在线SPC技术精准控制技术培训教案

1、应用在线SPC技术精准控制液体定量包装商品灌装净含量2022-3-4航天的伙伴 我们的伙伴Aerospace partners our partners.世界最大的能源化工公司之一1. 走向国际的中国石化 2008年加油站数量29062座,列中国第一位,世界第三位 2008年原油加工1.68亿吨,列中国第一位,世界第三位 2008年乙烯产量629万吨,列中国第一位,世界第五位2. 专业化运营的润滑油公司中国石化油品勘探与生产油品炼制与化工油品销售石化工程与设计研究控股与合资企业及其他29000个加油站13个大型油品勘探与开采企业26个大型油品炼制与化工企业20个省级油品与化工销售企业6家专业研

2、究院12家公司中国石化润滑油中国石化润滑油中国石化润滑油公司 全球第四大润滑油品牌 亚洲第一大润滑油品牌 2009年销售132万吨，占中国中高档润滑油市场的1/3 中国最大的高档润滑油产销集团丰富的产品线：生产21大类，2000多个品种的油品，广泛应用于各行业高精度的生产系统亚洲最大管亚洲最大管汇输油系统汇输油系统高速制桶高速制桶罐装一体罐装一体化生产线化生产线同步计量调同步计量调合系统合系统（SMB）中国石化润滑油分公司秉承“每一每一滴油都是承诺滴油都是承诺”的社会责任，贯彻落实“质优量足，客户满意质优量足，客户满意”的质量方针，通过技术创新，管理创新，在计量管理上精益求精，确保定量包装产品

3、满足或严于国家标准要求，维护消费者权益。 在保证客户权益的前提下，降低生产成本，控制灌装过程计量损失，为此引入了SPC控制技术，在润滑油灌装系统中对定量包装净含量进行精准控制。3.在线SPC技术的导入传统统计过程控制技术及其局限性的分析传统统计过程控制技术及其局限性的分析1在线在线SPC技术的应用技术的应用2客户投诉信息汇总与分析客户投诉信息汇总与分析运用运用在线在线SPC技术技术预警功能诊断异常模式预警功能诊断异常模式持续提高过程控制能力持续提高过程控制能力3在线在线SPC技术技术应用效果评估应用效果评估和推广前景和推广前景4客户投诉信息汇总与分析客户投诉信息汇总与分析质量或体积定量包装商品

4、的标注净含量 (Qn) g或ml允许短缺量(T) * g或mlQn的百分比g或ml0509501004.51002004.5200300930050035001000151000100001.5100001500015015000500001总局75令定量包装商品净含量计量监督管理办法（2005）中关于净含量要求：“单件定量包装商品的实际含量应当准确反映其标注净含量。标注净含量与实际净含量之差不得大于规定短缺量”，“批量定量包装商品的平均实际净含量应当大于或等于其标注净含量”，即检验批实际含量均值不得出现负偏差；国家法律法规对定量包装商品净含量的要求12345灌装灌装抽检抽检统计统计分析分析S

5、PC作业作业指导书指导书灌装操灌装操作规程作规程SPC作业作业指导书指导书传统SPC应用流程X X 1 1 X X2 2 X X3 3 X X4 4 X X5 5 x第一部分：传统统计过程控制技术及其局限性的分析 数据分析滞后，发现问题进行干预时情况可能已经变化，同时追溯困难，存在较大风险； 人工抽检劳动强度大，效率低，在高速生产时尤其明显； 抽检过程难于将包装物空皮去除，通过抽检毛重间接获取净含量，势必将空皮误差带入计量结果中，致使数据失真，可能造成误调整； 抽检面对过程，难于顾及所有产品； 对于多头灌装设备，区分灌装头分析调节困难，系统整体计量精度控制困难增加； 进一步控制减少变差，降低损

