1、應用在線SPC技術精準控制液體定量包裝商品灌裝凈含量2022-3-4航天的伙伴 我們的伙伴Aerospace partners our partners.世界最大的能源化工公司之一1. 走向國際的中國石化 2008年加油站數量29062座,列中國第一位,世界第三位 2008年原油加工1.68億噸,列中國第一位,世界第三位 2008年乙烯產量629萬噸,列中國第一位,世界第五位2. 專業化運營的潤滑油公司中國石化油品勘探與生產油品煉制與化工油品銷售石化工程與設計研究控股與合資企業及其他29000個加油站13個大型油品勘探與開采企業26個大型油品煉制與化工企業20個省級油品與化工銷售企業6家專業研

2、究院12家公司中國石化潤滑油中國石化潤滑油中國石化潤滑油公司 全球第四大潤滑油品牌 亞洲第一大潤滑油品牌 2009年銷售132萬噸，占中國中高檔潤滑油市場的1/3 中國最大的高檔潤滑油產銷集團豐富的產品線：生產21大類，2000多個品種的油品，廣泛應用于各行業高精度的生產系統亞洲最大管亞洲最大管匯輸油系統匯輸油系統高速制桶高速制桶罐裝一體罐裝一體化生產線化生產線同步計量調同步計量調合系統合系統（SMB）中國石化潤滑油分公司秉承“每一每一滴油都是承諾滴油都是承諾”的社會責任，貫徹落實“質優量足，客戶滿意質優量足，客戶滿意”的質量方針，通過技術創新，管理創新，在計量管理上精益求精，確保定量包裝產品

3、滿足或嚴于國家標準要求，維護消費者權益。 在保證客戶權益的前提下，降低生產成本，控制灌裝過程計量損失，為此引入了SPC控制技術，在潤滑油灌裝系統中對定量包裝凈含量進行精準控制。3.在線SPC技術的導入傳統統計過程控制技術及其局限性的分析傳統統計過程控制技術及其局限性的分析1在線在線SPC技術的應用技術的應用2客戶投訴信息匯總與分析客戶投訴信息匯總與分析運用運用在線在線SPC技術技術預警功能診斷異常模式預警功能診斷異常模式持續提高過程控制能力持續提高過程控制能力3在線在線SPC技術技術應用效果評估應用效果評估和推廣前景和推廣前景4客戶投訴信息匯總與分析客戶投訴信息匯總與分析質量或體積定量包裝商品

4、的標注凈含量 (Qn) g或ml允許短缺量(T) * g或mlQn的百分比g或ml0509501004.51002004.5200300930050035001000151000100001.5100001500015015000500001總局75令定量包裝商品凈含量計量監督管理辦法（2005）中關于凈含量要求：“單件定量包裝商品的實際含量應當準確反映其標注凈含量。標注凈含量與實際凈含量之差不得大于規定短缺量”，“批量定量包裝商品的平均實際凈含量應當大于或等于其標注凈含量”，即檢驗批實際含量均值不得出現負偏差；國家法律法規對定量包裝商品凈含量的要求12345灌裝灌裝抽檢抽檢統計統計分析分析S

5、PC作業作業指導書指導書灌裝操灌裝操作規程作規程SPC作業作業指導書指導書傳統SPC應用流程X X 1 1 X X2 2 X X3 3 X X4 4 X X5 5 x第一部分：傳統統計過程控制技術及其局限性的分析 數據分析滯后，發現問題進行干預時情況可能已經變化，同時追溯困難，存在較大風險； 人工抽檢勞動強度大，效率低，在高速生產時尤其明顯； 抽檢過程難于將包裝物空皮去除，通過抽檢毛重間接獲取凈含量，勢必將空皮誤差帶入計量結果中，致使數據失真，可能造成誤調整； 抽檢面對過程，難于顧及所有產品； 對于多頭灌裝設備，區分灌裝頭分析調節困難，系統整體計量精度控制困難增加； 進一步控制減少變差，降低損

