4降低CSN化检验分析成本.ppt

1、降低CSN化检验分析成本,2014年1月20日,质检中心设备部、炼钢二室,一、定义（D）阶段,D-2 问题陈述,CSN分析耗 材占比最大,2012年炼钢一室、炼钢二室气体元素CSN分析用耗材 达到420万元，是化验室消耗的主要费用之一，也直接关 系到武钢和供方的经济利益。,D-3 确定项目范围（ SIPOC过程分析图）,本项目范围选定为炼钢一室、炼钢二室化验钢样中CSN成分的全流程，SIPOC流程图如下：,过程（process）,5,2012年红外分析用各材料费用统计,D-3 分析关键质量特性（CTQ）,6,单次气体分析消耗费用,石墨坩埚消耗费用,标样消耗费用,氦气消耗费用,通过排列图可知，氦

2、气、标样、石墨坩埚、试剂等是产生费用消耗的主要原因。 CTQ树图分析如下：,试剂消耗费用(稀土氧化铜、高氯酸镁、碱石棉、铜丝),其他消耗费用（CS坩埚、助熔剂）,Y定义：单次发报分析的消耗费用 2013实际消耗费用分解为： Y1(单次发报石墨坩埚费用) Y2(单次发报标样费用) Y3(单次发报氦气费用) Y4(单次发报试剂费用）,D-4 Y和缺陷定义,通过工艺流程的改进，将所有普钢的氮含量分析方法进行优化，从而节约坩埚用量。优化后，坩埚用量与优化前的对比如下表:,D-5 单次发报坩埚费用（Y1）目标陈述,坩埚用量,区域,Y1坩埚利用率分析,我们对二化一台TC-600的试样分析情况作了统计，情况

3、如下表：,通过减少重复分析数量，可以进一步减少5%的坩埚用量。,由于标样涉及分析结果的准确度，各化验室实际分析次数不一，因此标样的用量难以控制。但进口标样的国产化也可节约一部分费用。,D-5 单次发报标样费用（Y2）目标陈述,D-5 单次发报标样费用（Y2）目标陈述,公式,目标：通过标样国产化，降低标样费用。,总费用,现状及目标,对四个化验室2013年13月氦气的用量统计如下所示,D-5 单次发报氦气费用（Y3）目标陈述,四个化验室中，氦气利用率最高的为四化。,由于各区域氧氮仪数量相同，在同等分析条件下，根据四化的氦气利用率对个区域进行优化，理想状态下可计算出各区域3个月的氦气节省数量为：,D

4、-5 单次发报氦气费用（Y3）目标陈述,区域,用量,D-5 单次发报氦气费用（Y3）目标陈述,公式,目标：以化验室最优指标作为目标值,项目,数值,D-5 单次发报试剂费用（Y4）目标陈述,由以上数据可知，试剂的用量存在较大差异，以化验室最优指标作为目标。,区域,类别,D-5 单次发报试剂消耗（Y4）目标陈述,区域,类别,公式,D-5 单次发报试剂消耗（Y4）目标陈述,公式,目标：以化验室最优指标作为目标值,项目,数值,D-5 目标陈述,从降低幅度和降低金额来看，改善潜力排序依次为 Y3、Y1、Y4、Y2。,D-5 目标陈述,综上所述，单次发报的各项成本费用现状为,最佳潜在值为Y1、Y2、Y3、

5、Y4最佳值之和。 预期目标为减降幅度的75%。,D-5 目标陈述,21,王利亚,古兵平,公司倡导者：李小杰,项目倡导者：关菊梅,部门,人员,业务 分工,设备部,王彦丽,1、负责设备运行状况的分析 2、负责材料成本的核算 3、协调课题各运行环节,化检科,1、负责工艺流程改造的指导,炼钢二室,梁建伟、杨琳、叶静、高璇、唐明,1、负责数据采集汇总、图表更新 2、N分析工艺的改进及监督 3、分析总结，并监督各项改进举措的落实,炼钢一室,1、负责数据采集汇总、图表更新,项目负责人：肖宝丽、王鹏,D-6 团队组建,项目顾问：杨宝雄,D-7 项目计划甘特图,中心级精益管理项目授权书 申报单位（盖章）：炼钢二

