1、應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)監(jiān)控新購啤酒瓶滿口容量王加春(福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司， 惠安，362100)啤酒在灌裝后，其液面到瓶蓋之間的容量為剩余空間，剩余空間與公稱容量之比為頂隙率，由于啤酒富含CO2氣體，剩余空間起重要的緩沖作用。啤酒瓶標(biāo)準(zhǔn)GB45441996對640mL瓶的滿口容量規(guī)定為670±10mL，啤酒標(biāo)準(zhǔn)GB49272001規(guī)定啤酒定量包裝不允許有負(fù)偏差，當(dāng)啤酒瓶滿口容量為下限660mL時，頂隙率下降為3左右，剩余空間緩沖作用減弱，很容易出現(xiàn)爆瓶或漏氣現(xiàn)象。考慮到啤酒在灌裝、巴氏殺菌、貯存、運輸、飲用過程中，環(huán)境溫度及振蕩等因素的影響，頂隙率更要保證。為此我公司凈含量620mL

2、滿口容量規(guī)定為660±10mL，確保頂隙率在6.4以上，把爆瓶率降低到最低限度。Minitab統(tǒng)計軟件為質(zhì)量改善和概率應(yīng)用提供準(zhǔn)確和易用的工具。Minitab被許多世界一流的公司所采用，包括通用電器、福特汽車、通用汽車、3M、霍尼韋爾、LG、東芝、諾基亞、以及Six Sigma顧問公司。作為統(tǒng)計學(xué)入門教育方面技術(shù)領(lǐng)先的軟件包，Minitab不僅在統(tǒng)計教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，在企業(yè)中也發(fā)揮著積極的作用，它向企業(yè)提供了準(zhǔn)確、實用的工具，幫助企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制、實驗設(shè)計、可靠性/殘差分析以及常用統(tǒng)計分析，是一個很好的質(zhì)量管理和質(zhì)量設(shè)計的工具軟件，更是持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)的良好工具軟件。下面談一談如何

3、利用此軟件進(jìn)行新購啤酒瓶滿口容量監(jiān)控（以凈含量620mL滿口容量規(guī)定為660±10mL為例）：作為管理者，需要通過X和R圖來監(jiān)控這些特性。一個月里，對啤酒瓶滿口容量數(shù)據(jù)以每5個為一組進(jìn)行了收集，具體數(shù)據(jù)見圖1。圖1這就是一個月里所收集到的數(shù)據(jù)。注意到第一列，它包含了100個觀測值（20個樣本，每樣本5個數(shù)據(jù)，單位是毫升。步驟一、用R圖檢查一下范圍。首先生成一個管理圖看看樣本數(shù)據(jù)里啤酒瓶滿口容量范圍情況。我們希望樣本數(shù)據(jù)的范圍離中心值（估計的平均值）不要太遠(yuǎn)以免出現(xiàn)大的變動。1.選擇統(tǒng)計控制圖子組的變量控制圖R圖22.在“圖表的所有觀測值均在一列中”中輸入滿口容量。3.在“子組大小”中

4、，輸入5。點擊“確定”。圖3此R圖（見圖3）所顯示出并沒有任何點超出規(guī)格。注意到中心線在14.30mL處，比所給的最大值±10要大得多。說明工序存在很大的變動。步驟二、用Xbar圖對特殊原因測試。生成一個X-bar圖看看滿口容量是否存在超出規(guī)格的問題。另外，使用Minitab的“對特殊原因進(jìn)行所有檢驗”命令來找出變動的特殊原因。1.選擇統(tǒng)計控制圖子組的變量控制圖Xbar。圖42.選擇“圖表的所有觀測值均在一列中”，輸入滿口容量。3.在“子組大小”中，輸入5。4.點擊“Xbar選項”。圖55.點擊“檢驗”，選中“對特殊原因進(jìn)行所有檢驗”。6.點擊“確定”兩次。圖6此X-bar圖表明工序

5、超出規(guī)格。尤其是有一點在檢驗1時出錯，有兩點在檢驗6時出錯。在會話窗口中，說明了這些檢驗表示的意思。7.選取窗口會話。檢驗1：1個點，距離中心線超過3.00個標(biāo)準(zhǔn)差。檢驗出下列點不合格：8檢驗6：5點中有4點，距離中心線超過1個標(biāo)準(zhǔn)差（在中心線的同一側(cè)）。檢驗出下列點不合格：12，13此工序有一點離中心線超出3 sigma，4/5的點離中心線1 sigma之外（在中心線的一邊）。既然問題已經(jīng)確實存在，下面應(yīng)當(dāng)找出原因和解決的辦法。不幸的是，抽樣計劃并沒有對問題精確的在哪里、什么時候發(fā)生作出具體的說明，因為每個班次只抽取了一個樣本。好的計劃應(yīng)當(dāng)是在問題的解決階段每個班次多抽取幾個樣本。在特殊原因

6、找到并解決之后再轉(zhuǎn)換到監(jiān)控階段。因此，從這些數(shù)據(jù)可以知道能得到什么了。步驟三、生成正態(tài)曲線的直方圖。直方圖的正態(tài)曲線是一種檢查變量分布的有用方法。1.選擇統(tǒng)計基本統(tǒng)計量顯示描述性統(tǒng)計（見圖7）。2.在“變量”中，輸入滿口容量。3.點擊“圖形”，出現(xiàn)一個對話框。4.選中：“數(shù)據(jù)直方圖，包含正態(tài)曲線”（見圖8）。5.點擊“確定”兩次。一般說來，我們希望像滿口容量這樣的變量服從正態(tài)分布。在這里，直方圖近似于鐘形（見圖9）。剛才所生成的直方圖當(dāng)然不是很好的鐘形。實際上，從650，655，665高峰開始呈現(xiàn)出兩個獨立的、明顯不同的分布。檢查記錄清單發(fā)現(xiàn)啤酒瓶供應(yīng)商有兩家，現(xiàn)在開始明白為什么會出現(xiàn)這樣奇怪

