運(yùn)用六西格瑪管理方法-降低鐵成本六西格瑪黑帶質(zhì)量項(xiàng)

武鋼煉鐵廠二○一一年十二月運(yùn)用六西格瑪管理方法降低鐵成本銷售收入–制造成本D-1項(xiàng)目選定及與戰(zhàn)略的關(guān)系利潤最大化近幾年來，我國鋼鐵行業(yè)受到國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢的影響（產(chǎn)能過剩、供大于求及原、燃料價格上漲等），導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)普遍進(jìn)入微利時代，許多企業(yè)甚至出現(xiàn)虧損。在此行業(yè)背景下，鋼鐵企業(yè)的生存與發(fā)展，必然要求企業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略重點(diǎn)在降低產(chǎn)品制造成本方面，把提高企業(yè)成本管控水平作為企業(yè)管理工作的重要任務(wù)。BackgroundDMAIC表1鋼材成本構(gòu)成（2010年數(shù)據(jù)）項(xiàng)目鋼材鐵鐵后工序噸材成本471528901825圖1鋼材成本比例在鋼材產(chǎn)品的成本構(gòu)成中，鐵成本占總成本的60%以上，因此鋼鐵企業(yè)普遍把降低鐵成本工作當(dāng)作企業(yè)降成本的重點(diǎn)工作。本項(xiàng)目的選題為：《運(yùn)用六西格瑪管理方法降低鐵成本》，此項(xiàng)目的開發(fā)運(yùn)用符合企業(yè)的核心利益和發(fā)展方向，受到領(lǐng)導(dǎo)的強(qiáng)力推進(jìn)。D-1項(xiàng)目選定及與戰(zhàn)略的關(guān)系DMAICD-2VOC與CTQDMAIC生鐵成本包括：礦石成本、燃料成本、動力成本、回收成本、其他費(fèi)用等五個大的方面，其中礦石成本占鐵成本的63%，燃料成本占鐵成本的31%，是影響生鐵成本的兩個主要因素。

表2鐵成本構(gòu)成表（2010年數(shù)據(jù)）鐵成本項(xiàng)目礦石成本燃料成本動力成本回收成本其它費(fèi)用工序成本元/噸鐵1750.52869.86145.51-56.8585.512794.55占百分比62.64%31.13%5.21%-2.03%3.06%100.00%圖2鐵成本比重圖D-2VOC與CTQDMAIC鐵成本價格消耗市場價格關(guān)聯(lián)價格其它礦石回收動力燃料配礦煤比焦比工序費(fèi)用能源介質(zhì)煤氣水渣圖3：鐵成本分解圖

受控“C”中排第一位的是焦比。D-2VOC與CTQDMAIC表3鐵成本影響因素評價矩陣

D-2VOC與CTQDMAIC表4高爐評價矩陣圖項(xiàng)目1BF2BF4BF5BF6BF7BF8BF產(chǎn)量地位1133339消耗水平3393111提升空間3393131總分772195711圖4高爐的pareto圖

我們選定煉鐵廠四號高爐降低成本推進(jìn)項(xiàng)目，一是它具備改進(jìn)的潛力，目前能耗高，各種影響因素多；二是它較具代表性，爐容居中，影響鐵成本的因素更全面。

D-3項(xiàng)目范圍DMAICSIPOC-宏觀流程圖

原料檢驗(yàn)篩分稱量冶煉出鐵水高爐生產(chǎn)煉鋼廠原燃料原料車間煤粉車間鐵水D-4Y及缺陷定義

DMAIC

燃料成本由焦比和煤比兩部分構(gòu)成，通過噴吹價格較為低廉的煤粉入爐，可提供一定熱能，達(dá)到替代部分焦炭的效果，是降低焦比的有效手段。數(shù)年以來，國內(nèi)外高爐不斷對煤比的提高進(jìn)行探索和試驗(yàn)，2000年寶鋼的煤比試驗(yàn)曾達(dá)到歷史最高水平250~260kg/t，而事實(shí)證明，當(dāng)煤比大于170kg/t時（四高爐煤比已達(dá)到175kg/t），隨著煤比的逐漸升高，焦比的降低效果并不明顯，反而導(dǎo)致了燃料比的額外提高，反而使燃料成本上升，因此，降低燃料成本的主要手段仍是降低焦比。焦比=∑入爐焦量×（1-水分%）/∑產(chǎn)量D-5基線目標(biāo)DMAICBASELINE

