畢業(yè)論文馬鋼燒結(jié)廠燒結(jié)礦質(zhì)量控制設(shè)計(jì).doc

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1、馬鋼燒結(jié)廠燒結(jié)礦質(zhì)量控制設(shè)計(jì) 1.緒論 1.1 引言 美國(guó)著名質(zhì)量管理專家朱蘭(]. M. Juran)1994 年在美國(guó)質(zhì)量管理學(xué)會(huì)年 會(huì)上說過，20 世紀(jì)將以“生產(chǎn)力的世紀(jì)”載入史冊(cè)， 21 世紀(jì)是“質(zhì)量的世紀(jì)?！彼念A(yù)言正在逐步地現(xiàn)實(shí)。剛剛跨入21 世紀(jì)，人們就感受到自身己置于一種濃厚的競(jìng)爭(zhēng)氛圍中，競(jìng)爭(zhēng)無處不在。國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)正逐漸被市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)所代替，而市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)又從企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展為供應(yīng)鏈間的競(jìng)爭(zhēng)。在這場(chǎng)無國(guó)界的競(jìng)爭(zhēng)中，質(zhì)量扮演著極為重要的角色。 隨著社會(huì)生產(chǎn)力不斷發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，面對(duì)日趨激烈的國(guó)際、國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，能否提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)不僅僅是企業(yè)在

2、競(jìng)爭(zhēng)中能否取得優(yōu)勢(shì)的 問題，說嚴(yán)重點(diǎn)，它直接關(guān)系到企業(yè)的生存問題。 每個(gè)企業(yè)、每種產(chǎn)品和服務(wù)，要想在國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地，都要面對(duì)“超嚴(yán)格的質(zhì)量要求”，要努力使自己達(dá)到世界級(jí)的質(zhì)量水平。 1.2 質(zhì)量控制研究的背景及意義 在我國(guó)加入WTO 既成事實(shí)的情況下，面對(duì)日趨激烈的國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)， 企業(yè)能否提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)不僅僅是企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中能否取得優(yōu)勢(shì)的問題， 說嚴(yán)重點(diǎn)，它直接關(guān)系到企業(yè)的生存問題。因此，我國(guó)企業(yè)要想在未來的競(jìng)爭(zhēng)中 占有一席之地，必須對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提出更高的要求，且這種高要求應(yīng)不以高投入為 條件。因此，作為國(guó)際上通行的行之有效的質(zhì)量管理技術(shù) SPC，正在受到

3、越來越 多國(guó)內(nèi)企業(yè)的重視，并被視為企業(yè)降低廢品率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加企業(yè)效益， 全面推行 IS09000 和 QS9000 質(zhì)量管理體系的重要工具。 要提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須對(duì)生產(chǎn)、制造各環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，必須大力提倡對(duì)質(zhì)量科學(xué)的應(yīng)用，如對(duì)生產(chǎn)線推行和實(shí)施各種質(zhì)量科學(xué)技術(shù)，用以保證實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制中的預(yù)防原則。這方面SPC(Statistical Process Control)即統(tǒng)計(jì)過程 控制及其系列技術(shù)如SPD(Statistical Process Diagnosis)即統(tǒng)計(jì)過程診斷和 DOE(Design of Experiments)等扮演了重要角色。 SPC(Statis

4、tical Process Control)即統(tǒng)計(jì)過程控制，是20 世紀(jì)20 年代由 美國(guó)休哈特首創(chuàng)的。SPC 主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機(jī)波動(dòng)與異常波動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)過程的異 常提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時(shí)采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達(dá)到提高和控制質(zhì)量的目的。 SPC 可以判斷過程的異常，及時(shí)報(bào)警，但早期的SPC 不能告知其異常是什么 因素引起的，發(fā)生于何處，即不能進(jìn)行診斷，而在現(xiàn)場(chǎng)迫切需要解決診斷問題。 現(xiàn)代SPC 不但具有SPC 及時(shí)報(bào)警的控制功能，而且具有SPC 所沒有的診斷功能， 上升為SPD(Sta

5、tistical Process Diagnosis)統(tǒng)計(jì)過程診斷。SPD 就是利用統(tǒng)計(jì) 技術(shù)對(duì)過程中的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控與診斷，從而達(dá)到縮短診斷異常的時(shí)間、以便 迅速采取糾正措施、減少損失、降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。SPD 是現(xiàn)代SPC 理論的發(fā)展與重要組成部分。 而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiments, 縮寫為DOE)是研究如何制定適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案以便對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)學(xué)理論與方法。它是分析處理影 響產(chǎn)品質(zhì)量的不同因素在不同水平下實(shí)驗(yàn)所得的到的數(shù)據(jù)從而找出影響產(chǎn)品質(zhì) 量的不同因素的最佳水平組合，目的在于尋求實(shí)驗(yàn)因素恰當(dāng)?shù)乃浇M合，實(shí)現(xiàn)系 統(tǒng)的相對(duì)