6、失，出現瓶頸；項目項目人工描點人工描點SPC控制控制在線在線SPC控制控制實時控制性能實時控制性能無可實現全檢或抽檢全檢或抽檢抽檢，有漏檢的風險全檢能否分灌裝頭控制能否分灌裝頭控制 難度較大可以追溯性追溯性差大容量數據庫，追溯性強人工效率人工效率10%15%人/天高，計算機操作過程控制能力過程控制能力(Cpk)抽檢樣本中較高值和較低值形成均值，掩蓋真實情況，造成Cpk虛高真實，并且可實現持續提高人工描點SPC控制與在線SPC控制優劣性能比較在線在線SPC系統結構圖系統結構圖第二部分：在線SPC技術的應用稱重儀表稱重儀表多通道串口數據采集卡實時數據采集軟件SPC數據分析軟件結果展示稱重儀表稱重儀

7、表稱重儀表在線系統理論流程圖在線系統理論流程圖流程性材料應用在線SPC技術特點“批量定量包裝商品的平均實際含量應當大于或等于其標注凈含量”；即批量包裝產品的平均凈含量不允許出現負偏差，這是液體灌裝產品與機加工產品控制對象的顯著區別。為了滿足液體灌裝產品的特殊要求，除了向聯鎖系統輸入以上信息外，還需要設置規范限、目標值、從控制圖判異準則中選擇適應液體凈含量需要的判異準則。降低風險采取的措施為避免出現平均偏差為負而重新設定的目標值，導致損失增加運用在線SPC技術，不斷提高過程控制能力，在保證均值不出現負偏差的條件下，盡量降低正偏差，提高企業利潤空間，降低灌裝成本。控制圖中對目標值的設置控制圖中對規

8、范限的設置規范限又稱容差，包括規范上限和下限，是過程控制對象所允許的偏差，規范限的設置應根據控制對象的國家技術規范以及企業規定而定，同時要考慮過程穩定狀態下的波動情況?？刂茍D中對控制限的設置控制限是過程的實際波動情況，根據生產實際數據計算得出，用于判定過程是否穩定。控制圖中對判異準則的設置在控制圖的國家標準八種判異準則中，結合液體灌裝產品與機加工行業控制的不同特點，設置的判異準則，要能體現對不合格的預警提示、連續高偏差和低偏差的提示、出現增大或減少趨勢的提示等幾種情況。因此，設置的判異準則有：模式1，點出界就判異；這是對要出現不合格的預警提示。模式2，連續9點落在中心線同一側；這是對連續高偏差

9、和低偏差的提示。模式3，連續6點遞增或遞減；這是出現增大或減少趨勢的提示。不設置的判異準則有：模式4，連續14點中相鄰點交替上下；是機械行業中兩種設備交替使用所致，在液體灌裝中不存在，因此不適合液體灌裝過程；模式5、模式6、模式7、模式8的點均在控制限以內，即使出現也不能表明產品有不合格趨勢，或者高偏差、低偏差以及增大或減少的趨勢，不做為液體灌裝在線控制的判異準則使用。判異準則設置在線SPC技術控制圖和能力分析圖第三部分 應用在線SPC技術提高過程控制能力具體影響因素及措施改進之一 人為因素描述：由于手動人工尋口的過程，工作人員責任心不強，工作不細致，偶爾會出現灌裝頭與灌裝口對不準，剮蹭桶口邊

10、緣，使灌裝計量不精確.灌裝頭與灌裝口邊緣剮蹭措施：加強操作人員培訓。工藝人員對操作人員在人工巡口操作方面進行培訓，提高人工巡口環節的操作能力，避免灌裝頭與桶口剮蹭，杜絕邊進行桶口對中邊啟動循環操作的現象發生。同時，進一步加深操作人員對設備操作的認知，使其理解操作環節對計量過程造成的影響。雖然僅有一點，但是對Cpk的影響很大灌裝頭與灌裝頭對準在線SPC系統成圖表現描述：經過分析，設備方面的異常，主要存在于灌裝機的灌裝單元和計量設備；如灌裝噴嘴松動；壓力機件破損、疲勞失效；灌裝秤失衡，稱與自身設備間的剮蹭；計量秤的傳感器的失靈等；對于設備方面的異常引起的波動，一般在線SPC系統的表現為數據的連續波

