六西格玛黑带质量项目案例

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,六西格玛黑带质量项目案例,销售收入 制造本钱,D-1 工程选定及与战略的关系,利润最大化,近几年来，我国钢铁行业受到国内外经济形势的影响产能过剩、供大于求及原、燃料价格上涨等，导致钢铁企业普遍进入微利时代，许多企业甚至出现亏损。在此行业背景下，钢铁企业的生存与开展，必然要求企业的经营战略重点在降低产品制造本钱方面，把提高企业本钱管控水平作为企业管理工作的重要任务。,Background,D,M,A,I,C,表1 钢材本钱构成2021年数据,项目,钢材,铁,铁后工序,吨材成本,4715,2890,1825,图1 钢材本钱比例,在钢材产品的本钱构成中，铁本钱占总本钱的60%以上，因此钢铁企业普遍把降低铁本钱工作当作企业降本钱的重点工作。本工程的选题为：?运用六西格玛管理方法 降低铁本钱?，此工程的开发运用符合企业的核心利益和开展方向，受到领导的强力推进。,D-1 工程选定及与战略的关系,D,M,A,I,C,D-2 VOC与CTQ,D,M,A,I,C,生铁本钱包括：,矿石本钱、燃料本钱、动力本钱、回收本钱、其他费用等五个大的方面，其中矿石本钱占铁本钱的63%，燃料本钱占铁本钱的31%，是影响生铁本钱的两个主要因素。,表2 铁本钱构成表2021年数据,铁成本项目,矿石成本,燃料成本,动力成本,回收成本,其它费用,工序成本,元/吨铁,1750.52,869.86,145.51,-56.85,85.51,2794.55,占百分比,62.64%,31.13%,5.21%,-2.03%,3.06%,100.00%,图2 铁本钱比重图,D-2 VOC与CTQ,D,M,A,I,C,铁,成,本,价格,消耗,市场价格,关联价格,其它,矿石,回收,动力,燃料,配矿,煤比,焦比,工序费用,能源介质,煤气,水渣,图 3：铁本钱分解图,CTQ,一层,二层,三层,影响成本,权重（%）,影响成本,重要度,责任单位,类型,铁,成,本,价格,市场,85.51,1,国贸,N,关联,2.32,3,相关部门、单位,S,消耗,矿石,配矿,1.26,4,国贸、制造部、炼铁,C,燃料,焦比,7.57,2,炼铁、焦化、国贸,C,煤比,0.04,8,炼铁、国贸,C,动力,能源介质,0.90,6,炼铁、相关单位,C,回收,0.18,7,炼铁、相关单位,C,其它,工序费用,1.14,5,炼铁、相关单位,C,受控“C”中排第一位的是焦比。,D-2 VOC与CTQ,D,M,A,I,C,表3 铁本钱影响因素评价矩阵,D-2 VOC与CTQ,D,M,A,I,C,表4 高炉评价矩阵图,项目,1BF,2BF,4BF,5BF,6BF,7BF,8BF,产量地位,1,1,3,3,3,3,9,消耗水平,3,3,9,3,1,1,1,提升空间,3,3,9,3,1,3,1,总分,7,7,21,9,5,7,11,图4 高炉的pareto图,我们选定炼铁厂四号高炉降低本钱推进工程，一是它具备改进的潜力，目前能耗高，各种影响因素多；二是它较具代表性，炉容居中，影响铁本钱的因素更全面。,D-3 工程范围,D,M,A,I,C,SIPOC-宏观流程图,原料检验,筛分,称量,冶炼,出铁水,高炉生产,炼钢厂,原燃料,原料车间,煤粉车间,铁水,D-4 Y及缺陷定义,D,M,A,I,C,燃料本钱由焦比和煤比两局部构成，通过喷吹价格较为低廉的煤粉入炉，可提供一定热能，到达替代局部焦炭的效果，是降低焦比的有效手段。数年以来，国内外高炉不断对煤比的提高进展探索和试验，2000年宝钢的煤比试验曾到达历史最高水平250260kg/t，而事实证明，当煤比大于170kg/t时四高炉煤比已到达175kg/t，随着煤比的逐渐升高，焦比的降低效果并不明显，反而导致了燃料比的额外提高，反而使燃料本钱上升，因此，降低燃料本钱的主要手段仍是降低焦比。