6、室,M-1 测量系统分析,测量对象： 石墨坩埚的消耗量 样本数量： 消耗量数据32个 测量者： 数据记录员和数据抽查员 测量方法: 数据记录员进行数据统计，抽查员对数据进行抽 查，评估数据的不符率，以验证测量系统是否可 以信赖。,结论：由于不符率较高，此测量系统不可信赖， 经检查发现，各班组在统计坩埚用量时的 计数方式不统一，容易造成较大误差，急需快速改善。,M-1 测量系统分析,测量对象：标样的消耗量 样本数量：消耗量数据5个 测量者： 数据记录员和数据抽查员 测量方法: 数据记录员进行数据统计，抽查员对数据进行抽查，评估数据的不符率，以验证测量系统是否可以信赖。,结论：不符率为0，此系统可

7、以信赖,M-1 测量系统分析,测量对象： 氦气的消耗量 样本数量： 消耗量数据4个 测量者： 数据记录员和数据抽查员 测量方法: 数据记录员进行数据统计，抽查员对数据进行抽查，数据记录员 进行数据统计，抽查员对数据进行抽查，评估数据的不符率，以 验证测量系统是否可以信赖。,不符率=1.63% 结论：可以信赖,M-1 测量系统分析,测量对象：试剂的消耗量 样本数量：消耗量数据4个 测量者： 数据记录员和数据抽查员 测量方法: 数据记录员进行数据统计，抽查员对数据进行抽查，评估数据的不符率，以验证测量系统是否可以信赖。,结论：不符率为0，此系统可以信赖,M-2 试样分析流程图,M-2 试样分析CE

8、矩阵,M-2 试剂保存流程图,M-2 试剂保存CE矩阵,M-2 仪器维护流程图,仪器维护CE矩阵,M-2 氦气更换流程图,氦气更换CE矩阵,M-3 因果矩阵,M-3 因果矩阵,根据排列图筛选出分值大的X，共筛选出14项X。,筛选因子,M-4 FMEA潜在失效模式及后果分析,M-4 FMEA潜在失效模式及后果分析,M-4 FMEA潜在失效模式及后果分析,M-4 FMEA潜在失效模式及后果分析,M-5 快赢改善,改善项目:分析结果不稳定、炉头漏气、试剂管漏气 完成时间：2013年6月30日,M-5 快赢改善,改善项目：标样分析不稳 完成时间：2013年6月30日,M-5 快赢改善,改善项目：干燥剂

9、失效、试剂更换浪费、容器密封不严完成时间：2013年6月20日,M-5 快赢改善,改善项目：分析结果不稳定 完成时间：2013年6月30日,M-5 快赢改善,改善项目：载气漏气 完成时间：2013年6月25日,M-5 快赢改善,改善项目：载气漏气 完成时间：2013年6月25日,M-5 快赢改善,测量对象：石墨坩埚的消耗量 样本数量：消耗量数据32个 测量者： 数据记录员和数据抽查员 测量方法: 数据记录员进行数据统计，抽查员对数据进行抽查，评估数据的不符率，以验证测量系统是否可以信赖。,不符率=1.48% 结论：系统可以信赖,M-5 快赢改善,改善项目：测量系统 完成时间：2013年4月20

10、日,M-6 二次FMEA潜在失效模式及后果分析,M-6 二次FMEA潜在失效模式及后果分析,M-6 二次FMEA潜在失效模式及后果分析,M-6 二次FMEA潜在失效模式及后果分析,M-7 M 阶段小结,所有的x,筛选出显著因子,流程图,14 输入,FMEA,9 输入,快赢改善,6 输入,关键因子 3 个,A 阶段详细分析,普钢N分析仅靠氧氮仪完成,标样消耗还应进一步改善,试剂更换频繁，没有合理安排维护周期,A 阶段任务表,利用氮元素C管理样在光谱仪上进行工作曲线的建立工作，由下图可知，工作曲线线性良好，可用于氮元素的分析任务。,A-1 光谱分析法与气体分析法数据比对,A-1 光谱分析法与气体分

11、析法数据比对,数据的收集：根据普钢中N含量的成分范围在小于0.0040%范围内选取57个样本，进行两种方法的对比分析。,A-1 光谱分析法与气体分析法数据比对,配对 T 检验和置信区间: 光谱分析值, 热导分析值 光谱分析值 - 热导分析值 的配对 T N 平均值 标准差 平均值标准误 光谱分析值 51 0.002041 0.000442 0.000062 热导分析值 51 0.002008 0.000411 0.000058 差分 51 0.000033 0.000172 0.000024 平均差的 95% 置信区间: (-0.000015, 0.000082) 平均差 = 0 (与 0)