7、的直方圖了。所以決定從兩家供應(yīng)商獲得測定值并對每批數(shù)據(jù)單獨運行X和R圖。每家供應(yīng)商的數(shù)據(jù)都保存在供瓶商1列和供瓶商2列中（見圖1）。圖7圖8圖9步驟四、同時顯示Xbar和R圖。1、選擇統(tǒng)計控制圖子組的變量控制圖XbaR圖102.選擇“圖表的所有觀測值均在一列中”，輸入供瓶商1。3.在“子組大小”中，輸入5。點擊“確定”兩次。圖11盡管平均值是657.74，而不是660，供瓶商1的平均值和極差看上去都在管理范圍之內(nèi)。極差的平均值是6.70mL。另外，對供瓶商2進(jìn)行估算。對于供瓶商2和供瓶商一樣，使用同樣的管理圖。操作步驟同上，只不過在“圖表的所有觀測值均在一列中”一欄下面，輸入供瓶商2，其余的不

8、變。圖12供瓶商2的X-bar圖（見圖12）反映出有問題。從這個圖上，可以看出有兩點超出管理上限。R圖沒有顯示出工序超出管理，然而，中心線是19.45，幾乎是供瓶商1的3倍。從長遠(yuǎn)來看，應(yīng)當(dāng)?shù)鹊焦┢可?生產(chǎn)的啤酒瓶在管理范圍之內(nèi)時才采用供瓶商2。對于供瓶商2，應(yīng)當(dāng)與其合作，共同減小變動到可接受的水平。步驟五、準(zhǔn)備工序能力分析。圖13只采用供瓶商1，使得變動大為減小。從包裝線上下來不符合要求的瓶數(shù)明顯降低，但是問題沒有完全消除。決定進(jìn)行能力分析，看看供瓶商1是否符合內(nèi)控規(guī)格660±10mL。進(jìn)行工序能力分析之前，工序必須可控。管理圖表明，由于措施得力，工序現(xiàn)在在管理范圍之內(nèi)。同時還希望

9、啤酒瓶的滿口容量服從正態(tài)分布。現(xiàn)在由直方圖檢驗其正態(tài)性。現(xiàn)在看看供瓶商1的啤酒瓶滿口容量的分布。1.選擇統(tǒng)計基本統(tǒng)計量顯示描述性統(tǒng)計。2.在“變量”中，輸入供瓶商1。3.點擊“圖形”，出現(xiàn)一個對話框。4.選中：“數(shù)據(jù)直方圖，包含正態(tài)曲線”。5.點擊“確定”兩次。此直方圖（見圖12）比較令人滿意，不象以前那樣，再沒有多個尖蜂。圖14圖15步驟六、進(jìn)行工序能力分析。1.選擇統(tǒng)計質(zhì)量工具能力分析正態(tài)。2.選中“單列”輸入供瓶商1。3.在“子組大小”中，輸入5。4.在“規(guī)格下限”中，輸入650。5.在“規(guī)格上限”中，輸入670。（見圖14）6.點擊“選項”。7.在“目標(biāo)（添加Cpm到表格）”中，輸入6

10、60。（見圖15）8.點擊“確定”兩次。圖16從上面這個圖形可以看出，工序的平均值與目標(biāo)值不足，中心值落在目標(biāo)值的左邊。曲線的左邊尾部落在了下限以外。因此，有些啤酒瓶不符合最低規(guī)格650mL。我們再看看文字性的統(tǒng)計說明。Cpk指數(shù)表明工序能否在公差范圍內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)。如果Cpk指數(shù)為1，意味著工序恰好符合規(guī)格；小于1說明超出規(guī)格。理想情況下，希望Cpk 遠(yuǎn)大于1，因為這個指數(shù)越大，表明工序越好。供瓶商1的Cpk指數(shù)只有0.9，表明需要減小變動，靠近目標(biāo)值。啤酒瓶企業(yè)定點配套供瓶給啤酒企業(yè)，固定供需雙方，密切合作更有必要。這樣可使啤酒瓶質(zhì)量得到不斷提高，使之成為啤酒企業(yè)良好的啤酒瓶供應(yīng)基地。容量規(guī)格大于640mL的啤酒瓶，液位線位置(也就是剩余空間)滿足了外觀要求，頂隙率會低于45，很容易爆瓶；而規(guī)格容量小于640mL的啤酒瓶，頂隙空間既容易滿足外觀要求，頂隙率又能保證在5以上，加上瓶身外徑小，瓶子本身耐內(nèi)壓強度又好，所以爆瓶率很低，產(chǎn)品安全性就高。建議啤酒廠盡量選擇小容量的啤酒瓶。新修訂啤酒瓶標(biāo)準(zhǔn)討論稿中，不再單獨對有效容量640mL提出具體的規(guī)格尺寸，按啤酒瓶的不同滿口公稱容量規(guī)定了相應(yīng)的容量相對公差和絕對公差，有利于引導(dǎo)啤酒容量向小型化發(fā)展。以上只是應(yīng)用Mi