6、優(yōu)化。 在這種背景下，馬鋼第一煉鐵總廠燒結(jié)分廠充分認(rèn)識(shí)到形勢(shì)的嚴(yán)峻性，提出 充分利用SPC，SPD 及DOE 理論與技術(shù)來進(jìn)行燒結(jié)礦質(zhì)量控制方法設(shè)計(jì)，不斷改 進(jìn)、完善生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)管理及生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1.3．1國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r 由于國(guó)外許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家具有較長(zhǎng)的工業(yè)發(fā)展歷史，它們對(duì)過程控制的 研究也較早。在20 世紀(jì)20 年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室就成立了以休哈特為學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人 的過程控制研究組，以及由道奇為學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人的產(chǎn)品控制研究組。經(jīng)過科學(xué)家 的悉心研究和不斷實(shí)踐，井在總結(jié)他人研究成果的基礎(chǔ)上，休哈特創(chuàng)建了著名的 過程控制理論:

7、《制造產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)控制》(Economic Control of Quality Manufactured Products)，休哈特這本著作的出版，標(biāo)志著統(tǒng)計(jì)過程控制與診斷 時(shí)代的開始。 休哈特的過程控制理論的最大應(yīng)用成果就是控制圖在生產(chǎn)、服務(wù)行業(yè)的廣泛 應(yīng)用，極大地促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。但隨著對(duì)SPC 應(yīng)用的深入，人們逐步發(fā)現(xiàn) 了SPC 控制圖的缺點(diǎn):只利用了過程當(dāng)前數(shù)據(jù)的信息，而沒有充分利用整個(gè)樣本 數(shù)據(jù)的信息，所以對(duì)過程的小變化不夠靈敏，所以在休哈特之后，許多學(xué)者經(jīng)過 多年研究和實(shí)踐提出了許多種彌補(bǔ)休哈特控制圖不足的控制圖，主要有: 佩奇 (E. S. Page)在

8、1954 最早應(yīng)用序貫分析原理，提出了累積和控制圖 (Cumulative Sum Control Chart，CUSUM)，它可以將一系列點(diǎn)的微弱信息累積 起來，對(duì)過程的小變動(dòng)靈敏度很高，隨后，許多學(xué)者對(duì)此也做出了一些重要的研 究。 針對(duì)休哈特控制圖對(duì)小變動(dòng)不靈敏的缺點(diǎn)，羅伯茨(S. W. Roberts)在1959 年提出了指數(shù)加權(quán)平均控制圖(Exponentially Weighted Moving Average Control Chart, EWMA)，這是一種適用于檢出過程小波動(dòng)的控制圖，其特性幾乎 與累積和控制圖相同，但由于EWMA 是所有過去及當(dāng)前觀測(cè)值的加權(quán)平均，

9、所以 它對(duì)正態(tài)假設(shè)很不敏感，從而它與個(gè)別觀測(cè)值聯(lián)合使用是很理想的。 生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，帶動(dòng)了柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的快速崛起，小批量生產(chǎn)日益普及，對(duì)小批量生產(chǎn)的質(zhì)量控制也越來越重要，小批量生產(chǎn)控制圖(Control Charts For Low Volume Manufacturing)也得到了發(fā)展，主要有以下幾類: ①無先驗(yàn)信息小批量生產(chǎn)的控制圖。1969 年希利爾(F. S. Hulier )與新加 坡楊中浩提出了小樣本控制圖，1991-1995 年久森伯瑞 (C. P. Qusenrerry)提出了Q 控制圖，但統(tǒng)計(jì)摸擬試驗(yàn)證實(shí)這類控制圖檢出異常的能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于參數(shù)已知條件下的控制圖。

10、 ②將相似工序同類分布的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過某種數(shù)學(xué)變換成同一分布，從 而可以累積起來成為大樣本，于是可以應(yīng)用大樣本方法，常見的方法有通用圖法、 相對(duì)公差法、美軍固定樣本容量法等。 休哈特的控制圖只能對(duì)單一質(zhì)量特性進(jìn)行控制，但通常情況下工序都包含許多質(zhì)量指標(biāo)，當(dāng)然可以用休哈特控制圖分別對(duì)每個(gè)指針進(jìn)行控制，但是這樣沒有 考慮指標(biāo)間的相關(guān)性，將會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論，針對(duì)休哈特圖的這一不足，1947 年霍特林((H. Hotelling)提出了多元T2 控制圖，揭開了多元控制的新時(shí)代。 在一元正態(tài)分布情況下，均值與方差這兩個(gè)參數(shù)是互相獨(dú)立的，故控制正態(tài) 分布就需要對(duì)于均值與方差分別應(yīng)用相應(yīng)的

