1、卷烟 卷制 质量稳定性研究摘摘 要要u运用方差分析、统计假设检验等为手段，对卷烟质量指标、过程参数进行差异显著性分析，以弃真概率来量化卷烟质量的稳定程度，结果表明：卷烟质量的波动根源，主要来自于来料烟丝结构的差异；烟丝结构的差异，主要是批次间波动和机台间差异；减少机台间来料烟丝结构的差异和批次间烟丝结构的波动，是保证卷制质量稳定的前提。u关键词：卷烟质量；稳定性；统计假设检验；概率 背景背景u卷烟工业自动化、信息化、智能化水平越来越高，过程控制、质量检验活动产生的质量数据越来越丰富。u数据采集的频率、方法的不同，会造成不同类型的质量数据的统计量和自由度有很大的差异，给统计技术的应用增添了难度。
2、如何利用这些“海量”的质量数据，来客观、准确反映加工过程、质量指标的稳定性，并在不同的质量数据之间构建一个具有可比性的统计分析平台，以反映产品的批内、批间稳定性情况，用于比较同一产品在同一产品在不同企业、不同车间、不同机台的质量差异，是卷烟不同企业、不同车间、不同机台的质量差异，是卷烟质量稳定性研究的基础内容。质量稳定性研究的基础内容。原因分析原因分析u质量不稳定的产生原因 生产中的批内质量波动生产中的批内质量波动 不同生产批次间的质量波动不同生产批次间的质量波动 不同生产机台间的质量差异不同生产机台间的质量差异 (异地加工异地加工?)?)当前主要采用允差或波动值等指标来衡量批内、批间质量，以
3、反映卷烟质量的稳定程度，其核心量化指标是极差。极差表示样本的分散程度，数据利用率较低，通常用于样本数不大的情况。用极差来量化质量指标的波动，反映产品质量的稳定性，具有很大的局限性，有必要探索采用新的统计技术，来反映产品质量的稳定程度运用方差分析、统计假设检验等手段，对卷烟质量指标、过程参数进行差异显著性分析，以弃真概率来量化卷烟质量的稳定程度试试 验验 方方 案案试验条件：根据风力送丝距离由远到近顺序，依次选定5、8、10号卷烟机为试验机台；选定5批J牌号烟丝,按生产日期顺序分别编号，批次间隔不小于7天；实验要求：10号机为对照机台，8号机台参与第1、2批对比试验，5号机台参与第3、4、5批试
4、验。10号机和另一试验机台从同一喂丝台喂丝。试试 验验 方方 案案u取样与测试：每批次试验，每隔1小时取样一次组成试验组。每批共5组，按序编号。u取样规则(组)：从每机台风力送丝落料口各连续取烟丝2次，每次约1kg，检测其烟丝结构；在烟丝取样同时，从卷烟机嘴棒料斗随机取嘴棒30支，检测其单支重量和吸阻；嘴棒取样后，从烟机随机取烟支样品30支。其中10支用于烟支长度测试，其余20支用于单支重量、吸阻、圆周、硬度和烟丝段通风率测试；每批试验时段内，从卷烟机台随机取3盘盘纸，每盘取1m的盘纸条1条。每条均匀取10个点，做透气度测试，记录每点检测值。数据处理数据处理批内、间稳定性分析u方差分析是用来判
5、断因素的水平间是否具有显著差异的统计方法。u临界值法（F crit）和弃真概率法(P-value)。临界值与水平有关，在不同的水平下，临界值会有所不同，使用较烦琐，可比性较差；弃真概率法中的P值，表示一个因素各个水平间有显著差异（既波动性）时犯错误的概率。uP值的大小，实际反映了各个水平（如批间、批内等）的稳定性的大小。P值与水平无关，具有良好的可比较性。采用弃真概率法来反映质量的稳定性非常直观 数据处理数据处理批内、间稳定性分析P值与质量稳定性关系 ！不同的企业可以根据需要采用不同的不同的企业可以根据需要采用不同的P P值作为稳定性差异的划界标准值作为稳定性差异的划界标准P值差异显著性质量稳
6、定性 0P0P值值0.01 0.01 极显著极差0.010.01P P值值0.050.05显著差0.050.05P P值值0.200.20显著性弱较好0.200.20P P值值1 1不显著好数据处理数据处理批内、间稳定性分析 以试验批次、试验组为区组因素，做双因素无交互可重复方差分析，置信度95%。以烟支长度为例：差异源 SS Df MS F P-value F crit 批内 0.1923 4 0.04806 2.02006 0.0923 2.4091 批间 1.2298 4 0.30745 12.9222 1.51E-09 2.4091 误差 5.7340 241 0.02379 总计 7