現(xiàn)況

現(xiàn)狀：380kg/t目標(biāo)：370kg/t極限目標(biāo)：360kg/t目標(biāo)：370kg/tD-6按月預(yù)計(jì)效益DMAIC2011年10月份外購焦價格：2096元/噸。如果四高爐入爐焦比降低至目標(biāo)值（主要降低外購焦）。則燃料成本可降低20元/噸，四高爐每月產(chǎn)量約19萬噸，即月預(yù)計(jì)效益：

20×19=380萬元。現(xiàn)狀：380kg/t焦比——————D-7團(tuán)隊(duì)構(gòu)成DMAICProjectLeader陸隆文李懷遠(yuǎn)鄒明東周火青黃立準(zhǔn)舒文虎王玉穩(wěn)

制造部景宏杰質(zhì)檢趙蘊(yùn)智賈麗輝國貿(mào)董漢東焦化錢紅輝燒結(jié)肖揚(yáng)趙志國趙思李進(jìn)李昕甘如華徐智慧鄧振權(quán)徐曉企管科設(shè)備部高爐生技部廠部CHAMPION應(yīng)宏MBB/BB工程學(xué)院六西格瑪團(tuán)隊(duì)相關(guān)單位劉和平陳德權(quán)朱義斌D-8項(xiàng)目推進(jìn)計(jì)劃DMAIC

組員數(shù)據(jù)收集全員共同制定目標(biāo)推進(jìn)計(jì)劃制定測量系統(tǒng)重復(fù)性及再現(xiàn)性分析與確認(rèn)各工序INPUTNOUTPUT分析尋找X變量收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行多元回歸分析找出關(guān)鍵X變量確定改善方向

DOE關(guān)鍵X變量改善

員工個人別管理CONTROLPLAN重點(diǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化管理小組活動時間DefineMeasureAnalyzeControlImprove8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數(shù)據(jù)采集計(jì)劃DMAIC序號指標(biāo)名稱實(shí)際性問題數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)收集方法WH收集人收集時間樣本量1大塊焦正常生產(chǎn)情況下∑每批料收集一次連續(xù)朱義斌8月1日~9月15日焦炭數(shù)據(jù)462小塊焦正常生產(chǎn)情況下∑每批料收集一次連續(xù)朱義斌8月1日~9月15日焦炭數(shù)據(jù)463礦石正常生產(chǎn)情況下∑每批料收集一次連續(xù)朱義斌8月1日~9月15日礦石數(shù)據(jù)464產(chǎn)量正常生產(chǎn)情況下∑每次鐵收集一次連續(xù)朱義斌8月1日~9月15日鐵水產(chǎn)量46M-2y的測量系統(tǒng)分析DMAICCO焦秤測量值的嵌套方差分析:對于測量值的方差分析來源自由度SSMSFP班次20.00780.00395.1810.049循環(huán)160.00450.00080.3640.892誤差180.03740.0021合計(jì)260.0498方差分量來源方差分量總和的%標(biāo)準(zhǔn)差班次0.00014.450.019循環(huán)1-0.000*0.000.000誤差0.00285.550.046合計(jì)0.002

0.049結(jié)論：%P/T＝6×0.049÷0.100=2.94%﹤10%。說明測量系統(tǒng)是可靠的。礦秤測量值的嵌套方差分析:

對于測量值的方差分析來源自由度SSMSFP班次20.02910.01452.1060.203循環(huán)160.04140.00692.4070.069誤差180.05160.0029合計(jì)260.1221方差分量來源方差分量總和的%標(biāo)準(zhǔn)差班次0.00116.760.029循環(huán)10.00126.570.037誤差0.00356.660.054合計(jì)0.0050.071結(jié)論：%P/T＝6×0.071÷0.200=2.13%﹤10%說明測量系統(tǒng)是可靠的M-3能力分析DMAICP大于0.05Y有正態(tài)性工程能力不夠充分需要繼續(xù)改善！CPK=-0.54M-4過程圖IPO

DMAIC原料檢驗(yàn)輸入·物理性能·化學(xué)成份·運(yùn)輸方式類型NNN輸出焦比.篩網(wǎng)規(guī)格.篩分速度.