11、控制圖進(jìn)行控制，類似地，在多元正 態(tài)分布的條件下，均值向量與多元協(xié)方差矩陣這兩個(gè)參數(shù)也是相互獨(dú)立的，故控 制多元正態(tài)分布時(shí)也需要分別應(yīng)用相應(yīng)的多元控制圖對(duì)均值向量與多元協(xié)方差 矩陣進(jìn)行控制。如同一元控制圖在方差受控的前提下討論均值的控制問題才有意 義一樣，多元T2 控制圖也是在假定協(xié)方差矩陣保持受控的前提下討論均值向量 的控制才有意義。 在1985 年，阿爾特 ((F. B. ALT)提出了基于似然比檢驗(yàn)的多元協(xié)方差控制 圖。其它多元協(xié)方差控制圖還有樣本廣義方差{S}圖、W 圖、 L 圖等，但以上這 些多元協(xié)方差控制圖的缺點(diǎn)是要求多元協(xié)方差陣為已知這在現(xiàn)場(chǎng)不易作到。 在20

12、世紀(jì)80-90 年代，多元CUSUM 控制圖得到了發(fā)展，應(yīng)用多元CUSUM 控 制圖對(duì)多元過程進(jìn)行控制，也應(yīng)分別控制過程的均值向量與多元協(xié)方差矩陣。從 應(yīng)用的角度看，均值向量的控制更重要些。伍德爾 (W. H. Woodal l, 1985 )， 恩冠勃 (M. M. Ncube, 1985)及霍金斯 (D. M. Hawkinw, 1991)等人對(duì)此作出了 貢獻(xiàn)。1992 年勞瑞((C. A. Lowry)與伍德爾將一元的EWMA 控制圖推廣到多元， 當(dāng)然，它也是控制均值向量。這些多元控制理論的發(fā)展極大的彌補(bǔ)了休哈特圖在 工序控制上的缺點(diǎn)，因而在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用，也取得了可喜

13、的成績(jī)。 1.3．2國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)內(nèi)由于歷史的原因，新中國(guó)成立時(shí)，我國(guó)的企業(yè)質(zhì)量管理水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于 世界，普遍處于單純檢驗(yàn)為主的階段，從1978 年開始，我國(guó)才開始宣傳、推行 全面質(zhì)量管理，經(jīng)過二十年的努力，我國(guó)企業(yè)的質(zhì)量管理工作發(fā)生了巨大的變化， 質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)從無到有，形成了全國(guó)推行全面質(zhì)量管理的組織體制。質(zhì)量觀念和 質(zhì)量管理思想發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變，企業(yè)的質(zhì)量管理也由質(zhì)量檢驗(yàn)為主發(fā)展為質(zhì)量 控制，由把關(guān)型向預(yù)防型和提高型轉(zhuǎn)變。 SPC 在很多企業(yè)中得到了充分的應(yīng)用，這與大批投身于質(zhì)量管理的技術(shù)人員 的努力分不開的，尤其是北京科技大學(xué)的張公緒教授，他在多年研究國(guó)外SPC

14、 理論的基礎(chǔ)上，取其精華并結(jié)合中國(guó)的實(shí)際情況，在1982 年提出了兩種質(zhì)量診 斷理論，開辟了統(tǒng)計(jì)診斷理論的新方向，從此SPC 理論上升到一個(gè)新的高度。 陳志強(qiáng)博士在1996 年提出了基于模糊信息的模糊控制圖，如貼近度控制圖。 基于模糊集代表值的控制圖，基于加權(quán)合成值的控制圖等，可以應(yīng)用于感官性指 標(biāo)的質(zhì)量控制問題。它還提出了模糊不合格品率控制圖，較之傳統(tǒng)的不合格品率 控制圖更為靈敏，他根據(jù) “過程異?！边@一模糊現(xiàn)象，進(jìn)一步提出了基于模糊 判異的控制圖，他還提出了模糊選控值，模糊選控圖和模糊EWMA 控制圖以及兩 種質(zhì)量模糊診斷理論，為工序質(zhì)量診斷理論的模糊化作出了貢獻(xiàn)。 樸祥民