12、的 T 检验: T 值 = 1.39 P 值 = 0.172,P=0.1720.05，结合差值直方图可以看出平均差的 95% 置信区间为(-0.000015, 0.000082)，可以认为采用直读光谱法测定钢中氮结果与热导法结果无显著性差异。,A-1 光谱分析法与气体分析法数据比对,光谱仪氮分析精密度实验,方法 原假设 西格玛 = 0.00015 备择假设 西格玛 0.00015 卡方方法仅适用于正态分布。 Bonett 方法适用于任何连续分布。 统计量 变量 N 标准差 方差 变量 N 标准差 方差 低标（0.0012%） 70 0.000095 0.000000 高标（0.0085%） 7

13、0 0.000095 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差上限 方差上限 变量 方法 标准差上限 方差上限 低标（0.0012%） 卡方 0.000110 0.000000 高标（0.0085%） 卡方 0.000110 0.000000 Bonett 0.000105 0.000000 Bonett 0.000108 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 变量 方法 计量 自由度 P 值 低标（0.0012%） 卡方 27.58 69 0.000 高标（0.0085%） 卡方 27.55 69 0.000 Bonett 0.000 Bonet

14、t 0.000,从单方差的假设检验结果看出，P值均小于0.05，分析的精密度比要求的精密度小，可以满足生产所需。,A-2 C、S试样在不同重量下的分析结果,结论: C、S试样在不同重量下(0.5g、0.6g、 0.7g、0.8g）的分析平均值变化不大,A-2 C、S试样在不同重量下的分析结果,C%0.7g 与 C%0.8g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 C%0.7g 20 0.002290 0.000133 0.000030 C%0.8g 20 0.002250 0.000100 0.000022 差值 = mu (C%0.7g) - mu (C%0.8g) 差值估计值: 0.0

15、00040 差值的 95% 置信区间: (-0.000036, 0.000116) 差值 = 0 (与 ) 的 T 检验: T 值 = 1.07 P 值 = 0.291 自由度 = 35,双样本 T 检验和置信区间: C% 0.6g, C% 0.7g C% 0.6g 与 C% 0.7g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 C% 0.6g 20 0.002270 0.000195 0.000044 C% 0.7g 20 0.002290 0.000133 0.000030 差值 = mu (C% 0.6g) - mu (C% 0.7g) 差值估计值: -0.000020 差值的 95%

16、置信区间: (-0.000127, 0.000087) 差值 = 0 (与 ) 的 T 检验: T 值 = -0.38 P 值 = 0.707 自由度 = 33,双样本 T 检验和置信区间: C% 0.5g, C% 0.7g C% 0.5g 与 C% 0.7g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 C% 0.5g 20 0.002150 0.000289 0.000065 C% 0.7g 20 0.002290 0.000133 0.000030 差值 = mu (C% 0.5g) - mu (C% 0.7g) 差值估计值: -0.000140 差值的 95% 置信区间: (-0.000

17、286, 0.000006) 差值 = 0 (与 ) 的 T 检验: T 值 = -1.97 P 值 = 0.060 自由度 = 26,结论:称样量在0.5g、0.6g、0.7g、0.8g时，C元素的均值无变化,S%0.7g 与 S%0.8g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 S%0.7g 20 0.004500 0.000141 0.000032 S%0.8g 20 0.004475 0.000107 0.000024 差值 = mu (S%0.7g) - mu (S%0.8g) 差值估计值: 0.000025 差值的 95% 置信区间: (-0.000056, 0.000106)

18、 差值 = 0 (与 ) 的 T 检验: T 值 = 0.63 P 值 = 0.532 自由度 = 35,双样本 T 检验和置信区间: S% 0.5g, S% 0.7g S% 0.5g 与 S% 0.7g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 S% 0.5g 20 0.004450 0.000267 0.000060 S% 0.7g 20 0.004500 0.000141 0.000032 差值 = mu (S% 0.5g) - mu (S% 0.7g) 差值估计值: -0.000050 差值的 95% 置信区间: (-0.000188, 0.000088) 差值 = 0 (与 ) 的