,焦比=入炉焦量1-水分%/产量,D-5 基线目标,D,M,A,I,C,BASELINE,现况,现 状：,380kg/t,目 标：,370kg/t,极限目标：,360kg/t,目标：,370kg/t,D-6 按月预计效益,D,M,A,I,C,2021年10月份外购焦价格：2096元/吨。,如果四高炉入炉焦比降低至目标值主要降低外购焦。那么燃料本钱可降低20元/吨，四高炉每月产量约19万吨，即月预计效益：,2019=380万元。,现状：,380kg/t,焦比,D-7 团队构成,D,M,A,I,C,Project Leader,陆隆文 李怀远,邹明东,周火青,黄立准,舒文虎,王玉稳,制造部 景宏杰,质 检 赵蕴智,贾丽辉,国 贸 董汉东,焦 化 钱红辉,烧 结 肖 扬,赵志国,赵 思,李 进,李 昕,甘如华,徐智慧,邓振权,徐 晓,企管科,设备部,高炉,生技部,厂部,CHAMPION,应宏,MBB/BB,工程学院六西格玛团队,相关单位,刘和平,陈德权,朱义斌,D-8 工程推进方案,D,M,A,I,C,组员数据收集,全员共同制定,目标,推进计划制定,测量系统重复性及再现性分析与确认各工序 INPUTN,OUTPUT分析 寻找,X变量,收集数据，进行多元回归分析,找出关键X变量,确定改善方向,DOE,关键X变量改善,员工个人别管理 CONTROL PLAN重点管理,标准化管理,小组,活动,时间,Define,Measure,Analyze,Control,Improve,8月,8月1日-9月30日,9月,9月16日-9月30日,10月,10月1日-10月13日,11月,10月14日-11月30日,12月,11月1日-12月10日,M-1 数据采集方案,D,M,A,I,C,序,号,指标,名称,实际性问题,数据,类型,数据收集方法,W,H,收集人,收集时间,样本量,1,大块焦,正常生产,情况下,每批料收集一次,连续,朱义斌,8月1日9月15日,焦炭数据,46,2,小块焦,正常生产,情况下,每批料收集一次,连续,朱义斌,8月1日9月15日,焦炭数据,46,3,矿石,正常生产,情况下,每批料收集一次,连续,朱义斌,8月1日9月15日,矿石数据,46,4,产量,正常生产,情况下,每次铁收集一次,连续,朱义斌,8月1日9月15日,铁水产量,46,M-2 y的测量系统分析,D,M,A,I,C,C,O,焦秤测量值的嵌套方差分析:,对于 测量值 的方差分析,来源 自由度 SS MS F P,合计 26 0.0498,方差分量,来源 方差分量 总和的 % 标准差,结论：%P/T60.0490.100=2.94%10%。,说明测量系统是可靠的。,矿秤测量值的嵌套方差分析:,对于 测量值 的方差分析,来源 自由度 SS MS F P,方差分量,来源 方差分量 总和的 % 标准差,合计 0.005,结论：%P/T60.0710.200=2.13%10%,说明测量系统是可靠的,M-3 能力分析,D,M,A,I,C,Y有正态性,工程能力,不够充分,需要继续改善！,CPK= -0.54,M-4 过程图IPO,D,M,A,I,C,原料,检验,输入,物理性能,化学成份,运输方式,类型,N,N,N,输出,焦比,.,筛网规格,.,筛分速度,.,S,C,冶炼,上部调剂,批 重,配 比,.,风 量,风 温,富 氧,喷 煤,风口面积及布局,炉温控制,造渣制度,休风率,渣铁排放,煤气利用率,输入,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,类型,输出,铁水,产量,C,筛分,称量,.,超标补偿,C,焦比,焦比,焦比,焦比,M-5 