H牌號卷煙物理指標相關(guān)性分析

引言

企業(yè)信息化發(fā)展為大數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了可能，如何有效應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術(shù)挖掘卷煙數(shù)據(jù)中隱藏的有效信息，進而發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變異的特征和規(guī)律，從而識別生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定因素及時指導生產(chǎn)，為穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量服務(wù)，為企業(yè)決策提供參考，是卷煙工業(yè)企業(yè)面臨的一個新課題。卷煙物理指標的符合性和穩(wěn)定性是卷接工序質(zhì)量控制的首要且重要的問題，對維護卷煙產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量具有重大意義。卷煙物理指標包括卷煙的質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、總通風率和硬度等，從卷煙工藝流程來看，這些物理指標是受原料加工工藝、制絲質(zhì)量、煙用材料質(zhì)量以及卷接工序加工質(zhì)量的綜合影響，并且它們之間相互影響，甚至互為因果關(guān)系。目前卷煙物理指標數(shù)據(jù)多應(yīng)用于產(chǎn)品合格與否的判定，體現(xiàn)了鑒別功能和把關(guān)功能，但在預(yù)防功能方面需要進一步研究。為了厘清卷煙物理指標在卷煙工序中的作用關(guān)系，需要對日常生產(chǎn)輸出的大量卷煙物測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便發(fā)揮出更好的效能。本文旨在通過對H牌號卷煙物理指標進行相關(guān)性分析,找出影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵物理指標,明確卷煙生產(chǎn)時物理指標的控制重點，同時針對關(guān)鍵物理指標相關(guān)項目進行方差分析，識別影響關(guān)鍵物理指標的因素。

1材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

試驗樣品：本次研究抽取的樣本為2024年1月廣州卷煙廠生產(chǎn)的H牌號卷煙產(chǎn)品，樣品覆蓋2個班別4組機臺共228個批次，卷煙樣本既包括卷煙質(zhì)量、圓周、長度、總通風率、吸阻和硬度這6個定量變量，也涉及班別和機臺這2個定性變量，H牌號卷煙樣品規(guī)格為84.0mm（30.0 mm +54.0 mm）24.3 mm。

抽檢卷煙樣品的流程如下：規(guī)定每一生產(chǎn)日、每一班、每一臺機生產(chǎn)的同一牌號、同一規(guī)格的產(chǎn)品為一個檢驗批次，每班每臺機抽檢1次。工作人員在裝箱機條煙輸送通道區(qū)域隨機抽取每臺機各2條煙用于外觀及物理指標等項目的檢驗。首先對對抽取的2條樣品進行條裝質(zhì)量檢驗，條裝質(zhì)量檢驗完畢后，從抽取的2條樣品中隨機抽取1條10盒進行盒裝質(zhì)量檢驗，然后按卷煙外觀檢驗步驟對完成盒裝質(zhì)量檢驗的200支卷煙進行檢驗，從完成條裝質(zhì)量檢驗的另1條樣品中隨機抽取2盒，取出30支卷煙到綜合測試臺進行檢測。

試驗設(shè)備：卷煙機型包括ZJ112、ZJ17和ZJ118三種；卷煙測試儀器為昆騰卷煙綜合測試臺。

1.2 卷煙物理指標的測定

按照國家標準 GB/T 22838規(guī)定的方法即《卷煙和濾棒物理性能的測定》，在卷煙綜合測試臺測定卷煙的質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、總通風率、硬度這6個物理指標,需要說明的是卷煙樣品均是在未進行溫濕度調(diào)節(jié)情況下進行測量的， 測試環(huán)境溫度為（22±2）℃，相對濕度為（60±5）%，各物理指標測定的具體標準參考表1。每批次每機臺測量煙支數(shù)量為30支，各批次物理指標值均為30支卷煙樣本均值。為了保證檢測數(shù)據(jù)的可靠性，結(jié)合卷煙實際情況，已經(jīng)使用拉依達檢驗法則對卷煙物理指標原始數(shù)據(jù)進行了處理。

表1 卷煙物理指標的測定方法

1.3 相關(guān)性分析原理

通常兩變量間的關(guān)系包括確定性關(guān)系和非確定性關(guān)系兩種，其中確定性關(guān)系是指具有確定的函數(shù)關(guān)系，而非確定性關(guān)系是指宏觀上存在相關(guān)關(guān)系。非確定性相關(guān)關(guān)系又可分為線性相關(guān)和非線性相關(guān)，本文采用的即是Pearson相關(guān)性分析，它是用來分析兩變量之間線性相關(guān)程度的一種方法。