SC冶煉上部調(diào)劑批重·配比.風(fēng)量·風(fēng)溫富氧噴煤風(fēng)口面積及布局爐溫控制造渣制度休風(fēng)率渣鐵排放煤氣利用率輸入CCCCCCCCCCCCC類型輸出鐵水·產(chǎn)量C篩分稱量.超標(biāo)補(bǔ)償C焦比焦比焦比焦比M-5失效模式分析DMAIC序號輸入潛在模式潛在影響SEV潛在要因OCC當(dāng)前控制方法DETRPN1上部調(diào)劑環(huán)數(shù)、角度變化氣流引起煤氣流變化8改變礦焦在爐內(nèi)的分布2經(jīng)驗(yàn)調(diào)整91442批重批重變化礦焦層厚度不合適3與爐況不匹配4工藝制度5603配比配比不合理渣鐵排放不暢3供應(yīng)鏈出現(xiàn)問題5工藝制度5754篩網(wǎng)規(guī)格篩孔尺寸太小影響透氣性5篩網(wǎng)堵塞2技術(shù)規(guī)程3305篩分速度篩速過快篩分效果不佳5料流過大2技術(shù)規(guī)程4406超標(biāo)補(bǔ)償未及時補(bǔ)償影響爐況6控制程序故障2工藝設(shè)備7847風(fēng)量超出正常范圍影響爐況8渣鐵排放不暢6技術(shù)規(guī)程62888操作不當(dāng)562408外圍條件變化461928風(fēng)溫風(fēng)溫過低導(dǎo)致燃料增加10設(shè)備影響、4工藝制度技術(shù)要求416010操作影響542009富氧富氧量變化影響冶煉強(qiáng)度7爐況不好5工藝要求270M-5失效模式分析DMAICM-6快速改善DMAIC輸入要因名稱改進(jìn)前RPN改進(jìn)措施責(zé)任人完成日期措施結(jié)果SODRPN上部調(diào)劑改變礦焦在爐內(nèi)的分布144改進(jìn)礦焦在爐內(nèi)的分布。劉和平9月15日52770設(shè)備休風(fēng)率設(shè)備故障128加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，降低設(shè)備故障率。甘如華9月15日63354待料160建立原燃料庫存動態(tài)信息。趙志國9月15日62224待罐200及時組織翻鐵，保證合理的鐵罐數(shù)量。趙志國9月15日53230渣鐵排放爐前維護(hù)162控制適宜的打泥量，保證鐵口深度。趙志國9月15日54360待罐135及時組織翻鐵，保證合理的鐵罐數(shù)量。趙志國9月15日74256設(shè)備故障180加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，降低設(shè)備故障率。甘如華9月15日62112產(chǎn)量外部條件150加強(qiáng)進(jìn)廠原燃料質(zhì)量的檢查。趙思9月15日85280內(nèi)因135減少各類耽誤。趙志國9月15日74256M-7快速改善效果的比較DMAIC結(jié)論：經(jīng)過正態(tài)性檢驗(yàn)上半月與下半月焦比P值都大于0.05，說明數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布；等方差檢驗(yàn)P=0.123＞0.05，說明改善前后方差沒有明顯差別。M-7快速改善效果的比較DMAIC結(jié)論：均值檢驗(yàn)采用的是雙樣本T檢驗(yàn)，其中P=0.000＜0.05，說明改善后焦比均值有顯著降低。雙樣本T檢驗(yàn)和置信區(qū)間時間段N平均值標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)誤改善后15379.510.92.8改善前15406.516.74.3差值=mu(改善后)-mu(改善前)差值估計(jì):-27.07差值的95%置信上限:-18.30差值=0(與<)的T檢驗(yàn)：T值=-5.25