失效模式分析,D,M,A,I,C,序号,输入,潜在模式,潜在影响,SEV,潜在要因,OCC,当前控制方法,DET,RPN,1,上部调剂,环数、角度变化,气流引起煤气流变化,8,改变矿焦,在炉内的分布,2,经验调整,9,144,2,批重,批重变化,矿焦层厚度不合适,3,与炉况不匹配,4,工艺制度,5,60,3,配比,配比不合理,渣铁排放不畅,3,供应链出现问题,5,工艺制度,5,75,4,筛网规格,筛孔尺寸太小,影响透气性,5,筛网堵塞,2,技术规程,3,30,5,筛分速度,筛速过快,筛分效果不佳,5,料流过大,2,技术规程,4,40,6,超标补偿,未及时补偿,影响炉况,6,控制程序故障,2,工艺设备,7,84,7,风量,超出正常范围,影响炉况,8,渣铁排放不畅,6,技术规程,6,288,8,操作不当,5,6,240,8,外围条件变化,4,6,192,8,风温,风温过低,导致燃料增加,10,设备影响、,4,工艺制度,技术要求,4,160,10,操作影响,5,4,200,9,富氧,富氧量变化,影响冶炼强度,7,炉况不好,5,工艺要求,2,70,M-5 失效模式分析,D,M,A,I,C,序号,输入,潜在模式,潜在影响,SEV,潜在要因,OCC,当前控制,方法,DET,RPN,10,喷煤,置换比波动,不能充分燃烧,10,配煤不合理,5,工艺,标准,3,150,10,操作影响,4,3,120,10,设备影响,6,3,180,11,风口面积及布局,布局调整不及时,影响初始煤气流动速度,8,风口面积与布局不匹配,1,工艺制度,8,64,12,炉温控制,炉温大幅波动,焦比升高,10,操作者水平,6,技术要求,质检,3,180,10,外部因素导致炉况变化,4,3,120,13,造渣制度,调整不合适,渣铁流动不畅,4,渣温,3,工艺制度,3,36,4,碱度,3,3,36,14,设备休风率,休风率高,产量损失、热量损失,8,设备故障,4,工艺,制度,4,128,8,待罐,5,4,160,8,待料,5,5,200,15,渣铁排放,憋炉,影响冶炼进程,9,炉前维护,6,工艺,制度,3,162,9,设备故障,5,3,135,9,待罐,5,4,180,16,煤气利用率,利用率过低,焦比升高,10,炉况波动,6,质检,4,240,17,产量,产量波动,单耗高,10,外部条件、内因,5,生产,计划,3,150,9,5,3,135,M-6 快速改善,D,M,A,I,C,输入,要因名称,改进前,RPN,改进措施,责任人,完成日期,措施结果,S,O,D,RPN,上部调剂,改变矿焦在炉内的分布,144,改进矿焦在炉内的分布。,刘和平,9月15日,5,2,7,70,设备休风率,设备故障,128,加强设备点检，降低设备故障,率。,甘如华,9月15日,6,3,3,54,待料,160,建立原燃料库存动态信息。,赵志国,9月15日,6,2,2,24,待罐,200,及时组织翻铁，保证合理的,铁罐数量。,赵志国,9月15日,5,3,2,30,渣铁排放,炉前维护,162,控制适宜的打泥量，保证铁口,深度。,赵志国,9月15日,5,4,3,60,待罐,135,及时组织翻铁，保证合理的,铁罐数量。,赵志国,9月15日,7,4,2,56,设备故障,180,加强设备点检，降低设备故障,率。,甘如华,9月15日,6,2,1,12,产量,外部条件,150,加强进厂原燃料质量的检查。,赵 思,9月15日,8,5,2,80,内因,135,减少各类耽误。,赵志国,9月15日,7,4,2,56,M-7 快速改善效果的比较,D,M,A,I,C,结论：经过正态性检验上半月与下半月焦比P值都大于0.05，说明数据服从正态分布；等方差检验P=0.1230.05，说明改善前前方差没有明显差异。,M-7 快速改善效果的比较,D,M,A,I,C,结论：均值检验采用的是双样本T检验，其中P=0.0000.05，说明改善后焦比均值有显著降低。