19、 T 检验: T 值 = -0.74 P 值 = 0.465 自由度 = 28,双样本 T 检验和置信区间: S% 0.6g, S% 0.7g S% 0.6g 与 S% 0.7g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准误 S% 0.6g 20 0.004465 0.000198 0.000044 S% 0.7g 20 0.004500 0.000141 0.000032 差值 = mu (S% 0.6g) - mu (S% 0.7g) 差值估计值: -0.000035 差值的 95% 置信区间: (-0.000146, 0.000076) 差值 = 0 (与 ) 的 T 检验: T 值 =

20、-0.64 P 值 = 0.524 自由度 = 34,A-2 C、S试样在不同重量下的分析结果,结论:称样量在0.5g、0.6g、0.7g、0.8g时，S元素的均值无变化,C元素单方差检验,变量 N 标准差 方差 C% 0.8g 20 0.000167 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 C% 0.8g 卡方 0.000133 0.000000 Bonett 0.000108 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 C% 0.8g 卡方 20.68 19 0.355 Bonett 0.430,变量 N 标准差 方差 C% 0.7g

21、 20 0.000133 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 C% 0.7g 卡方 0.000106 0.000000 Bonett 0.000108 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 C% 0.7g 卡方 13.20 19 0.828 Bonett 0.954,变量 N 标准差 方差 C% 0.6g 20 0.000195 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 C% 0.6g 卡方 0.000155 0.000000 Bonett 0.000161 0.000000 检验 检验统 变量

22、方法 计量 自由度 P 值 C% 0.6g 卡方 28.20 19 0.080 Bonett 0.046,变量 N 标准差 方差 C% 0.5g 20 0.000289 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 C% 0.5g 卡方 0.000230 0.000000 Bonett 0.000226 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 C% 0.5g 卡方 62.11 19 0.000 Bonett 0.000,当标样重量减少到0.6g时，C元素的方差能够满足生产需要。 当标样重量减少到0.5g时，C元素的方差无法满足生产需要。 当

23、标样重量增加到0.8g时，C元素的方差能够满足生产需要。,C元素单方差检验,S元素单方差检验,变量 N 标准差 方差 S% 0.8g 20 0.000184 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 S% 0.8g 卡方 0.000146 0.000000 Bonett 0.000153 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 S% 0.8g 卡方 7.13 19 0.993 Bonett 1.000,变量 N 标准差 方差 S% 0.7g 20 0.000141 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限

24、 S% 0.7g 卡方 0.000112 0.000000 Bonett 0.000122 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 S% 0.7g 卡方 4.22 19 1.000 Bonett 1.000,变量 N 标准差 方差 S% 0.6g 20 0.000198 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 S% 0.6g 卡方 0.000157 0.000000 Bonett 0.000152 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 S% 0.6g 卡方 8.28 19 0.984 Bonett 1.00

25、0,变量 N 标准差 方差 S% 0.5g 20 0.000267 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 S% 0.5g 卡方 0.000212 0.000000 Bonett 0.000221 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 S% 0.5g 卡方 15.00 19 0.723 Bonett 0.886,当标样重量减少到0.6g时，S元素的方差能够满足生产需要。 当标样重量减少到0.5g时，S元素的方差能够满足生产需要。 当标样重量增加到0.8g时，S元素的方差能够满足生产需要。,S元素单方差检验,N分析数据收集,N含量,序

26、号,N标样在不同重量下的分析结果,N 0.5g 与 N 0.4g 的双样本 T N 均值 标准差 均值标准 N 0.4g 20 0.010070 0.000203 0.000045 N 0.5g 20 0.010025 0.000137 0.000031 差值 = mu (0.4) - mu (0.5) 差值估计值: 0.000045 差值的 95% 置信区间: (-0.000066, 0.000156) 差值 = 0 (与 ) 的 T 检验: T 值 = 0.82 P 值 = 0.417 自由度 = 33,当标样重量减少到0.4g时，N元素的均值无变化。,N元素单方差检验,当标样重量减少到0

27、.4g时，N元素的方差能够满足生产需要。,变量 N 标准差 方差 0.5g 20 0.000137 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 0.5 卡方 0.000109 0.000000 Bonett 0.000118 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 0.5 卡方 8.11 19 0.986 Bonett 1.000,变量 N 标准差 方差 0.4 20 0.000203 0.000000 95% 单侧置信区间 变量 方法 标准差下限 方差下限 0.4 卡方 0.000161 0.000000 Bonett 0.000166