7、.1561 249 可以看出，卷烟长度指标批内差异弱显著，稳定性较好。而批间稳定性极差。数据处理数据处理机台对比u比较两个机台处理间质量差异，属于统计学中两个总体均值是否有显著性的假设检验问题，宜采用EXCEL“t-检验:成对双样本均值分析”。(单因素方差分析)ut检验分析也有弃真概率法和临界值法。弃真概率法不受样本量和自由度影响，可比性好，方便直观。！t检验不但能对比两个水平的差异程度，而且找到在可接受水平上（如=95%）的差值。u多机台对比可以随机单元多机台对比可以随机单元(位位)组的方差分析！组的方差分析！数据处理数据处理机台对比u以10号和5号机台间烟支长度指标为例，将每个机台的测试结
8、果，以试验组为单位取其平均值，然后用t检验的成对分析（假设差为0），结果见左表：表明，两机台间烟支长度均值假设差为0（无差别）的否真概率P（双尾）远小于0.01，证明机台间差异是极显著的。5号机台比10号机台烟支平均长度长0.152 mm。数据处理数据处理机台对比u采用单侧检验的方法，对假设差的取值进行调整，让P（单尾）最接近0.05，结果见右表。u证明5号机比10号机烟支的长0.103 mm的假设才是比较可靠的。这与均值差0.152mm有显著不同。u可见，将平均值的差作为水平差异的量化指标，可靠性较差。试试 验验 结结 果果u运用方差分析法和t检验方法对所有检测指标进行了全面的分析：以10号
9、机台的5个批次，共25个试验组的4600个测量数据为样本，对10号机台的批间波动、批内波动情况进行分析；对10号机台的25个试验组和8号机台10个试验组、5号机台的15个试验组的各项指标的平均值进行“t检验：成对的双样本均值分析”。其中，批内、批间质量波动和机台对比结果一律采用弃真概率P。试试 验验 结结 果果表明表明 来料情况来料情况u批内波动：烟丝结构批内波动不显著，稳定性好；嘴棒的吸阻、重量指标以及盘纸透气度批内差异极显著，稳定性极差。u批间波动：烟丝结构、嘴棒的吸阻、重量指标批间波动极显著，稳定性极差；盘纸透气度P值虽小于0.05，但非常接近0.05，可以认为稳定性较好。u机台对比：来
10、料嘴棒吸阻、重量和盘纸透气度指标在机台间差异不显著；同10号机台相比，5号机台烟丝结构差异显著性弱，8号机台烟丝结构长丝率、整丝率指标极显著，碎丝率不显著。表明表明 烟支指标情况烟支指标情况u批内波动：长度、重量、吸阻差异弱显著，稳定性较好；圆周差异极显著，稳定性差；硬度、通风率批内稳定性好。u批间波动：卷烟质量指标的批间差异均极显著。u机台对比：10号与8号机台在圆周、硬度上有极显著差异，长度指标差异不显著，其他指标差异弱显著；10号与5号机台在长度、重量、吸阻和通风率上有极显著差异，圆周指标差异弱显著，硬度指标差异不显著。结论与讨论结论与讨论u（1）整体看，卷烟物理指标批内稳定性较好，批间
11、稳定性差。10号和8号机台间的来料状况和卷烟质量控制能力差别不大，而5号机台的来料状况和卷烟质量控制能力同10号和8号相比差别较大。u（2）从来料看，嘴棒吸阻、重量和盘纸透气度的批内、批间波动极显著或显著，烟丝结构批内波动不显著而批间波动极显著，批内卷烟物理质量稳定性批内总体较好而批间质量波动很大。表明，批间卷烟物理质量的波动是由于烟丝结构的波动造成的，来料烟丝结构的稳定是批内、批间卷烟物理质量稳定性好的前提。结论与讨论结论与讨论u（3）从8号与10号机台间的对比看，两者只有在圆周和硬度差别极其显著，其他差别都不显著；而5号与10号机台的圆周与硬度差别均不明显。表明，烟支硬度与烟支圆周的相关性
12、较强。u（4）从5号与10号机台间的对比看，在两机台“来料烟丝结构差别极其显著，盘纸、嘴棒基本无差别”的情况下，卷烟的多个物理质量指标差别显著，从而再次证明了烟丝结构确实是影响卷烟物理指标的关键因素。结论与讨论结论与讨论（5）从试验结果看，控制卷烟质量稳定性工作的重点，应该是控制批间质量波动和机台间的质量差异。卷烟质量的波动根源，主要来自于来料烟丝结构的差异，而与盘纸、嘴棒关系不十分明显。烟丝结构的差异主要是批次间波动和机台间差异。因此，减少机台间来料烟丝结构的差异和批次间烟丝结构的波动，是保证卷烟物理质量稳定性重要前提。（6）运用方差分析、统计假设检验等为手段，以弃真概率为判据，对卷烟质量指标、过程参数进行差异显著性分析，既能有效检验批内、批次间的质量波动，查找产生质量波动的原因，又可以有效验证机台间、班组间乃至不同生产点的同一卷烟牌号质量的一致性。鸣鸣 谢谢 !参参 考考 文文 献献1 于献忠.质量专业理论与实务M.北京:中国人事出版社,2003.2-3 刘文卿.实验设计M.北京：清华大学出版社，2005.欢迎提出不同见解！衷心感谢各位专家！
