[发明专利]卷烟制造过程质量评价方法及其系统

说明书

技术领域

本发明公开了一种卷烟制造过程质量评价方法及其系统，属于烟草批次生产过程质量综合评价技术领域。

背景技术

中国专利公开了一《基于灰色关联分析的卷烟工序质量综合评价系统及其方法》（专利号200810237698.3），上述专利的技术要点是：所述的系统和方法是单工序质量评价和灰色关联分析方法的结合，首先计算各工艺参数的工序能力指数，然后用灰色关联方法对Cpk值进行综合评价，最后得到的综合评价结果是各评价对象的工序质量优劣排名。通过对Cpk和工序质量优劣排名结果进行分析。上述专利的缺点如下：

（1）由于该方法采用过程能力指数Cpk作为卷烟工序质量的评价指标，因此必须在整个系统各因素均为稳态的条件下才能进行计算和评价，该Cpk指标只能够反映系统稳态时过程加工质量水平，而该稳态的过程在实际生产过程中是很难真正达到的，因此该方法实际应用的机会很少，其适用范围受到很大的限制。具体来说，它是指工序中人、机、料、法、测、环诸因素均处于规定的条件下，操作呈稳定状态时所具有的质量水平，即过程处于稳定状态下的实际加工能力，只有在已经判定过程处于稳态以后才可以通过计算得到。其采样的时间跨度较长，代表一段时期过程规格水平在实际过程中采用规格图进行研究，因此不适用于批次卷烟产品过程质量水平的评价。由于过程能力指数给出的是过程的固有能力，过程的标准偏差可以用统计数据和采样数据的平均极差值来估算。Cpk的计算结果用于周期性过程能力检查，一般情况下过程被接受的评判标准为Cpk≥1.33。

（2）该方法仅对计算得出的结果进行了一个简单的排序来判定过程质量较差的工序进行改进，仅是几个工序相对比较的结果，某些时候不能真实反映工序的实际加工质量水平，在几个工序的过程能力指数Cpk≥1.67时，过程加工质量均处于较高水平，对于相对较差的工序也没有改进的意义。

（3）灰色关联分析是指对一个系统发展变化态势的定量描述和比较的方法，其基本思想是通过确定参考数据列和若干个比较数据列的几何形状相似程度来判断其联系是否紧密，它反映了曲线间的关联程度，但是关联度有绝对关联度和相对关联度之分，绝对关联度采用初始点零化法进行初值化处理，当分析的因素差异较大时，由于变量间的量纲不一致，往往影响分析，难以得出合理的结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种卷烟制造过程质量评价方法及其系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

技术方案一：

一种卷烟制造过程质量评价方法，其步骤如下：

一、计算单变量工序的过程性能指数P_pk，1：

（1）首先采集所述单变量工序的质量特性的N个数据                                                ，N≥50；将所采集的数据进行存储，且剔除所述质量特性数据中的错误或特异样本；

（2）将上述质量特性的标准值、规格中心M和规格公差T进行存储；

（3）按下述公式计算所述质量特性的样本均值和样本标准差σ：

                 （1）

           （2）

（4）按下述公式计算所述单变量工序的过程性能指数：

            （3）

式中，               （4）

             （5）

其中，为样本均值，σ为样本标准差，为规格上限，为规格下限，为规格公差，M为规格中心；

二、计算某一多变量工序的过程性能指数：

（一）首先确定所述多变量工序的主成分个数和相应的主成分荷载矩阵：

（1）选取所述多变量工序的n个质量特性，通过人工和/或在线自动采集方式同步为每个质量特性收集组数据，构造行列矩阵；

（2）采用z-score方式在列方向上对矩阵进行标准化处理得到矩阵

具体步骤如下：求出矩阵每列数据的均值和标准偏差，构造维均值向量和维标准偏差向量，矩阵每行数据减去均值向量后，点除标准偏差向量，得到矩阵；

（3）利用主成分分析法对矩阵进行主成分分析，得出矩阵的得分矩阵、荷载矩阵和各主成分的解释方差、……；然后按照下述累计方差贡献率公式求出主成分个数：

         （6）