28、 0.000000 检验 检验统 变量 方法 计量 自由度 P 值 0.4 卡方 17.73 19 0.540 Bonett 0.623,数据收集计划：两台设备更换时间对比。一台更换周期为7天，另一台逐步延长更换周期，同时做好更换记录，密切监测两台设备的对比情况，及时发现试剂失效的时间点。 目前我们已将其中TC-600的更换时间从7天延长到10天，并未影响到仪器的正常发报。,A-3 试剂失效期与工作量、使用时间的关系,A-3 试剂失效期与工作量、使用时间的关系,我们根据两管实际的作用不同，对两管试剂作分类维护。蓝圈内为进气过滤，试剂损耗较少，红圈内为分析气过滤，试剂损耗较多。因此我们将蓝圈内的

29、试剂更换时间延长到2个更换周期。若照此执行，实际消耗量将减少为原来的52.5%。,进气过滤,分析气过滤,A-5 快赢改善,改善项目：实际更换流程 完成时间：2013年9月20日,A-5 分析阶段小结,通过项目组的共同努力，对M阶段得出的3个X分别进行数据收集，利用六西格玛方法对数据进行了分析和统计，并根据分析结果实施了快赢改善项目。,标样的称量重量,试剂的更换,减少称样量易造成分析波动 变大，且标样分析涉及准确 度问题，经讨论后暂不改善,按照实验结果对试剂的更换周 期进行延长，对更换方式 进行了优化,I-1 重要因子改善计划,在A阶段，经过对M阶段找出的3个因子进行分析讨论后，基于生产方面的准

30、确性考虑，对标样分析这一因子暂不进行改善，对试剂更换周期进行了快赢改善，对于光谱法分析这一因子进行着重改善。,I-2 光谱分析氮元素日常维护流程图,检查密封圈、气路接头滤芯是否破损,I-2 光谱分析氮元素日常维护失效模式,I-2 光谱分析氮元素流程图,I-2 光谱分析氮元素失效模式,I-2 光谱分析氩气更换流程图,I-2 光谱分析氩气更换流程图,I-4 光谱分析氮元素操作规程,1、光谱仪的日常维护 每天必须打开激发架对激发架内部、“o”形环等关键器件进行彻底清理，更换石英杯，清理灰桶，并用压缩空气气枪对光谱仪整个气路进行吹扫、吸灰； 每天中、夜班必须对灰桶清灰。在装配灰桶的过程中，必须保证桶盖

31、密封不漏气，灰桶进出口导管必须进行确认。,I-4 光谱分析氮元素操作规程,2、 光谱仪的点检,I-4 光谱分析氮元素操作规程,3、标样的分析 适用范围：N元素光谱分析只能用于普钢的分析。严禁用于硅钢N元素的发报。 高低标设置：目前化验室光谱分析用高低标分别为WG02（低标）和GBW11188（高标）；,确认周期的设定 以1小时为周期连续测定两样本A和B，并绘制预控制图，数据见表：,I-4 光谱分析氮元素操作规程,采样频率=146（小时)=2.33(小时） 因此标样的确认周期定为2小时。,I-4 光谱分析氮元素操作规程,4、生产样比对分析 班组接班完成N元素高低标分析后，应随机挑选两枚生产样品进

32、行红外气体分析，并与氧氮仪分析结果比对。 若与光谱仪分析结果未超差（允许差值为氧氮仪分析结果的15%，例如氧氮仪分析值为40ppm，允许差为6ppm），证明光谱分析结果准确可用于生产样分析。 若比对结果超差则必须跟技术人员反应，由技术人员查找具体原因，超差原因未找到并解决前绝对不允许采用此台光谱进行N元素发报。,I-4 光谱分析氮元素操作规程,I-4 光谱分析氮元素操作规程,5、异常情况处理 N元素分析结果偏高处理：N元素光谱分析结果在0.0045%以上，或高于要求上限导致钢中N元素不合格的，必须用氧氮仪复验。 当一台光谱仪出现氮元素分析异常（严重偏高或偏低、B管理结果偏差巨大），立即用氧氮仪发报，同时查找原因。可能的原因有：氩气气压下降；灰桶或者激发台没有安装好，存在漏气；氩气中含有杂质，需要更换净化器。 在清理气路或者