1.4 試驗方法

首先匯總統(tǒng)計2024年1月H牌號卷煙物理指標數(shù)據(jù)，并借助Minitab軟件對H牌號卷煙6項定量指標（卷煙質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、總通風率和硬度）進行統(tǒng)計相關(guān)性分析，然后依據(jù)物理指標關(guān)聯(lián)項目的多少來確認卷煙控制的關(guān)鍵物理指標，并針對關(guān)鍵物理指標分別從班別、機臺因素進行單因子方差分析，從而識別出影響卷煙關(guān)鍵物理指標的因素。

2 結(jié)果與分析

2.1 卷煙物理指標相關(guān)性分析

利用Minitab軟件對H牌號卷煙6項物理指標即卷煙質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、總通風率和硬度進行統(tǒng)計相關(guān)性分析，具體步驟：打開Minitab軟件—錄入數(shù)據(jù)—統(tǒng)計—基本統(tǒng)計—相關(guān)—選擇相關(guān)方法（Pearson相關(guān)系數(shù)），Minitab軟件會自動計算變量間的相關(guān)系數(shù)和P值。其中相關(guān)系數(shù)表示兩個變量之間的關(guān)聯(lián)強度，P值則用于判斷這種關(guān)聯(lián)是否具有統(tǒng)計學意義。以Pearson相關(guān)系數(shù)為例，如果P值小于顯著性水平，則拒絕原假設(shè)，即認為兩個變量之間存在顯著相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)的值范圍在-1到1之間，接近1或-1表示強正或負相關(guān)，0表示無關(guān)，值在0到1之間表示弱相關(guān)。

表2  H牌號卷煙物理指標相關(guān)性結(jié)果

注：單元格內(nèi)容：Pearson相關(guān)系數(shù)  

本文中設(shè)定顯著性水平為0.05，依據(jù)P值可以判定指標是否顯著相關(guān)，P值小于0.05表明物理指標在統(tǒng)計上具有顯著相關(guān)。由表2可以看出卷煙質(zhì)量與圓周、吸阻、硬度、長度和總通風率顯著相關(guān)；卷煙圓周與質(zhì)量、吸阻、硬度和長度顯著相關(guān)；卷煙吸阻與質(zhì)量、圓周、硬度和總通風率顯著相關(guān)；卷煙硬度與質(zhì)量、圓周和吸阻顯著相關(guān)，；卷煙長度與質(zhì)量、圓周和總通風率顯著相關(guān)，卷煙總通風率與質(zhì)量、吸阻和長度顯著相關(guān)。依據(jù)相關(guān)性指標項目的多少可以確認卷煙質(zhì)量是需要重點控制的關(guān)鍵物理指標，卷煙圓周和吸阻是第二關(guān)鍵物理指標，長度和硬度為第三關(guān)鍵物理指標。在實際的卷煙生產(chǎn)過程中，卷煙質(zhì)量、長度和圓周是可以直接控制的變量，通常是由卷煙機自身加工控制水平?jīng)Q定的；而卷煙吸阻、總通風率和硬度是需要間接控制的變量，往往是由煙絲自身物理特性、煙用材料及質(zhì)量、圓周和長度等因素影響，一旦這些因素確定后卷煙機很難通過自身控制對這些指標進行調(diào)控。其中卷煙第一關(guān)鍵物理指標卷煙質(zhì)量一般是由煙絲和煙用材料（濾嘴、卷煙紙、接裝紙和膠粘劑）組合而成的重量之和，通常來說同一牌號同一規(guī)格的卷煙，其煙用材料的重量基本變化不大，主要是煙絲重量的變化。

2.2 卷煙物理指標單因子方差分析

方差分析作為檢驗多個總體均值間是否存在顯著性差異的重要方法，利用組內(nèi)與組間的差異構(gòu)造統(tǒng)計量，在各種數(shù)據(jù)分析中具有廣泛應(yīng)用。單因子方差分析屬于一元方差分析，是討論某一種因素對試驗結(jié)果有無顯著性的影響。卷煙質(zhì)量抽檢信息中包含班別和機臺信息，針對H牌號卷煙質(zhì)量這一關(guān)鍵物理指標，分別進行單因子方差分析，結(jié)果如表3所示。

