化工产品质量稳定性分析方法的建立

1 前言

国外企业产品质量稳定性管理一直处于领先水平，众多国外优秀企业重视产品质量的稳定性，进而提高产品质量，为企业创造经济价值，值得我们借鉴[1]。陶氏化学1897年成立于美国，是位居世界化学工业界第二名的国际跨国化工公司。为了提高企业质量控制水平，引入六西格玛质量管理体系来保证实现质量目标，利用顶尖的试验设计能力（DOE）以及高度图形化的统计分析，将质量管理系统与LIMS、MES、过程历史数据库系统、ERP等系统集成，使数据能够通过系统自动集成，质量工程师和普通员工只需要简单培训就可以对产品质量进行分析、跟踪，降低了操作的难度和复杂度，提高了工作效率，提升了质量稳定性水平。开德电器公司是一家老牌德国制造有载分接开关的厂家，2005年进入中国。因为较快的国产化过程，导致零件质量不稳定，装配质量不稳定。通过SPC进行产品稳定性分析运行近一年，给公司带来了诸多益处，产品不良率明显降低，从5月份产品不良数是31片，到11月的6片，创造了经济效益。另外，一趟生产线由初期的3名检验员到1名检验员可以独立完成检验任务，节省了人工成本[2]。

高中数学难度系数上升，更加抽象化，但是现在数学在教学中还是传统的教学方式，不重视激发学生的数学兴趣，这样学生学习数学就会处于被动的位置，课堂就会变得死气沉沉.往往将课堂完全交给老师主导，学生严格按照老师的要求进行学习，这样的上课形式使得学生的思维受到局限.由于高中生会面临高考的压力，学生会选择题海术来学习数学，缺乏良好的学习数学的方法和习惯.

现阶段中国石化化工产品实物质量是以等级品率来评判，因各企业执行的标准不统一，导致评价的口径不一致，不能真实反映各企业化工产品实物质量情况，因此，建立合理的化工产品稳定性分析方法十分必要。中国石化以质量管理系统提升为契机，开发了化工产品质量稳定性分析功能模块，建立了客观、公正、准确的产品质量稳定性分析方法[3，4]。

2 质量稳定性分析方法的提出

2.1 分析质量稳定性

目前，石化企业制定的产品标准范围值相对比较宽松，对于客户来说有些产品合格，但实物质量在一定范围内波动较大，也就是存在合格不好用的问题，使用合格率去评价企业的产品质量不能反映产品质量的稳定性。在实际应用中，为了对总体质量稳定性情况有一个概括全面的了解，需要用几个数字表达出总体的情况，这少数几个数字在数理统计中称为特征值。常用的特征值分为两类：一类是位置特征值；另一类是离散特征值。位置特征值一般是指平均值，平均值表达了数据的集中位置，对一组测定值而言，平均值具有代表性和典型性。常用的离散特征值是方差和标准偏差，用以表示一组测定数据波动程度或离散性质，是表示一组测定值中各测定值相对于某一确定的数值而言的偏差程度；通常采用平均值和方差去表征数据的总体分布情况[5，6]。

双星行星机构的装配条件与单星行星机构的装配条件推导方法相似,同样设沿圆周均布nb组行星齿轮,则相邻行星轮组之间间隔的角度应为δH=2π/nb.假设在Ⅰ-Ⅰ位置装入第1组行星轮,为了在间隔δH的角度装入第2组行星轮,需要固定齿圈,将行星架转过δH,则Ⅰ-Ⅱ占据了Ⅰ-Ⅰ的位置.此时,太阳轮也随之转过一个相应的角度αS,太阳轮的整数齿相位约束条件可表示为αS=2Nπ/ZS(N为整数),如图5所示.

2.2 量化质量稳定性

中国石化的地方企业众多，如果考核指标有两个则无法量化比较企业的产品稳定性。平均值和标准差可以推算Cpk，Cpk是指工序在一定时间里，处于控制状态（稳定状态）下的实际加工能力[7，8]。Cpk表征的是产品稳定性，既可以体现产品实物质量数据的集中性又能表征实物质量的波动情况，可以更高效率的体现产品的稳定性[9，10]。从三个层面设计产品质量的稳定性，一是产品分析组分稳定性分析；二是单产品稳定性分析；三是化工产品整体稳定性分析。

2.3 计算公式

（2）利用固化泥浆制备的路基路面材料符合国家对路基路面材料的有关标准和要求，并且生产工艺简单，设备、土建投资低，具有较好的经济与社会效益。

s—样本标准差

“萨姆尔生活在四百年前的丹麦，是一位著名作家，”史黛西小姐耐心地解说起来，“你看到的这本《神秘的魔法城》，是他的绝笔之作。创作这本书的时候，萨姆尔已是82岁高龄了，据说他是为了纪念死去的孙子而创作的。可惜的是，他并没有完成这部作品，他因为伤心过度，在写作的过程中吐血而亡了。所以博物馆里的这本书是他离世前的手稿，具有特殊价值。”