,双样本 T 检验和置信区间,时间段 N 平均值 标准差 标准误,改善后 15 379.5 10.9 2.8,改善前 15 406.5 16.7 4.3,差值 = mu (改善后) - mu (改善前),差值估计: -27.07,差值的 95% 置信上限: -18.30,差值 = 0 (与 ) 的 T 检验：,T 值 = -5.25,P 值 = 0.000,自由度 = 28,两者都使用合并标准差 = 14.1226,关键的输入,Xs,20,输入,4输入,3输入,2输入,改善关键的,Xs,控制关键的,Xs,所有,的,Xs,验证主要因素,过程图,FMEA,筛选出显著因素,9输入,快赢措施,1.通过过程图共找到 20个 X,2.通过FMEA共筛选出 9个 X,X1: 上部调剂,X2: 风量,X3: 风温,X4: 喷煤,X6: 休风率,X7: 渣铁排放,X8: 煤气利用,X9: 产量,3.快赢改善了 4个 X,X1: 上部调剂,X6: 休风率,X7: 渣铁排放,X9: 产量,D,M,A,I,C,M-8 测量阶段小结,X5: 炉温控制,5输入,M-9 分析方案,D,M,A,I,C,经过FMEA后，仍然比较重要的X有：,我们有必要在下一阶段对以上X因子作进一部的分析。,X2. 风量。,X3. 风温。,X5. 煤比。,X4. Si。,X8. 煤气利用率。,A-1 验证潜在原因,D,M,A,I,C,验证潜在原因方案表,序号,潜在原因X,数据类型,因变量Y,数据类型,潜在原因X的设计水平,验证工具,1,风量,连续,焦比,连续,4900 M,3,5100 M,3,多元回归,2,风温,连续,焦比,连续,11501160,多元回归,3,Si,连续,焦比,连续,0.3 % 0.5 %,多元回归,4,煤比,连续,焦比,连续,170 kg/t 175 kg/t,多元回归,5,煤气利用率,连续,焦比,连续,44% 45%,多元回归,A-2 数据收集方案表,D,M,A,I,C,序,号,指标名称,实际性问题,收集方法,正常生产情况,收集频率,收集人,收集时间,样本量,1,风量,是,每小时一次/24,朱义斌,9月16日10月13日,28,2,风温,是,每小时一次/24,9月16日10月13日,28,3,Si,是,每次铁一次/n,9月16日10月13日,28,4,煤比,是,每天一次,9月16日10月13日,28,5,煤气利用率,是,每班一次/3,9月16日10月13日,28,6,焦比,是,每天一次,9月16日10月13日,28,因变量Y数据收集方案表,A-3 X因子分析验证,D,M,A,I,C,自变量 系数 系数标准误 T P,S = 5.53333 R-Sq = 84.4% R-Sq调整 = 80.8%,方差分析,来源 自由度 SS MS F P,回归方程为：,焦比 = 831 + 0.0193 煤比 + 0.00283 风量 - 0.111 风温 + 22.4 Si - 8.38 煤气利用率,A-3 X因子分析验证,D,M,A,I,C,方差,R-Sq,R-Sq,（调整）,Mallows Cp,S,煤比,风量,风温,Si,煤气利用率,1,76.6,75.7,8.9,6.2234,X,1,49.2,47.3,47.4,9.1692,X,1,40.5,38.2,59.6,9.9227,X,2,83.0,81.6,2.0,5.4175,X,X,2,80.9,79.3,4.9,5.7412,X,X,2,76.7,74.8,10.7,6.3322,X,X,3,84.0,82.0,2.5,5.3561,X,X,X,3,83.0,80.9,3.9,5.5192,X,X,X,3,83.0,80.8,4.0,5.5289,X,X,X,4,84.3,81.6,4.0,5.4170,X,X,X,X,4,84.1,81.3,4.3,5.4538,X,X,X,X,4,83.0,80.1,5.9,5.6378,X,X,X,X,5,84.4,80.8,6.0,5.5333,X,X,X,X,X, 