操作要领。作业指导书则是集操作规程和相关要求为一体 的一个以技术要求为主、又兼有一定管理内容的综合性指导文件。主要内容包括： 产品加工要求、工艺技术参数及控制范围、操作步骤( 包括准备工作、运行操作 和结束工作) 、与管理有关的管理要求( 包括发现过程异常如何调整、如何反馈、 发现不合格品如何处置、过程已录如何填写和如何实旖过程自检自控等) 。所以 作业指导书的涵盖面大于操作规程，其适用性和指导性也更强。总之，各卷烟生 产可根据自身的基础和特点选择较为合适的形式来规范工人操作，稳定过程质量 水平。 操作规程或作业指导书应按不同的机种、机型分别编制，应规定统一的编制 格式和编制要求，并与其它体系文件一样采用活页装订。文件化操作程序的发放 范围至少应包括主机挡车在内，使其真正起到指导作业、规范作业的效果。 ( 2 ) 设备管理程序文件 现代烟草加工行业已基本摆脱了作坊式的手工加工状态，使产品质量的形式 和产品质量的提高在更大程度上摆脱对操作者自身素质的依赖，丽希冀与设备本 身的精度和设备固有的质量保证能力。因此设备管理水平的高低将直接影响卷烟 产品的质量和卷烟生产的效率。具体控制内容大致包括： a 预防性设备维修计划的制定与实施。根据设备的运行规律和实际使用的频 率，有计划的对设备进行预防性维修保养。这种保养可分为日常性保养( 同保、 周保) 和周期性保养( 例项修、大修等) ，使设备始终保持正常的运行状态，减 少故障性磨损，这是使设备保持过程能力的一个不可缺少的方面。 b 设备三级点检与现场管理要求的有效实施。三级点检包括操作人员的点 检、检修人员的点检和技术人员的专业点检，建立起操作方、点检方、维修方的 设备保养网络，使设备故障和设备问题及早发现、及早处理。 c 设备润滑管理的推行。不管是国产设备还是进口设备，要使设备始终保持 良好的运行状态，则加强润滑管理和油品站的建设是应该得到重视的 d 对关键设备或设备关键部位实施状态检测。如同对特殊过程进行连续监控 2 0 颁：t 论文 过程管理在卷烟制丝生产中的应用研究 样，对关键设备或设备关键部位实施状态检测，正是在设备管理上变管结果为 管过程，变事后抢修为事先预防的最有力的措施之一。 e 设备零配件的有效控制。合理采购零配件，摸清易损件的易损周期，建立 易损件的库存和使用档案可以使企业以较少的投入换来较高的管理效益。尤其是 加强对零配件的