6、失，出现瓶颈；项目项目人工描点人工描点SPC控制控制在线在线SPC控制控制实时控制性能实时控制性能无可实现全检或抽检全检或抽检抽检，有漏检的风险全检能否分灌装头控制能否分灌装头控制 难度较大可以追溯性追溯性差大容量数据库，追溯性强人工效率人工效率10%15%人/天高，计算机操作过程控制能力过程控制能力(Cpk)抽检样本中较高值和较低值形成均值，掩盖真实情况，造成Cpk虚高真实，并且可实现持续提高人工描点SPC控制与在线SPC控制优劣性能比较在线在线SPC系统结构图系统结构图第二部分：在线SPC技术的应用称重仪表称重仪表多通道串口数据采集卡实时数据采集软件SPC数据分析软件结果展示称重仪表称重仪

7、表称重仪表在线系统理论流程图在线系统理论流程图流程性材料应用在线SPC技术特点“批量定量包装商品的平均实际含量应当大于或等于其标注净含量”；即批量包装产品的平均净含量不允许出现负偏差，这是液体灌装产品与机加工产品控制对象的显著区别。为了满足液体灌装产品的特殊要求，除了向联锁系统输入以上信息外，还需要设置规范限、目标值、从控制图判异准则中选择适应液体净含量需要的判异准则。降低风险采取的措施为避免出现平均偏差为负而重新设定的目标值，导致损失增加运用在线SPC技术，不断提高过程控制能力，在保证均值不出现负偏差的条件下，尽量降低正偏差，提高企业利润空间，降低灌装成本。控制图中对目标值的设置控制图中对规

8、范限的设置规范限又称容差，包括规范上限和下限，是过程控制对象所允许的偏差，规范限的设置应根据控制对象的国家技术规范以及企业规定而定，同时要考虑过程稳定状态下的波动情况。控制图中对控制限的设置控制限是过程的实际波动情况，根据生产实际数据计算得出，用于判定过程是否稳定。控制图中对判异准则的设置在控制图的国家标准八种判异准则中，结合液体灌装产品与机加工行业控制的不同特点，设置的判异准则，要能体现对不合格的预警提示、连续高偏差和低偏差的提示、出现增大或减少趋势的提示等几种情况。因此，设置的判异准则有：模式1，点出界就判异；这是对要出现不合格的预警提示。模式2，连续9点落在中心线同一侧；这是对连续高偏差

9、和低偏差的提示。模式3，连续6点递增或递减；这是出现增大或减少趋势的提示。不设置的判异准则有：模式4，连续14点中相邻点交替上下；是机械行业中两种设备交替使用所致，在液体灌装中不存在，因此不适合液体灌装过程；模式5、模式6、模式7、模式8的点均在控制限以内，即使出现也不能表明产品有不合格趋势，或者高偏差、低偏差以及增大或减少的趋势，不做为液体灌装在线控制的判异准则使用。判异准则设置在线SPC技术控制图和能力分析图第三部分 应用在线SPC技术提高过程控制能力具体影响因素及措施改进之一 人为因素描述：由于手动人工寻口的过程，工作人员责任心不强，工作不细致，偶尔会出现灌装头与灌装口对不准，剐蹭桶口边

10、缘，使灌装计量不精确.灌装头与灌装口边缘剐蹭措施：加强操作人员培训。工艺人员对操作人员在人工巡口操作方面进行培训，提高人工巡口环节的操作能力，避免灌装头与桶口剐蹭，杜绝边进行桶口对中边启动循环操作的现象发生。同时，进一步加深操作人员对设备操作的认知，使其理解操作环节对计量过程造成的影响。虽然仅有一点，但是对Cpk的影响很大灌装头与灌装头对准在线SPC系统成图表现描述：经过分析，设备方面的异常，主要存在于灌装机的灌装单元和计量设备；如灌装喷嘴松动；压力机件破损、疲劳失效；灌装秤失衡，称与自身设备间的剐蹭；计量秤的传感器的失灵等；对于设备方面的异常引起的波动，一般在线SPC系统的表现为数据的连续波