最正确子集回归,回归方程为,焦比 = 823 - 0.0880 风温 + 24.6 Si - 8.44 煤气利用率,自变量 系数 系数标准误 T P,常量 822.62 77.55 10.61 0.000,风温 -0.08799 0.07008 -1.26 0.221,Si 24.60 11.32 2.17 0.040,煤气利用率 -8.441 1.307 -6.46 0.000,S = 5.35608 R-Sq = 84.0% R-Sq（调整） = 82.0%,方差分析,来源 自由度 SS MS F P,回归 3 3615.7 1205.2 42.01 0.000,残差误差 24 688.5 28.7,合计 27 4304.2,A-3 X因子分析验证,D,M,A,I,C,A-4 根本原因汇总,D,M,A,I,C,影响因子的根本原因汇总表,序号,潜在原因X,因变量Y,是否要因,是否可控,是否关键,1,风量,焦比,否,是,否,2,风温,是,是,是,3,Si,是,是,是,4,煤比,否,是,否,5,煤气利用率,是,是,是,I-1 X因子试验方案,D,M,A,I,C,标准序,运行序,中心点,区组,风温,Si,煤气利用率,焦比,4,1,1,1,1180,0.6,42.5,376.3,7,2,1,1,1140,0.6,44.5,365.3,5,3,1,1,1140,0.4,44.5,360,6,4,1,1,1180,0.4,44.5,357.4,2,5,1,1,1180,0.4,42.5,371.4,9,6,0,1,1160,0.5,43.5,371.3,3,7,1,1,1140,0.6,42.5,374.2,8,8,1,1,1180,0.6,44.5,364.1,10,9,0,1,1160,0.5,43.5,372,11,10,0,1,1160,0.5,43.5,371.8,1,11,1,1,1140,0.4,42.5,373.4,三因素两水平带中心点试验设计,I-2 X因子试验报告,D,M,A,I,C,项,效应,系数,系数标准误,T,P,常量,369.936,1.196,309.40,0.000,风温,-2.075,-1.037,1.402,-0.74,0.513,Si,9.375,4.688,1.402,3.34,0.044,煤气利用率,-15.325,-7.663,1.402,-5.47,0.012,风温*Si,2.475,1.237,1.402,0.88,0.442,风温*煤气利用率,-3.425,-1.713,1.402,-1.22,0.309,Si*煤气利用率,6.125,3.063,1.402,2.18,0.117,风温*Si*煤气利用率,-3.975,-1.987,1.402,-1.42,0.251,来源,自由度,Seq SS,Adj SS,Adj MS,F,P,主效应,3,654.10,654.10,218.035,13.86,0.029,2因子交互作用,3,110.74,110.74,36.915,2.35,0.251,3因子交互作用,1,31.60,31.60,31.601,2.01,0.251,残差误差,3,47.18,47.18,15.726,弯曲,1,37.05,37.05,37.050,7.32,0.114,纯误差,2,10.13,10.13,5.063,合计,10,843.63,S = 3.96555,R-Sq = 94.41%,R-Sq预测 = 0.00%,R-Sq调整 = 81.36%,I-2 X因子试验报告,D,M,A,I,C,I-3 X因子量化试验,D,M,A,I,C,I-4 