15、博士研究了歷史信息小批量生產(chǎn)的控制圖的問題，應(yīng)用貝葉斯(Bayes) 分析方法，充分利用已知信息，彌補(bǔ)了小批量生產(chǎn)樣本少的缺陷，求出參數(shù)的優(yōu) 良估計(jì)，從而仍然可以應(yīng)用大樣本方法，樸祥民的工作為兩種質(zhì)量診斷理論的小 批量化作出了貢獻(xiàn)，也為小批量生產(chǎn)的質(zhì)量控制與診斷開辟了一條新的途徑。 上面所說的控制圖，包括休哈特圖、CUSUM 圖、EWMA 圖等在內(nèi)的現(xiàn)有控制圖 都是全控圖。所謂全控圖是對(duì)所有異因都加以控制的控制圖。 1980 年張公緒提出了選控圖系列，可以用來選擇部分異因加以控制，從而 縮小了查找異因的范圍，提高了效率。選控圖是利用數(shù)學(xué)變換來實(shí)現(xiàn)選控的，在 統(tǒng)計(jì)過程診斷理論中具

16、有重要的作用，選控圖與全控圖是一一對(duì)應(yīng)，例如，可以 相應(yīng)地構(gòu)造出選控休哈特圖、選控CUSUM 圖、選控EWMA 圖、選控多元T2 圖等等。 對(duì)多元控制圖，我國(guó)的學(xué)者也進(jìn)行了專門的研究，1997 年劉艷永博士提出 了多元協(xié)方差陣未知時(shí)的樣本廣義方差多元協(xié)方差控制圖，以及最大、最小特征 根據(jù)多元協(xié)方差控制圖。 在1993 年，張公緒提出了具有多個(gè)非控異因的多元選控圖。1998 年張公緒 提出相關(guān)單因素多元診斷理論，根據(jù)兩種質(zhì)量診斷理論，他還提出了兩種工序能 力指數(shù)的診斷理論，為尋找生產(chǎn)線質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)提供了極其簡(jiǎn)明的方法。另外孫 靜博士對(duì)于接近零不合格品過程的SPC 問題進(jìn)行了深入的

17、研究，提出了接近零不 合格品過程的判穩(wěn)準(zhǔn)則，判異準(zhǔn)則，優(yōu)于國(guó)外的兩階段控制圖法近年來，我國(guó)有 關(guān)學(xué)者還提出了多元逐步診斷理論，兩種質(zhì)量多指針診斷法，模糊質(zhì)量控制，小 批量生產(chǎn)的質(zhì)量控制，多元協(xié)方差控制圖，接近零不合格品過程的質(zhì)量控制等理 論和方法，豐富與發(fā)展了SPC 理論及應(yīng)用范圍。 1.3．3發(fā)展現(xiàn)狀 隨著新世紀(jì)的到來，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)已與世界經(jīng)濟(jì)溶為一體，國(guó)內(nèi)企業(yè)要在世界 經(jīng)濟(jì)中生存下去就必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低成本，但是沒有科學(xué)的質(zhì)量管理 技術(shù)來保證產(chǎn)品質(zhì)量完全靠人為檢驗(yàn)已無法實(shí)現(xiàn)，只能被市場(chǎng)所淘汰。隨著 IS09000 質(zhì)量體系在世界范圍內(nèi)的流行，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制

18、已從傳統(tǒng)的百分率向 PPM 轉(zhuǎn)變，要在新的形勢(shì)下獲得發(fā)展，必須尋求更加科學(xué)的質(zhì)量管理手段才能實(shí) 現(xiàn)。SPC 理論及工具目前發(fā)展較成熟，但在實(shí)踐應(yīng)用中還有許多待完善的地方。 1.4課題研究背景 【總概】現(xiàn)有三臺(tái)燒結(jié)機(jī)，均由當(dāng)時(shí)三臺(tái)75 m2燒結(jié)機(jī)改造而成，兩臺(tái)90m2，一臺(tái)105m2，總有效燒結(jié)面積285 m2，燒結(jié)礦利用系數(shù)為1.7-1.8t/m2.h，作業(yè)率達(dá)96%以上，燒結(jié)礦年生產(chǎn)能力達(dá)420萬噸，主要供一鐵總廠高爐使用。在全國(guó)同類型燒結(jié)機(jī)中，燒結(jié)礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)整體處于領(lǐng)先水平。燒結(jié)用含鐵礦富粉率達(dá)70%以上，設(shè)有一個(gè)簡(jiǎn)易的混勻料場(chǎng)，日處理量約6500t/d，混勻礦全料比約為4