11、動。針對設備方面的措施主要是重點加強對設備主體及計量控制單元的預防性維護與保養。影響因素及措施改進之二 設備方面灌裝機關鍵部件比較典型的設備異常在線SPC系統成圖表現在線SPC系統診斷設備異常的經典案例 1描述：在灌裝過程查看數據曲折圖，顯示灌裝波動較大。停車通知設備組進行排查原因，發現灌裝頭出口位置松動，造成密封不嚴。密封不嚴，使灌裝結束后會繼續滴油，使灌裝量偏高，由于設備本身具有灌裝補償功能，所以導致隨后灌裝過程波動較大。擰緊灌裝頭出口后，密封良好，之后灌裝穩定。影響因素及措施改進之二 設備方面灌裝頭出口松動在線SPC系統診斷設備異常的經典案例 2描述：灌裝過稱重中，發現在線SPC系統成圖

12、出現設備異常的典型數據波動，甚至出現超出規范線的點，使生產無法正常進行。停車后，通知設備組進行排查，發現灌裝秤的傳感器失靈，更換傳感器后設備恢復正常。影響因素及措施改進之二 設備方面灌裝秤傳感器異常在線SPC系統診斷設備經典案例 3（引用在線SPC系統在20L-9線的經典案例）描述：20L-9線為五個灌裝頭同時灌裝。灌裝當天，灌裝過程穩定，灌裝人員發現灌裝出桶速度較慢，隨即班長通過在線SPC系統的單個灌裝頭的數據曲折圖進行分析，發現其中3號灌裝頭的波動較大，班長通知維修班進行維修。隨后，維修人員對3號灌裝頭進行觀察，發現灌裝過程汽缸動作稍有異常，與其他灌裝頭比較略微有延遲，停車后對該灌裝頭進行

13、拆卸，發現灌裝頭內部彈簧已經斷裂，更換彈簧后，灌裝線恢復正常。該案例證明在線SPC系統對設備異常的反應是十分靈敏和準確的，大大提高分析設備異常原因的效率。影響因素及措施改進之二 設備方面3號灌裝頭描述：輸送介質壓力差異，灌裝參數設置不合理，在一定程度上影響灌裝計量；在線SPC的成圖表現為典型設備異常波動圖。通過基本原理圖分析，在灌裝速度較快時，油品會對桶底產生向下的沖擊力，精灌量設置較小的時候，雖然灌裝速度提高了，但是，由于速度過快、精灌量太小，很快結束精灌階段，沒有起到穩定過程的作用，所以粗灌與精灌量的參數設置極為重要。影響因素及措施改進之三 物料與方法基本原理圖措施：探索建立不同牌號油品的

14、灌裝溫度與精灌參數的關系曲線，初步確認溫度在40時的精灌參數,使精灌過程的時間合理，保證灌裝結束穩定（如右側表格）。灌裝頭溫度溫度黏度等級黏度等級精灌量設置精灌量設置40TSA32TSA468-10kg40DAB100 DAB1505kgNo 05灌裝方案灌裝方案1 1粗灌：粗灌：10秒秒精灌：精灌： 3秒（柱流）秒（柱流）No 05灌裝方案灌裝方案2 2粗灌：粗灌：9秒秒精灌：精灌：6秒（涓流）秒（涓流）No 05灌裝方案灌裝方案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) 建立在線SPC控制圖異常模式數據庫技術手段：在線SPC技術控制圖和過程能力指數分析途徑：引入TS16949質量體系五大工具之PFMEA；目的：提高異常模式快速診斷和處理的正確性、及時性。第四部分 應用在線SPC技術效果評估00.511.522.533.5123456789101112131415161718cpk值2012年8月均值變化趨勢降低正偏差22g16kg產品凈含量平均16.025kg降至16.003kg，每桶降0.022kg，按產量898684桶，噸產品產本10015.71元/噸創造效益：0.022 98684/10000010015.71=19.8萬應用在線SPC技術經濟效益分析提高工作效率，降低