δ—总体标准差，近似取样本标准差s

Cpu—单侧上限过程能力指数

Cpl—单侧下限过程能力指数

Cpk—双侧规格过程能力指数

区分不同的环境，采取相应的对策是每一座大坝的管理者应当认真细致考虑研究的问题。对环境认识得越深透，区分得越明确，溃坝应急对策就可能制订和实施得越有效。

ZUSL—单侧上限西格玛水平

Z—双侧规格西格玛水平

ZLSL—单侧下限西格玛水平

USL—规格上限，取产品标准指标值上限

LSL—规格下限，取产品标准指标值下限

基于单产品DPMO，按照产量加权，根据产品分类累加，逐级计算企业产品DPMO，查表得到企业Z值，进而得到Cpk，整体表征企业或集团公司的产品稳定性，计算如下：

3 质量稳定性分析方法的建模

3.1 单产品稳定性分析

2）同一牌号一家企业生产

分别对单产品不同组分分配权重，再进行单产品合格率计算，只有配置了权重的组分才参与计算，具体计算步骤如下：

1）单产品合格率（权重系数）＝（1-（DPMO1/1000000）×权重1）×(1-（DPMO2/ 1000000）×权重2）×…×（1-（DPMOn/1000000）×权重n）；

2）单产品合格率换算成单产品缺陷率，查取单产品Z值；

3）单产品Cpk为Z值除以3。

3.2 整体稳定性分析

DPMO—百万机会缺陷数

情况 6.5 若f3(v)=4,由引理1(6)知此时最坏的情况是v点关联4个6-面,两个(3,3,8)-面,两个(3,4,8)-面且3-面的邻面均为6-面。由R1,R2.1,R3.5及最坏3-面8-点情形得

运动控制系统是一门实践性非常强的课程，本质上是面向工程的，但是在实际教学中，由于教学要求和培养模式的限制，无法使课程直接面向工程实际，这对一门实践性强的课程来说，学习效果会大打折扣。因此，在运动控制系统课程教学中尝试面向工程实际，通过实际的工程项目，使学生对课程的应用性有更加深刻的认识。本项目目前在申请学校的教改课题，将复杂的工程问题嵌入课堂教学中，达到理论联系实际、实践促进理论的目的。

1）类别产品DPMO＝（DPMO1×产量1＋DPMO2×产量2＋…＋DPMOn×产量n）/（产量1＋产量2＋…＋产量n）；

（1）建立互动阅读活动平台：互动阅读活动平台主要是给各高校联盟内的阅读服务组织发布活动使用的，阅读组织可以经常通过该平台“张贴”发布各类主题的互动阅读活动信息，可以做到给每位阅读用户自动推送信息，阅读者可根据自己的阅读兴趣选择是否参与不同的活动。阅读者成功加入后可以在该活动的专属平台内畅所欲言或与其他阅读者进行互动交流。

2）根据DPMO，查找Z值；

3）整体Cpk为Z值除以3。

4 分析指标值设置原则

4.1 分析标准选取原则

优先按照一级企标、国家标准、行业标准、二级企标顺序选取，执行二级企标、协议标准等的产品按照指标值选取严格的标准。

具体如下：

其中： —算数平均值

在监督训练的阶段，将SAE和softmax分类器作为一个整体进行训练，预训练中得到的W和b进行微调。训练集包括数据x(i)及其标签y(i)。文中使用SAE从FC相关矩阵中提取足够多的稀疏特征，然后将特征输入到softmax分类器中进行分类。ASD分类系统内参数的具体设置主要有权重、稀疏的惩罚项和稀疏惩罚项的权重，如表3所示。

1）同一牌号多家企业生产

a）有一级企标，又有国家标准、二级企标的情况，选择一级企标；

b）无一级企标，有国家标准、二级企标的情况，选择国家标准；

c）无一级企标，无国家标准，有二级企标的情况，选择指标值最严的二级企标。

基于分析组分的稳定性，拟用权重系数（重点分析组分）分析单产品的稳定性，以Cpk量化单产品的稳定性。

选取该牌号执行标准。

4.2 分析指标值选择原则

全部产品标准中同一牌号指标值，分为优级品、一级品、合格品，就低原则选取指标值进行稳定性计算，也就是说按照合格品所对应的质量指标范围进行计算。

5 质量稳定性分析方法的开发及应用

根据理论研究情况和模型设计情况，在中国石化质量管理（炼油化工）系统中新开发质量稳定性分析功能模块。稳定性分析相关功能包括稳定性基础配置和化工产品稳定性分析两部分功能，其中稳定性基础配置包括产品类别维护和权重配置。化工产品稳定性分析包括化工产品分析组分稳定性分析、化工单产品稳定性分析、以及化工产品整体稳定性排名等相关功能。通过分析组分的箱形图数据和单产品的数据分析图、Cpk值等能够了解企业化工产品在特定时间范围内的稳定性趋势，并能通过各个企业的产品Cpk值进行稳定性评比。