11、动。针对设备方面的措施主要是重点加强对设备主体及计量控制单元的预防性维护与保养。影响因素及措施改进之二 设备方面灌装机关键部件比较典型的设备异常在线SPC系统成图表现在线SPC系统诊断设备异常的经典案例 1描述：在灌装过程查看数据曲折图，显示灌装波动较大。停车通知设备组进行排查原因，发现灌装头出口位置松动，造成密封不严。密封不严，使灌装结束后会继续滴油，使灌装量偏高，由于设备本身具有灌装补偿功能，所以导致随后灌装过程波动较大。拧紧灌装头出口后，密封良好，之后灌装稳定。影响因素及措施改进之二 设备方面灌装头出口松动在线SPC系统诊断设备异常的经典案例 2描述：灌装过称重中，发现在线SPC系统成图

12、出现设备异常的典型数据波动，甚至出现超出规范线的点，使生产无法正常进行。停车后，通知设备组进行排查，发现灌装秤的传感器失灵，更换传感器后设备恢复正常。影响因素及措施改进之二 设备方面灌装秤传感器异常在线SPC系统诊断设备经典案例 3（引用在线SPC系统在20L-9线的经典案例）描述：20L-9线为五个灌装头同时灌装。灌装当天，灌装过程稳定，灌装人员发现灌装出桶速度较慢，随即班长通过在线SPC系统的单个灌装头的数据曲折图进行分析，发现其中3号灌装头的波动较大，班长通知维修班进行维修。随后，维修人员对3号灌装头进行观察，发现灌装过程汽缸动作稍有异常，与其他灌装头比较略微有延迟，停车后对该灌装头进行

13、拆卸，发现灌装头内部弹簧已经断裂，更换弹簧后，灌装线恢复正常。该案例证明在线SPC系统对设备异常的反应是十分灵敏和准确的，大大提高分析设备异常原因的效率。影响因素及措施改进之二 设备方面3号灌装头描述：输送介质压力差异，灌装参数设置不合理，在一定程度上影响灌装计量；在线SPC的成图表现为典型设备异常波动图。通过基本原理图分析，在灌装速度较快时，油品会对桶底产生向下的冲击力，精灌量设置较小的时候，虽然灌装速度提高了，但是，由于速度过快、精灌量太小，很快结束精灌阶段，没有起到稳定过程的作用，所以粗灌与精灌量的参数设置极为重要。影响因素及措施改进之三 物料与方法基本原理图措施：探索建立不同牌号油品的

14、灌装温度与精灌参数的关系曲线，初步确认温度在40时的精灌参数,使精灌过程的时间合理，保证灌装结束稳定（如右侧表格）。灌装头温度温度黏度等级黏度等级精灌量设置精灌量设置40TSA32TSA468-10kg40DAB100 DAB1505kgNo 05灌装方案灌装方案1 1粗灌：粗灌：10秒秒精灌：精灌： 3秒（柱流）秒（柱流）No 05灌装方案灌装方案2 2粗灌：粗灌：9秒秒精灌：精灌：6秒（涓流）秒（涓流）No 05灌装方案灌装方案3 3粗灌粗灌:9秒秒精灌精灌:2秒秒(柱流柱流)+2秒秒(涓流涓流) 建立在线SPC控制图异常模式数据库技术手段：在线SPC技术控制图和过程能力指数分析途径：引入TS16949质量体系五大工具之PFMEA；目的：提高异常模式快速诊断和处理的正确性、及时性。第四部分 应用在线SPC技术效果评估00.511.522.533.5123456789101112131415161718cpk值2012年8月均值变化趋势降低正偏差22g16kg产品净含量平均16.025kg降至16.003kg，每桶降0.022kg，按产量898684桶，吨产品产本10015.71元/吨创造效益：0.022 98684/10000010015.71=19.8万应用在线SPC技术经济效益分析提高工作效率，降低