19、0%左右。馬鋼第一煉鐵總廠配料車間有兩個(gè)，分一配、二配。有兩臺(tái)20t 的橋式抓斗吊車，一配15 臺(tái)給料機(jī)，其中精礦7 臺(tái)，煤粉3 臺(tái)，云粉2 臺(tái)，灰石1 臺(tái)，生石灰2 臺(tái)；二配13 臺(tái)，其中精礦6 臺(tái)，煤粉2 臺(tái)，云粉2 臺(tái)，灰石1 臺(tái)，生石灰2 臺(tái)。 1.5燒結(jié)礦質(zhì)量控制的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)： （一）、面對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)以及環(huán)保的要求，國(guó)內(nèi)部分有遠(yuǎn)見的鋼鐵企業(yè)都在結(jié) 合各自的實(shí)際情況尋求發(fā)展非高爐煉鐵技術(shù)，并已經(jīng)走在了國(guó)際同行的前列。 目前，國(guó)內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)對(duì)以下各工藝技術(shù)的關(guān)注程度較高，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看這 些技術(shù)都能大規(guī)模應(yīng)用生產(chǎn)，也滿足國(guó)家環(huán)保的要求，帶來良好的經(jīng)濟(jì)

20、效益和社 會(huì)效益，各自的工藝特點(diǎn)可為不同的企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn)所采用。 （1）、HYL-ZR 是目前成熟的使用煤氣還原球團(tuán)礦生產(chǎn)直接還原鐵的工藝， 國(guó)內(nèi)有煤氣資源條件的，短流程電爐煉鋼的廠家值得考慮，投資也相對(duì)較低，但 值得一提的是對(duì)球團(tuán)礦的性能要求較高。 （2）、COREX 雖然是目前唯一成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的熔融還原的成熟工藝， 但目前由于對(duì)原燃料的性能要求較高甚至苛刻。其引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備費(fèi)用較高，后 續(xù)仍需要解決的技術(shù)問題很多，發(fā)展受到一定限制，適合有一定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力 的企業(yè)。 （3）、FINEX 目前也已投入工業(yè)生產(chǎn)，采用粉礦、粉煤、壓塊技術(shù)、原燃料 適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)操作穩(wěn)

21、定性、作業(yè)率等有待于進(jìn)一步生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證。 （4）、HISMELT 直接使用粉礦、粉煤生產(chǎn)鐵水、原燃料適應(yīng)性強(qiáng)，但目前作 業(yè)率低，設(shè)備故障率較高，工藝可行，發(fā)展前景樂觀。 1.6課題研究?jī)?nèi)容及研究步驟 研究?jī)?nèi)容：研究?jī)?nèi)容：研究的內(nèi)容分為兩個(gè)部分。第一部分是依照PDCA 循環(huán)的工作步驟分析數(shù)據(jù)，找出產(chǎn)生問題的原因，制定改進(jìn)措施，并對(duì)改進(jìn)的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。 （1）從收集到的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程出現(xiàn)異常（均值—極差控制圖）； （2）利用SPD 中的Xcs—Rscs(選控單值—移動(dòng)極差)控制圖，找出問題出現(xiàn)在哪一道工序上； （3）知道問題所在的工序之后，利用因果分析圖，圍繞5M1

22、E 找出原因；之 后制定改進(jìn)的措施并評(píng)價(jià)效果。 研究步驟： 1、實(shí)地調(diào)研，收集數(shù)據(jù) 2、找出影響燒結(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對(duì)關(guān)鍵因素的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后運(yùn)用SPC 工具對(duì)其進(jìn)行分析，畫出均值-極差控制圖，找出哪些點(diǎn)出界，看均值控制圖，看其質(zhì)量是否穩(wěn)定，考慮問題出現(xiàn)在哪道工序上？ 3、運(yùn)用SPD（統(tǒng)計(jì)過程診斷）對(duì)其過程進(jìn)行分析： 燒結(jié)礦生產(chǎn)的工藝流程為： 配料，一混，二混，三混，燒結(jié)，可以簡(jiǎn)化為： 混料，燒結(jié) 1）. 尋找控制對(duì)象與非控制對(duì)象之間的函數(shù)關(guān)系 2）. 將控制對(duì)象的實(shí)測(cè)值變換成選控值，即計(jì)算 ycs ＝ yi － y 3）. 計(jì)算 y 、y- y 、(y- y )/x

23、 、y/x 的值 4）. 計(jì)算系數(shù) x 的均值及控制界限 5）. 畫選控控制圖 根據(jù)所畫的選控圖（X 控制圖）可以看出哪些點(diǎn)出界 根據(jù)兩種控制圖診斷情況（三八表）對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行診斷： 兩種控制圖診斷情況 典型情況 上工序全控圖 本工序全控圖 本工序選控圖 診斷 1 異常 異常 異常 分質(zhì)量異常，上影也 異常 2 異常 異常 正常 分質(zhì)量正常，上影異常 3 異常 正常 異常 分質(zhì)量異常，上影也異常，但兩者方向相反，抵消 4 異常 正常 正常 分質(zhì)量正常，上影異常，但兩者方向相反，抵消 5