5.1 权重配置

根据产品用途对三大类化工产品（合成树脂、合成橡胶、合成纤维）内的物料进行详细分类，收集重点客户和企业专家意见，针对不同功能的产品，重点考虑客户意见，讨论确定产品分析组分的权重系数，将相应的权重系数依次配置到不同功能下的产品。权重系数制定原则如表1所示。

表1 权重系数制定原则表

分析组分分类 权重系数客户一点不关注组分 0客户不太关注组分 0.4客户一般关注组分 0.6客户特别关注组分 1型式检验项目组分 0.2有相关性的客户特别关注组分 0.8

5.2 化工产品质量稳定性分析的应用

以产品聚丙烯（PPH-T03）为例，采用化工产品质量稳定性分析方法，了解2017年中国石化聚丙烯（PPH-T03）产品实物质量数据稳定性情况。

5.2.1 产品分析组分稳定性分析

以中国石化2017年1-12月聚丙烯（PPH T03）产品的熔体质量流动速率为例进行产品分析组分稳定性分析。

通过箱线图展示（见图1）中国石化2017年1-12月聚丙烯（PPH-T03）产品的分析组分熔体质量流动速率的稳定性，可以看出企业A、企业E、企业G和企业I在2017年产品聚丙烯（PPH-T03）的熔体质量流动速率存在异常值，企业应该查找原因，稳定生产。

专业词汇词频数据还可以进行深入挖掘应用。例如，对多年的历史文化村镇保护评价研究热点词频进行交叉分析，得到分年度的研究发展状况走势分析图，可以迅速呈现行业研究热点动向，为研究人员进一步解读和分析提供客观依据。

5.2.2 化工单产品稳定性分析

以2017年1-12月公司A聚丙烯（PPH-T03）产品为例进行产品稳定性分析。

通过对公司A聚丙烯（PPH-T03）产品进行产品稳定性分析（见图2），可以看出公司A的管理水平约在2.5西格玛水平，过程能力欠缺，可以提高过程控制能力水平，争取达到3西格玛水平。具体分析组分的稳定性，可以看到色粒、大粒和小粒以及拉伸断裂应力的控制水平非常高，下一步应该重点考虑提高熔体质量流动速率的过程控制水平。

5.2.3 化工产品整体稳定性分析

以2017年1-12月中国石化聚乙烯树脂为例进行产品整体稳定性分析。

在访谈中，教师了解了学生修改第二稿时采纳了哪些反馈使成绩有所提高。6位同学一定会采纳的是拼写错误、标点错误以及明确的语法错误，如主谓一致、单复数等。对于词汇或搭配拓展推荐，有3位同学表示会采纳，另外3位表示这样的反馈只是看一下或者直接忽略，因为并非指出错误。而句子错误或中式英语的提示因为不够明确，会出现经过多次修改仍然显示有误的情况，这种时候他们（尤其是成绩优秀的2位访谈学生)往往会质疑批改网反馈的有效性，并最终放弃修改。笔者发现，学生表示质疑的某些反馈意见其有效性确实值得商榷，这验证了已有研究的结果(卢鹿，2016)。

图1 产品分析组分稳定性分析

图2 化工单产品稳定性分析（权重系数）

通过对中国石化聚乙烯数值进行整体稳定性分析（见图3），可以得到集团公司聚乙烯树脂的稳定性水平为2.7西格玛水平。公司H、公司I、公司J和公司K的稳定性水平低于集团水平，需要查找原因，像稳定性水平高的兄弟企业学习管理经验，提高公司的整体稳定性水平。

本研究基于紫玉兰的地理分布信息及相应分布地的气候变量数据，对其潜在适生区进行了预测，探讨了其地理分布格局对气候因子的响应，可为紫玉兰野生种质资源的后续保护及开发利用提供一定的科学依据。但本研究选取的19个环境变量并不能完全代表影响紫玉兰地理分布的因素，除了水热条件外，光照、空气、土壤等非生物因素，物种相互作用和自身迁移能力等都对物种的分布有重要影响[31]，因此，在后续研究中，应将各种生物、非生物因素纳入到模型构建中，以得到更可靠的预测结果，为建立完善的紫玉兰保护利用对策提供依据。

6 结论

经过化工产品质量稳定性分析方法的建立，可以指导企业进行产品分析组分稳定性分析、化工单产品稳定性分析和化工产品整体稳定性分析。通过产品分析组分的稳定性分析，可以及时发现异常值，防止不合格产品的出厂。经过化工单产品稳定性分析，可以了解某一化工产品质量稳定性的控制水平，并找到影响产品控制水平的关键分析组分，方便企业针对关键分析组分进行关键管控，进而提高客户满意度。利用化工产品整体稳定性的分析，可以比较不同化工企业化工产品质量稳定性的整体控制水平，便于建立标杆企业，实现中国石化化工企业间质量控制水平的“比学赶帮超”。该项目的应用，有助于中国石化为社会提供更高品质的产品，提升了中国石化的品牌形象，使中国石化的金字招牌更加熠熠生辉。

图3 化工产品整体稳定性分析

参考文献

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[5]韩福荣，顾力刚.质量管理统计方法[M].机械工业出版社，2006：44-57

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