一、D階段
1、項目的選定
高爐礦渣超細(xì)粉項目是公司節(jié)能減排、資源循環(huán)的主要項目之一，位于發(fā)電廠燃化作業(yè)區(qū)與煉鐵廠干煤棚之間。它可將高爐礦渣進(jìn)行深加工，產(chǎn)出高附加值超細(xì)粉，應(yīng)用于水泥和混凝土行業(yè)，可有效提高高爐尾渣利用價值。此項目將產(chǎn)生的高爐水渣全部利用，從而實現(xiàn)高爐礦渣由原來的外排銷售到資源的產(chǎn)品化深加工發(fā)展利用，以此為公司創(chuàng)造更大的高附加值。
2、問題的陳述
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明2014年6月一2015年1月，超細(xì)粉的月平均自動控制系統(tǒng)故障時間為467 min,且波動較大，最長故障時間為1100 min,最短故障時間為210 min。如果以故障時間不超過287 min為標(biāo)準(zhǔn)，則大約有75%的時間超過了這個標(biāo)準(zhǔn)。
3、Y的定義及分解
Y為自動控制系統(tǒng)故障時間(計算機(jī)控制系統(tǒng)故障時間與儀表控制系統(tǒng)故障時間之和)。Y分解為兩部分，即計算機(jī)控制系統(tǒng)故障時間與儀表控制系統(tǒng)故障時間。缺陷是自動控制系統(tǒng)故障時間大于287 min。
4、項目基線及目標(biāo)的設(shè)定
項目的基線為467 min/月，為完成公司下達(dá)的年生產(chǎn)任務(wù)，目標(biāo)定為287 min/月，提高70%，符合黑帶項目(公司特制定“高爐礦渣超細(xì)粉項目”為置帶項目)目標(biāo)70%-90%的提高原則。
二、M階段
M階段的目的是找到導(dǎo)致此問題的原因有哪些，并找出關(guān)鍵因子是什么。工作重點是在D階段工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確Y的測量，并通過收集X(影響因子)和Y的測量數(shù)據(jù)，定量化地描述Y。特別是通過過程分析，認(rèn)識Y的波動規(guī)律，揭示過程改進(jìn)的機(jī)會，識別實現(xiàn)項目目標(biāo)的可能途徑和改進(jìn)方向。
1、Y的測量系統(tǒng)分析
根據(jù)2014年6月一2015年1月份所有故障測試的時間共14次，與數(shù)據(jù)庫記錄時間一致的為13次，不一致的為1次。按這組數(shù)據(jù)計算一致性比率:
一致性比率=一致次數(shù)/測試總次數(shù)=13/14=92.9%
由計算可以看出，一致性比率為92.9%，大于90%。說明本測量系統(tǒng)良好，可以信賴。
2、Y的流程能力分析
①對2014年6月-2015年1月的故障時間進(jìn)行受控驗證，用Minitab軟件繪制單值一移動極差控制圖，經(jīng)檢驗，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)都只受隨機(jī)因素影響，因此這個過程是受控的。故障時間I-MR(單值一移動極差)控制圖如圖1所示。
圖1
②對2014年6月一2015年1月的故障時間進(jìn)行正態(tài)性檢驗,P值=0.099>0.05，符合正態(tài)性。正態(tài)性檢驗圖如圖2所示。
圖2
③對2014年6月一2015年1月的故障時間進(jìn)行過程能力分析，過程能力指數(shù)CPK=0.64，過程能力較差，急需對過程進(jìn)行全面改進(jìn)。
3、查找因子
通過故障時間長魚骨圖對影響故障時間的因子進(jìn)行查找。
4、因子篩選
通過對42個與故障時間長有關(guān)的因子進(jìn)行矩陣分析，從中篩選出了23個分值大于90的影響自動控制系統(tǒng)故障時間的81%的輸入因子，然后對該23個重要的輸入因子再進(jìn)行FMEA(失效模式分析)，進(jìn)一步找出最關(guān)鍵的輸入因子。
三、A階段
A階段的目的是確定關(guān)鍵因子確實是這些嗎。本項目通過前一階段的快速改善，系統(tǒng)故障明顯降低，但距離目標(biāo)值還有一定差距。結(jié)合沒有明顯改善的兩個因子程序設(shè)計的合理度和磨內(nèi)壓差設(shè)定進(jìn)行分析改進(jìn)。由于程序不合理明顯對總的故障時間有影響，本項目不再進(jìn)行A階段分析，直接進(jìn)行程序優(yōu)化，降低故障時間。
通過前階段快速改進(jìn)時發(fā)現(xiàn)，輥壓設(shè)定和風(fēng)量設(shè)定兩個參數(shù)對磨機(jī)的故障有影響，通過參數(shù)的調(diào)整，提高磨機(jī)的運行穩(wěn)定性，降低故障時間。基于以上原因，對兩個因子進(jìn)行合并考慮，其他系統(tǒng)參數(shù)暫不進(jìn)行完善改進(jìn)。
四、I階段
I階段是DMAIC過程獲得具體解決問題方案的關(guān)鍵階段，使用假設(shè)檢驗對程序優(yōu)化前、后進(jìn)行比較，并對影響故障時間長的關(guān)鍵因子磨內(nèi)壓差進(jìn)行DOE試驗分析，建立RSM擬合模型與優(yōu)化設(shè)計。