24、正常 異常 異常 分質(zhì)量異常，上影正常 6 正常 異常 正常 分質(zhì)量正常，上影正常，方向相同，遞加使異常 7 正常 正常 異常 分質(zhì)量異常，上影也異常，但兩者方向相同，遞加而抵消 8 正常 正常 正常 分質(zhì)量，上影，總質(zhì)量均正常 運(yùn)用三八表分析哪一工序出現(xiàn)異常， 運(yùn)用因果分析法（魚骨圖）分析哪些操作影響了該工序，然后對(duì)這些不合理的操作進(jìn)行改進(jìn)，找出合理的解決方案。 4、對(duì)另外影響燒結(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，進(jìn)行如上的分析——統(tǒng)計(jì)、分析、診 斷，并就過程出現(xiàn)的異常制定改進(jìn)措施。 5、運(yùn)用加權(quán)因素評(píng)價(jià)法對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量改進(jìn)方法的進(jìn)行評(píng)價(jià) 6、找出衡量燒結(jié)礦質(zhì)量的指

25、標(biāo)，運(yùn)用DOE 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。利用Minitab 軟 件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出最優(yōu)的方案組合。 1.7課題研究的重要性及意義 SPC(Statistical Process Control) 統(tǒng)計(jì)過程控制與SPD(Statistical Process Diagnosis)統(tǒng)計(jì)過程診斷及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiments, 縮寫為 DOE)是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的高新科技。 SPC 強(qiáng)調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強(qiáng)調(diào)用科學(xué)方法（主要是統(tǒng)計(jì)技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防。它是利用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)工序中的各個(gè)階段進(jìn)行控制，從而達(dá)到改進(jìn)與保證質(zhì)量的目的。SPC 不僅適用于質(zhì)量控

26、制，更可應(yīng)用于一切管理過程（如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場(chǎng)分析等）。它強(qiáng)調(diào)全過程的預(yù)防為主，SPC 不僅可用于制造過程而且也可以用于服務(wù)過程改進(jìn)與保證服務(wù)質(zhì)量。 通過理論分析和實(shí)際考察，立足于馬鋼配料車間的現(xiàn)狀，運(yùn)用質(zhì)量管理的 工具去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而在實(shí)踐中鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)的 掌握，增強(qiáng)實(shí)踐能力。課題的提出、設(shè)計(jì)、完成的意義是多方面的。一方面，增 強(qiáng)了我與公司領(lǐng)導(dǎo)溝通的能力，獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，提高了我的專 業(yè)素質(zhì)；另一方面，通過分析影響配料的主要因素，對(duì)其進(jìn)行分析、改進(jìn)，提出 改善方案，將會(huì)進(jìn)一步提高配料的質(zhì)量和速度。 為了使燒結(jié)礦滿足高爐冶煉的要求，

27、必須根據(jù)原料條件，準(zhǔn)確地計(jì)算出鐵料、 溶劑、燃料的配料比，并根據(jù)配料比進(jìn)行配料，使配合料的主要成分如鐵、氧化 鈣、二氧化硅、硫等的含量合乎規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。燒結(jié)廠使用的原料品種比較多， 各種原料的化學(xué)成分相差也較大，即使是同一品種的原料，其化學(xué)組成亦有波動(dòng)。 配料工序就根據(jù)燒結(jié)礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行計(jì)算配料，控制和穩(wěn)定燒結(jié)礦的化 學(xué)成分在允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。同時(shí)還可以根據(jù)各種原料的粒度、熔點(diǎn)及燒結(jié)性能 配入適量的燃料，保證燒結(jié)料含碳量適合于燒結(jié)生產(chǎn)的要求，并為有效地除去有 害雜質(zhì)和控制 TFe的含量創(chuàng)造條件。

28、 2 SPC程控制（Statistical Process Control） 2.1.1SPC應(yīng)用中常見的兩類錯(cuò)誤： 從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看，控制圖用樣本點(diǎn)來判斷的過程是在圖上做一次統(tǒng)計(jì)假設(shè) 檢驗(yàn)。如果點(diǎn)出界，則拒絕過程處于受控狀態(tài)的假設(shè)，認(rèn)為存在非隨機(jī)性系統(tǒng)誤 差。根據(jù)統(tǒng)計(jì)推斷理論，進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)可能會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷。錯(cuò)誤可以分為 兩類： （1）虛發(fā)警報(bào)，也稱第一類錯(cuò)誤或判斷。在生產(chǎn)過程正常時(shí)，有可能因偶然的因素導(dǎo)致樣本點(diǎn)超出上、下控制限，依據(jù)判異準(zhǔn)則，得出存在非隨機(jī)性系統(tǒng)誤差（異因）的錯(cuò)誤結(jié)論。通常將犯第一類錯(cuò)誤的概率記為α ，α 一般不會(huì)超過千分之三。雖然如此，第一類錯(cuò)誤會(huì)造