因子 水平數(shù) 值

班別 2 甲，乙

表3  H牌號卷煙質(zhì)量與班別的方差分析

由表3可知，對該卷煙質(zhì)量與班別進行單因子方差分析，結(jié)果顯示 P0.05，表明不同班別的卷煙質(zhì)量在統(tǒng)計上是無顯著差異的，即班別因素在H牌號卷煙質(zhì)量的控制上無差異性，不是主要因素。接下來我們將結(jié)合質(zhì)量與機臺進行方差分析，具體數(shù)據(jù)如表4所示。

因子 水平數(shù) 值

機臺 4 A，B，C，D

表4  H牌號卷煙質(zhì)量與機臺的方差分析

由表4可知，對H牌號卷煙質(zhì)量與機臺進行單因子方差分析，結(jié)果顯示P0.05，說明不同機臺的卷煙質(zhì)量在統(tǒng)計上是有顯著性差異的，即機臺因素在H牌號卷煙質(zhì)量的控制上存差異性，是主要因素。為了進一步分析機臺對質(zhì)量的差異化影響，可結(jié)合H牌號卷煙質(zhì)量與各機臺的具體方差分析結(jié)果進行分析，如表5所示。

表5  H牌號卷煙質(zhì)量與各機臺的方差分析結(jié)果

H牌號卷煙質(zhì)量標準值為（0.930）g，由表5可知，A、B、C、D四組卷煙設(shè)備生產(chǎn)出來的卷煙質(zhì)量均符合工藝質(zhì)量技術(shù)標準，為了進一步分析機臺差異性，可將不同機臺將標準差由小到大進行排列，即A機臺B機臺，標準差越小，質(zhì)量控制越好?？梢钥闯?/span>A機臺質(zhì)量控制最好，鑒于C、D機臺屬于新投入運行設(shè)備，此分析結(jié)果符合實際情況。同時為了保證同質(zhì)化生產(chǎn)，下一步計劃B、C、D機臺質(zhì)量對標A機臺，從人機料法環(huán)測等方面進行對比跟蹤和梳理分析，找出引起質(zhì)量指標差異的原因，并采取措施加以改進，進一步挖掘設(shè)備潛力，為產(chǎn)品質(zhì)量提高保障。

目前關(guān)于卷煙質(zhì)量的控制改進思路主要有以下情況：李昭和唐小雪等通過對卷煙工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進行設(shè)置調(diào)節(jié)，對比測試不同參數(shù)對卷煙質(zhì)量的影響，參數(shù)包括除塵風負壓,小風機正壓,梗簽含絲量、返絲量、針輥轉(zhuǎn)速及擋板高度等;此外，有些學者從溫濕度對卷煙質(zhì)量的影響、從不同卷煙機型的卷煙質(zhì)量差異性以及從不同卷煙綜合測試臺測量差異性的方向思考。這些研究都為我們后續(xù)對卷煙質(zhì)量差異性進行分析提供了參考。

3結(jié)論

本文通過對某段時間不同班別不同機臺生產(chǎn)的H牌號卷煙228組物理指標數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計相關(guān)性分析，可以發(fā)現(xiàn)卷煙不同物理指標控制的重要程度及不同物理指標之間的相關(guān)程度，結(jié)果表明：H牌號卷煙質(zhì)量是生產(chǎn)過程中需要重點控制的關(guān)鍵物理指標，它與卷煙圓周、吸阻、總通風率、長度和硬度均呈一定的相關(guān)性。為了充分挖掘卷煙質(zhì)量的影響因素，利用Minitab軟件對該牌號卷煙質(zhì)量與班別、機臺進行單因子方差分析，結(jié)果表明不同機臺的卷煙質(zhì)量控制存在顯著差異，卷煙質(zhì)量與班別無明顯相關(guān)性，以上分析結(jié)果可以為設(shè)備技術(shù)人員對標進行質(zhì)量差異性的排查提供參考。

綜上，通過對H牌號卷煙物理指標進行統(tǒng)計相關(guān)性分析以及通過單因子方差分析挖掘影響關(guān)鍵物理指標的因素，可以發(fā)現(xiàn)卷煙生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制指標和不穩(wěn)定控制因素，并定性分析關(guān)鍵控制指標的影響因素，從而為后續(xù)的卷煙生產(chǎn)和檢驗提供必要的數(shù)據(jù)支撐，以便下一步的卷煙質(zhì)量定量分析，該方法對于穩(wěn)定卷煙物理指標有著一定的借鑒和指導意義。

文章來源：  《上海輕工業(yè)》   http://www.12-baidu.cn/w/kj/30978.html