1、使用假設(shè)檢驗對程序優(yōu)化前后進(jìn)行比較
首先建立假設(shè):改進(jìn)后故障時間的平均值是否顯著降低?通過改進(jìn)前、后故障時間的平均值的單值圖和箱線圖粗略地可以看出有所降低，為了準(zhǔn)確，繼續(xù)研究P值。經(jīng)雙樣本T檢驗后，P值=0.000<0.05，故障時間的平均值確實有所降低，因此改進(jìn)有效。
2、全因子試驗設(shè)計
通過A階段得出磨機(jī)的穩(wěn)定性對超細(xì)粉自動控制系統(tǒng)運行影響顯著;而通過I階段分析可知輥壓設(shè)定和風(fēng)量設(shè)定兩個參數(shù)對磨機(jī)的穩(wěn)定性影響比較大。我們要判斷哪個因子的主效應(yīng)顯著?哪個因子的交互效應(yīng)顯著?什么條件下可以獲得最佳的運行穩(wěn)定性?則需要通過DOE試驗來得出結(jié)論(每個參數(shù)試驗時間為1d)。
輥壓:低水平為94 bar，高水平為98 bar。
風(fēng)量:低水平為845 r/min，高水平為855 r/min。
準(zhǔn)備做全因子試驗重復(fù)4次，中心點4次試驗。
①參數(shù)試驗設(shè)計分析
從方差分析表中可以看出，輥壓和風(fēng)量的P值=0.000<0.05，說明輥壓和風(fēng)量對磨內(nèi)壓差影響顯著，相互間的二階交互P值全部為0.000，說明相互間的二階交互作用對磨內(nèi)壓差影響顯著。主效應(yīng)項P值=0.000<0.05，說明模型有效。彎曲項p值=0.824>0.05，說明模型無彎曲。
②參數(shù)試驗設(shè)計殘差分析
觀察以觀測值順序為橫軸的散點圖，殘差無不正常的升降趨勢；觀察響應(yīng)變量擬合值的散點圖，殘差無“漏斗型”或“喇叭型”，此圖正常；殘差服從正態(tài)分布。由殘差分析，可以判斷實驗?zāi)Ｐ秃线m。
③參數(shù)試驗設(shè)計分析(回歸方程式)
磨內(nèi)壓差的系數(shù)估計，使用未編碼單位的數(shù)據(jù)。
回歸方程式為:磨內(nèi)壓差=1440.2-15.2906輥壓-1.70375風(fēng)量+0.018125輥壓x風(fēng)量。
④主效應(yīng)和交互效應(yīng)分析
從輥壓、風(fēng)量的主效應(yīng)圖可以看出，輥壓、風(fēng)量均與磨內(nèi)壓差成正比關(guān)系，從交互效應(yīng)圖可以看出，兩條線不平行，說明輥壓和風(fēng)量存在交互作用。
⑤等值線圖、響應(yīng)曲面圖(見圖3)
圖3
從磨內(nèi)壓差與輥壓、風(fēng)量的等值線圖上看出，輥壓在94-98 bar之間取值，風(fēng)速在845-855 r/min之間取值，磨內(nèi)壓差能達(dá)到理想要求。
從磨內(nèi)壓差與輥壓、風(fēng)量的曲面圖上看出，曲面有扭曲現(xiàn)象，說明風(fēng)量與輥壓存在交互作用。
⑥實現(xiàn)最優(yōu)化
通過調(diào)優(yōu)，當(dāng)輥壓為94 bar，風(fēng)速為845 r/min時，磨內(nèi)壓差能達(dá)到理想要求。
五、C階段
C階段的主要工作是對改進(jìn)成果進(jìn)行固化納標(biāo)，并對Y的SPC監(jiān)控。
①改進(jìn)后故障時間工程能力計算
改進(jìn)后，超細(xì)粉自動控制系統(tǒng)故障時間的能力指數(shù)Cpk=1.27(改進(jìn)前0.64)，西格瑪水平Z=3.81(改進(jìn)前1.92)，能力指數(shù)比改善前有所提高。
②實施對Y的SPC監(jiān)控
從超細(xì)粉自動控制系統(tǒng)故障時間的SPC圖來看，故障時間是穩(wěn)定受控的。
③對改進(jìn)成果進(jìn)行固化納標(biāo)
在控制階段，對M、I各階段實施的改進(jìn)措施進(jìn)行文件化、制度化，從而加強(qiáng)控制。
④項目改進(jìn)成果
超細(xì)粉自動控制系統(tǒng)故障時間由改善前的467 min/月降低到改善后的261.5 min/月，自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性得到有效控制。
實施改進(jìn)措施后進(jìn)行故障時間跟蹤記錄，至活動結(jié)束時故障時間呈逐月下降趨勢，表明采取的措施是有效的。
六、結(jié)語
在降低超細(xì)粉自動控制系統(tǒng)故障時間的項目實踐過程中，天行健咨詢專家依據(jù)六西格瑪管理的方法論，關(guān)注每個工序和指標(biāo)參數(shù)對故障時間的影響，聚焦到多個問題點，進(jìn)而系統(tǒng)性的分析問題、分解項目，針對不同的問題，使用了六西格瑪?shù)亩喾N工具綜合加以解決，而且每個工具和分析方法的使用都可以根據(jù)實際問題靈活運用，最終取得了良好的效果，為維護(hù)行業(yè)精細(xì)化水平的提高提供了新思路。