29、成尋找根本不存在的異因的損失。 （2）漏發(fā)警報(bào)，也稱第二類錯(cuò)誤或判斷。在生產(chǎn)過程異常時(shí)，仍可能 有部分樣本的質(zhì)量特性值偶然位于控制界限內(nèi)。如果此時(shí)抽到這樣的產(chǎn)品，樣本 點(diǎn)就會(huì)落在上、下控制限內(nèi)，因此漏發(fā)警報(bào)而犯第二類錯(cuò)誤。犯第二類錯(cuò)誤的概 率通常記為β （見圖）。漏判會(huì)造成廢品增加的損失。 如何減少兩類錯(cuò)誤所造成的損失？關(guān)鍵在于減少兩類錯(cuò)誤的概率α 與β 。理論研究表明，α 增大則β 減小，α 減小則β 增大。這也可從控制圖上直觀地看出。控制圖中心線一般居中不動(dòng)，上、下控制限互相平行，能變動(dòng)的只是二者的間距。由上圖可見，當(dāng)上下控制限間距變大，第一類錯(cuò)誤的概率α 將減小，而第二類

30、錯(cuò)誤的概率β 將增大，反之α 增大則β 減小。 要使α 與β 同時(shí)減小，只有不斷增加樣本量，而這將提高成本，且在實(shí)際中又很難實(shí)現(xiàn)。由于β 的計(jì)算與失控狀態(tài)的總體分布有關(guān)，而總體分布具有多樣性，很難對(duì)β 作出確切的估計(jì)。因此，控制圖僅考慮犯第一類錯(cuò)誤的概率α 。 2.1.2 SPC原理 如果質(zhì)量特性值 x 服從正態(tài)分布N( μ ,σ ),則無論均值與標(biāo)準(zhǔn)差為何值，x落在區(qū)間[μ 3σ ]的概率為0.9973（如下圖），通常成為3σ 原則。為使用方便，將圖左變換成圖右的形式，就得到一張控制圖，確切地說單值(x)控制圖?？刂茍D（如下圖）與質(zhì)量統(tǒng)計(jì)的直方圖、排列圖等方法有所不同，其區(qū)別在于：后

31、者反映某一時(shí)段靜止的質(zhì)量狀態(tài)，而前者反映質(zhì)量隨時(shí)間變化而波動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，主要對(duì)過程質(zhì)量特性值進(jìn)行測(cè)定、記錄、評(píng)估、分析過去和現(xiàn)在的質(zhì)量狀況，判別工序生產(chǎn)過程是否處于控制狀態(tài)，從而有效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，達(dá)到警告和預(yù)防的目的。 2.1.3SPC 統(tǒng)計(jì)技術(shù)及工具 質(zhì)量管理中常用的統(tǒng)計(jì)分析方法及工具具有很強(qiáng)的實(shí)用性，而且較為簡(jiǎn)單， 在許多國(guó)家、地區(qū)和各行各業(yè)都得到廣泛應(yīng)用: 控制圖:用來對(duì)過程狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并可度量、診斷和改進(jìn)過程狀態(tài)。 直方圖:是以一組無間隔的直條圖表現(xiàn)頻數(shù)分布特征的統(tǒng)計(jì)圖，能夠直觀地顯 示出數(shù)據(jù)的分布情況。 排列圖:又叫帕累托圖，它是將各個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)生的影響從最主要

32、到最次要的順序 進(jìn)行排列的一種工具?？捎闷鋮^(qū)分影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要、次要、一般問題，找出 影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，識(shí)別進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)的機(jī)會(huì)。 散布圖: 以點(diǎn)的分布反映變量之間相關(guān)情況，是用來發(fā)現(xiàn)和顯示兩組數(shù)據(jù)之間 相關(guān)關(guān)系的類型和程度，或確認(rèn)其預(yù)期關(guān)系的一種示圖工具。 工序能力指數(shù)（CPK）：分析工序能力滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)范的程度。 頻數(shù)分析：形成觀測(cè)量中變量不同水平的分布情況表。 描述統(tǒng)計(jì)量分析：如平均值、最大值、最小值、范圍、方差等，了解過程的一 些總體特征。 相關(guān)分析：研究變量之間關(guān)系的密切程度，并且假設(shè)變量都是隨機(jī)變動(dòng)的，不 分主次，處于同等地位。 回歸

