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21世纪过程管理使用基于SPC的制造分析(下)

供稿:工控网 2008/7/11 10:51:00

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The following examples illustrate how SPC-based Manufacturing Analytics is being implemented to get real benefits and improve the operating process.

案例分析
下面的例子说明基于SPC的制造分析如何实施以得到实际的利益和改进操作过程。


软包装-离线和在线的实时SPC分析支持连续改进方案
一个大的国际软包装制造商为不同食品工业客户生产类似形式的许多不同产品。每个客户的产品规格略有不同,为满足供应链的需求,针对这些规格对生产严密监控是必须的。一旦生产线开始运行,目标是保持生产线的运行,并只对设备做必要的改动以保证产品符合规格。
在实时的基础上,用电子技术采集测量样品,使用SPC分析,然后向操作者提交结果,一个很基本的 “in or out” /控制视觉显示器,操作者能够检测并做出适当的调整,以保持生产线运行,实现减少偏差和减少返工的产品。


操作者和质量检查员直接从这个界面上获得有用的信息。他们能够看到历史数据总结,以及分析过程的实时SPC图表。这些特定作用的报告使工作人员能够完整的访问标准操作程序,并且支持统一的工作流程。
SP[C被用来建立过程控制的极限并且支持质量控制的主动行为。工程师用软件做过程研究,并且使工作过程的能力成为规范。这个方法是连续过程改进计划的一部分,以期减少偏差,降低废品率,并减少产品过剩。


作为主动的使用SPC的结果,工厂已经能够在生产过程中改进操作,限制重量的偏差。在过去两年,测量目标重量和实际重量的差别,定出基准。测量结果表明,自该计划开始,累积的成本节省,超过二十万元美元。

 
食品安全-SPC分析用于早期预测
一个家禽处理工厂监控规定的细菌,例如大肠杆菌、沙门氏菌属。当病菌水平超过限定,要采取行动既费时而且代价很高。超出安全水平的事情可能很快发生,只有很少的时间可以做出纠正行动。任意设定“反应”限制可以在假阳性和丢失信号之间取得平衡。
事实上,他们积极地使用SPC和积极地管理过程,使得快速和知情的反应成为可能。使用基于SPC的制造分析,在不稳定过程的早期,检测事件和样品的违规结果,预测类似的事件,避免重复发生,具有行为校正和改善过程的能力。
通过使用连续过程改进,在注意病菌水平的情况下,家禽工厂能够获得非常高的生产能力(CPK=12.2)(译者注:CPK 综合过程能力指标Complex Process Capability index)。这提供了大量的生产净空高度。因为高性能的过程管理,当过程有不稳定的事件发生时,工厂有充足的回旋余地,并且当工程师让过程回到控制之后,可以连续生产合乎卫生的食品。


食品包装-使用SPC分析来管理联合包装机的性能
一个乳制品加工设备使用SPC分析监控产品的填充重量。他们用SPC控制图表来监控KPI值,而同时又监控着填充重量和最大允许偏差(译者注:MAV Maximum Allowable Variation)的比值。这就可以使他们在最大化产量的同时,控制 MAV 的违规风险。
乳制品厂使用联合包装机包装某些特色产品。乳制品厂鉴定联合包装机,用SPC评估其过程可靠性和能力满足规格说明 。生产灌注重量被定期采集并且SPC报告的结果提交乳制品厂,作为其供应链质量管理的一部分。
因为供货商和客户都使用相同的分析方法和图表,他们可以更有效的合作以改进过程和增加效益。除此之外,乳制品厂可以使用联合包装机的品质,做到管理其标签重量合乎规定。
OEE(全局设备效率)- 使用SPC以使OEE计算有效
SPC和过程能力方法提升OEE的价值和适用性。OEE的KPI能够像任何其他过程参数一样对待,具有趋势和能力的监控和分析。使用SPC方法分析并且将OEE的数值制作成图表,比管理仪表板上的一个简易信号指示灯能提供更多的诉求信息。不仅SPC图表和趋势分析为OEE的KPI提供更多更好的决策支持,你还可以深入研究单独的OEE组成要素的行为状态,可以得到的,性能和产量。


KPI组成要素分析
一家工厂使用大的连续运行的加热炉,需要发展一个有意义的和可靠的KPI,其组成包括财务、运营和参数测量,达到精确反映能量成本。现有的KPI系统无法监控所有必要的组成要素的变量值和视觉显示KPI,例如运行中可能反应早期变化的迹象。
依据 MA(译者注:MA 移动平均线 Moving average),使用SPC驱动的,基于角色的可视化报告技术,工厂能够创建一个系统,用于监控稳定的和变化的全部参数组成要素对能量消耗KPI所做的贡献,这允许在KPI自身显示超越范围以前,检测一个关键KPI组成要素的改变。


结论
现代控制系统、工厂底层的数据采集和实验室生成大量的过程数据。除非数据被分析并且有效地报告给全部生产有关人员和工厂管理人员,否则它将不会对运营管理决策的制定起到作用。积极地使用SPC 和制造分析,能够使这些数据有效地为企业管理所用。与分析紧密结合,将使控制系统成为21世纪过程和企业管理系统的一个核心组成要素。


本文中出现的英语缩略语:
CPI 连续过程改进 Continuous Process Improvement
CPK 综合过程能力指标 Complex Process Capability index
ERP 企业资源管理系统 Enterprise Resources Plans
HMI 人机界面 Human Machine Interface
KPI 关键业绩指标 Key Performance Indicators
MA 移动平均线(均线) Moving average
MAV 最大允许偏差 Maximum Allowable Variation
MES 制造执行系统 Manufacturing Execution System
OEE 全局设备效率 Overall Equipment Effectiveness
QC 质量控制 Quality Control
ROI 投资回报率 Return On Investment
SPC 统计过程控制 Statistical Process Control
SQC 统计质量控制 Statistical Quality Control
TQM 全面质量管理 Total Quality Management

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