滕州卷烟厂 山东滕州 277500
摘要：现切梗丝机后的梗丝合格率较低，未能达到工艺要求，为提高梗丝质量，摸索影响梗丝厚度的关键因素，对因素进行显著性检验；并对显著性因素回归分析、DOE试验，确定显著性因素的优化参数，并进行改进效果验证，提高梗丝合格率。
关键字：梗丝合格率、回归分析、DOE试验
背景
1.1 现状分析
生产稳定后，检验员每天对经切梗丝机后的每个牌号的梗丝进行取样，测试其合格率（甲类梗丝、乙类梗丝厚度中心值分别为0.13mm、0.18mm，双边允差0.03mm，在允差范围内视为合格，否则为不合格）。现合格率分别为：甲类梗丝93.3％ 乙类梗丝86.7％，甲类梗丝、乙类梗丝的合格率较低。
1.2 现状调查
经对10批梗丝厚度进行正态性分析发现，p=0.094＞0.05，梗丝厚度为正态分布，确定了本次课题使用工具，且项目的改进方向是降低均值，减小波动，降低不合格率，提高过程能力。
原因分析
通过对潜在原因探索，确定潜在因素：刀辊转速、贮梗时间、定量带频率、切丝厚度（切梗丝机操作屏设定的切丝厚度）。并对上述四项因素均进行单因子方差分析，判断其对梗丝厚度的影响程度。
乙类梗丝厚度与刀辊转速 | |||||
来源 | 自由度 | SS | MS | F | P |
刀辊转速 | 2 | 0.0059800 | 0.0003147 | 9.94 | 0.00 |
误差 | 17 | 0.0003167 | 0.0000317 | ||
合计 | 19 | 0.0062967 | |||
S=0.005627 | R-Sq=94.97％ | R-Sq（调整）=85.42％ | |||
甲类梗丝厚度与刀辊转速 | |||||
来源 | 自由度 | SS | MS | F | P |
刀辊转速 | 2 | 0.0049833 | 0.0002623 | 15.74 | 0.00 |
误差 | 17 | 0.0001667 | 0.0000167 | ||
合计 | 19 | 0.0051500 | |||
S=0.004082 | R-Sq=96.76％ | R-Sq（调整）=90.61％ | |||
甲类、乙类梗P值均小于0.05，刀辊转速对梗丝厚度影响显著。
同理，甲类、乙类梗607定量带频率P值为0.001，甲类、乙类梗切丝厚度P值分别为0.005、0.032，均小于0.05，对梗丝厚度影响显著。
梗柜用于存贮浸润后的烟梗，贮梗时间是贮梗过程中的主要参数。通过调整水洗梗加水量控制烟梗水分，由于烟梗贮梗时间的变化（4-24h)，随着时间推移，烟梗水分受环境温湿度影响发生变化，导致切梗水分超标。
为了找到切梗水分、加水量与贮梗时间的关系，我们抽取33批次乙类梗进行广义回归分析试验。回归方程结果：
切梗水分=31.456+0.038贮梗时间-0.0124加水量
同理，甲类梗丝切梗水分=32.7534+0.0465423贮梗时间-0.1843536加水量
改进措施
序号 | 改进因素 | 改进思路 |
1 | 贮梗时间变化大 | 根据方程获得压梗时间与加水量的对应关系表 |
2 | 刀辊转速偏低 | DOE实验设计参数改进 |
3 | 607定量带频率设置不合理 | |
4 | 切丝厚度设置不合理 |
3.1烟梗贮梗时间变化大
将切梗水分30%，梗柜压柜时间4-24h分别带入甲程，获得压柜时间与加水量的对应表。
甲类梗：
贮梗时间 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
加水量 | 130 | 133 | 136 | 139 | 143 | 146 | 150 | 153 | 157 |
贮梗时间 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
加水量 | 161 | 165 | 169 | 172 | 175 | 179 | 183 | 186 | 191 |
乙类梗：
贮梗时间 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
加水量 | 158 | 160 | 163 | 165 | 169 | 172 | 174 | 176 | 179 |
贮梗时间 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
加水量 | 181 | 183 | 186 | 188 | 191 | 193 | 196 | 198 | 201 |
根据每份烟梗贮柜时间，按照对应表进行加水量的设定，保证切梗水分，从而提高切丝质量。
3.2三因子 DOE分析
对刀辊转速、607定量带频率、切丝厚度采用三因子两水平试验方案。
变量 | 低水平 | 高水平 |
刀辊转速（r/min） | 400 | 520 |
607定量带频率（Hz） | 41 | 43 |
切丝厚度（mm） | 0.16 | 0.18 |
删去非显著项，进行二次DOE分析，试验结果如下：
删减模型残差正常，拟合效果很好，且无失拟现象。最优解如下：
响应优化 | ||||||
参数 | 目标 | 下限 | 望目 | 上限 | 权重 | 重要性 |
梗丝厚度 | 望目 | 0.15 | 0.18 | 0.21 | 1 | 1 |
整体解 | ||||||
刀辊转速（r/min） | 607定量带频率（Hz） | 切丝厚度（mm） | ||||
460 | 42 | 0.17 | ||||
预测的响应 | ||||||
梗丝厚度（mm） | 合意性 | 复合合意性 | ||||
0.182 | 0.933333 | 0.933333 | ||||
同样采用DOE实验设计对甲类梗刀辊转速、607定量带频率、切丝厚度三个切丝参数进行改进。获得最优参数组合：
刀辊转速=480r/min 607定量带频率=42HZ 切丝厚度=0.13mm
效果验证
4.1显著性因素的改进验证
改进后切梗水分％ | 改进后切梗水分％ | ||||
序号 | 甲类梗 | 乙类梗 | 序号 | 甲类梗 | 乙类梗 |
1 | 30.183 | 29.691 | 6 | 30.219 | 30.164 |
2 | 29.991 | 30.142 | 7 | 30.142 | 30.107 |
3 | 30.012 | 30.015 | 8 | 30.103 | 30.111 |
4 | 30.873 | 30.102 | 9 | 30.216 | 29.962 |
5 | 29.899 | 29.938 | 10 | 30.027 | 30.102 |
改进后甲、乙类梗切梗水分控制稳定。生产甲、乙类梗丝时刀辊转速较稳定，对其他一些关键点进行检查监控，均在指标控制范围内，无异常现象。
4.2梗丝合格率受控情况
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
乙类梗丝合格率% | 97 | 97 | 97 | 98 | 98 | 97 | 97 | 96 | 98 | 97 | 98 | 97 |
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
甲类梗丝合格率% | 98 | 97 | 98 | 97 | 98 | 98 | 98 | 99 | 98 | 97 | 98 | 98 |
甲、乙类梗经改进后，梗丝合格率均提高到97％以上，大大提高了梗丝合格率。
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