33、分析：分析變量之間的相互關(guān)系。 2.1.4 SPC 的作用 SPC 強(qiáng)調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強(qiáng)調(diào)用科學(xué)方法（主要是統(tǒng)計(jì)技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防。SPC 不僅適用于質(zhì)量控制，更可應(yīng)用于一切管理過程（如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場(chǎng)分析等）。正是它的這種全員參與管理質(zhì)量的思想，實(shí)施SPC 可以幫助企業(yè)在質(zhì)量控制上真正作到"事前"預(yù)防和控制，SPC 可以： 對(duì)過程作出可靠的評(píng)估； 確定過程的統(tǒng)計(jì)控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力； 為過程提供一個(gè)早期報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生； 減少對(duì)常規(guī)檢驗(yàn)的依賴性，定時(shí)的觀察以及系統(tǒng)的測(cè)量方法替代了大量的檢測(cè) 和驗(yàn)證工作。

34、 有了以上的預(yù)防和控制，可以對(duì)企業(yè)起到如下作用： 降低成本 降低不良率，減少返工和浪費(fèi) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 提供核心競(jìng)爭(zhēng)力 贏得廣泛客戶 更好地理解和實(shí)施質(zhì)量體系 2.2SPC數(shù)據(jù)采集 表：燒結(jié)礦主要成分統(tǒng)計(jì)表 燒結(jié)礦主要成分統(tǒng)計(jì)表 TFe（%） CaO（%） R（倍） SiO2（%） MgO（%） 55.84 10.78 2.13 5.05 2.45 55.77 10.72 2.14 5.02 2.40 55.78 10.84 2.16 5.01 2.44 55.78 10.92 2.22 4.92 2

35、.41 55.83 10.87 2.17 5.01 2.48 55.80 10.87 2.22 4.89 2.41 56.09 10.86 2.21 4.83 2.41 …… …… …… …… …… 2.3燒結(jié)礦質(zhì)量改進(jìn) 影響燒結(jié)礦質(zhì)量的因素中主要有：TFe、CaO、R及燒結(jié)速度 2.3.1TFe數(shù)據(jù)分析 燒結(jié)礦中TFe的數(shù)據(jù)如下表 Tfe含量 X1 X2 X3 X4 X5 均值 極差 1 55.93 56.06 55.93 55.89 56.01 55.964 0.17 2 5

36、5.83 55.66 55.68 55.79 55.7 55.732 0.17 3 55.53 55.77 55.68 55.74 55.76 55.696 0.24 4 55.75 55.73 55.95 55.7 56.6 55.946 0.9 5 56.09 55.8 55.93 56.01 55.71 55.908 0.38 6 55.82 55.79 55.75 55.89 55.79 55.808 0.14 7 55.92 56.03 56.11 55.99 55.86 55.982 0.2

37、5 8 55.86 55.85 55.87 56.01 55.98 55.914 0.16 9 55.87 55.95 55.88 55.83 55.77 55.86 0.18 10 55.79 55.98 55.89 55.96 55.8 55.884 0.19 11 55.66 55.74 55.9 55.69 55.78 55.754 0.24 12 55.86 55.88 55.76 55.81 55.67 55.796 0.21 13 55.79 55.76 56.25 55.7 55.71

38、 55.842 0.55 14 56.06 55.78 55.67 55.82 55.81 55.828 0.39 15 55.8 55.85 55.88 55.64 55.61 55.756 0.27 16 55.68 55.86 55.7 55.61 55.59 55.688 0.27 17 54.3 55.79 55.94 55.84 55.92 55.558 1.64 18 55.91 55.8 55.79 55.72 55.76 55.796 0.19 19 55.79 55.69 55.84

39、 55.78 55.75 55.77 0.15 20 55.51 55.59 55.71 55.62 55.61 55.608 0.2 21 55.76 56 55.99 56.01 55.85 55.922 0.25 22 55.92 55.89 55.81 55.84 55.87 55.866 0.11 23 55.93 55.69 55.82 56 55.73 55.834 0.31 24 55.92 55.62 55.62 55.56 55.32 55.608 0.6 25 55.8 55.75

40、 55.09 56.18 55.51 55.666 1.09 26 55.7 55.77 55.79 55.33 55.78 55.674 0.46 27 55.71 55.87 55.93 55.82 55.9 55.846 0.22 28 55.94 55.89 55.91 55.82 55.69 55.85 0.25 29 55.69 55.67 55.73 55.87 55.9 55.772 0.23 30 56.01 55.7 56.09 55.98 56 55.956 0.39 均值 55.8028 0.36