验证试验,D,M,A,I,C,项,效应,系数,系数标准误,T,P,常量,369.936,1.501,246.54,0.000,Si,9.375,4.687,1.759,2.66,0.029,煤气利用率,-15.325,-7.663,1.759,-4.35,0.002,来源,自由度,Seq SS,Adj SS,Adj MS,F,P,主效应,2,645.49,645.49,322.75,13.03,0.003,残差误差,8,198.13,198.13,24.77,弯曲,1,37.05,37.05,37.05,1.61,0.245,失拟,1,75.03,75.03,75.03,5.23,0.062,纯误差,6,86.05,86.05,14.34,合计,10,843.63,S = 4.97661,R-Sq = 76.51%,R-Sq预测 = 50.73%,R-Sq调整 = 70.64%,I-4 验证试验,D,M,A,I,C,I-4 验证试验,D,M,A,I,C,C-1 控制方案,D,M,A,I,C,企业,名称,过程,名称,特性,规范,评价/测量方法,过程控制,CTQ,CTP,CTQ,CTP,方法,频率,精益小组名称,目标名称,目标值,控制方法,负责人,炼,铁,厂,冶炼,焦比,Si,Si,0.4-0.6%,正常生产情况下,每次铁一次,运用,六西,格玛,降低,铁成本,降低,焦比,从380kg/t到370kg/t,I-MR控制图,刘和平,煤气利用率,煤气利用率,43.0-45.0%,正常生产情况下,每小时一次,D,M,A,I,C,C-2 失效模式分析,输入,潜在失效,模式,潜在失效,影响,SEV,潜在失效要因,OCC,过程控制,DET,RPN,改进措施,责任人/,完成时间,改善结果,S,O,D,RPN,风,量,超出正常,范围,影响炉况,8,渣铁排放不畅,6,技术规程,6,288,改进操作，,加强铁钢平衡,刘和平/10月,4,5,5,100,8,操作不当,5,工艺要求,6,240,改进操作,刘和平/10月,5,4,5,100,8,外围条件变化,4,工艺制度,6,192,及时反馈信息,刘和平/10月,6,4,3,72,风,温,风温过低,导致燃料,增加,10,设备影响、,4,工艺制度,4,160,改进维护,文家才/10月,7,3,4,84,10,操作影响,5,技术要求,4,200,改进操作,文家才/10月,9,3,4,108,D,M,A,I,C,C-2 失效模式分析,输入,潜在失,效模式,潜在失,效影响,SEV,潜在失效要因,OCC,过程,控制,DET,RPN,改进,措施,责任人,/完成时间,改善结果,S,O,D,RPN,Si,Si含量,波动大,焦比,升高,10,操作者水平,6,技术,要求,3,180,改进,操作,朱义斌,/10月,8,4,3,96,10,外部因素导致,炉况变化,4,质检,3,120,DOE,试验,朱义斌,/10月,6,3,3,54,煤比,煤比过低,焦比,升高,10,配煤不合理,3,工艺,制度,3,90,无,陈德全,/10月,9,3,3,81,10,操作影响,4,工艺,要求,3,120,改进,操作,陈德全,/10月,9,3,3,81,10,设备影响,6,工艺,制度,3,180,点检,维护,陈德全,/10月,8,5,2,80,煤气,利用率,利用率,过低,焦比,升高,10,炉况波动,6,质检,4,240,DOE,试验,刘和平,/10月,6,3,2,36,10,设备运行状况,欠佳,4,工艺,制度,4,160,点检,维护,刘和平,/10月,7,4,3,84,D,M,A,I,C,C-3,改善效果跟踪,D,M,A,I,C,C-3,改善效果跟踪,结论：从控制图及能力指数分析，改善前、改善过程中及改善后的控制水平及能力指数都有显著提高。,谢谢观赏！,2020/11/5,43,