P值=0.000自由度=28兩者都使用合并標(biāo)準(zhǔn)差=14.1226關(guān)鍵的輸入

X’s20

輸入4輸入3輸入2輸入改善關(guān)鍵的

X’s控制關(guān)鍵的

X’s所有的X’s驗(yàn)證主要因素過程圖FMEA篩選出顯著因素9輸入快贏措施1.通過過程圖共找到20個X2.通過FMEA共篩選出9個XX1:上部調(diào)劑X2:風(fēng)量X3:風(fēng)溫X4:噴煤X6:休風(fēng)率X7:渣鐵排放X8:煤氣利用X9:產(chǎn)量3.快贏改善了4個XX1:上部調(diào)劑X6:休風(fēng)率X7:渣鐵排放X9:產(chǎn)量DMAICM-8測量階段小結(jié)X5:爐溫控制5輸入M-9分析計(jì)劃DMAIC

經(jīng)過FMEA后，仍然比較重要的X有：我們有必要在下一階段對以上X因子作進(jìn)一部的分析。X2.風(fēng)量。X3.風(fēng)溫。X5.煤比。X4.Si。X8.煤氣利用率。A-1驗(yàn)證潛在原因DMAIC驗(yàn)證潛在原因計(jì)劃表序號潛在原因X數(shù)據(jù)類型因變量Y數(shù)據(jù)類型潛在原因X的設(shè)計(jì)水平驗(yàn)證工具1風(fēng)量連續(xù)焦比連續(xù)4900M3～5100M3多元回歸2風(fēng)溫連續(xù)焦比連續(xù)1150℃～1160℃多元回歸3Si連續(xù)焦比連續(xù)0.3%～0.5%多元回歸4煤比連續(xù)焦比連續(xù)170kg/t～175kg/t多元回歸5煤氣利用率連續(xù)焦比連續(xù)44%～45%多元回歸A-2數(shù)據(jù)收集計(jì)劃表DMAIC序號指標(biāo)名稱實(shí)際性問題收集方法正常生產(chǎn)情況收集頻率收集人收集時間樣本量1風(fēng)量是每小時一次/24朱義斌9月16日~10月13日282風(fēng)溫是每小時一次/249月16日~10月13日283Si是每次鐵一次/n9月16日~10月13日284煤比是每天一次9月16日~10月13日285煤氣利用率是每班一次/39月16日~10月13日286焦比是每天一次9月16日~10月13日28因變量Y數(shù)據(jù)收集計(jì)劃表A-3X因子分析驗(yàn)證DMAIC自變量系數(shù)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤TP常量831.2188.299.410.000煤比0.019320.093450.210.838風(fēng)量0.0028340.0048330.590.564風(fēng)溫-0.111220.08118-1.370.184Si22.3512.521.780.088煤氣利用率-8.3781.387-6.040.000S=5.53333R-Sq=84.4%R-Sq（調(diào)整）=80.8%方差分析來源自由度SSMSFP回歸53630.66726.1323.720.000殘差誤差22673.5930.62合計(jì)274304.25回歸方程為：焦比=831+0.0193煤比+0.00283風(fēng)量-0.111風(fēng)溫+22.4Si-8.38煤氣利用率A-3X因子分析驗(yàn)證DMAIC●最佳子集回歸回歸方程為焦比=823-0.0880風(fēng)溫+24.6Si-8.44煤氣利用率自變量系數(shù)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤TP常量822.6277.5510.610.000風(fēng)溫-0.087990.07008-1.260.221Si24.6011.322.170.040煤氣利用率-8.4411.307-6.460.000S=5.35608R-Sq=84.0%R-Sq（調(diào)整）=82.0%方差分析來源自由度SSMSFP回歸33615.71205.242.010.000殘差誤差24688.528.7合計(jì)274304.2A-3X因子分析驗(yàn)證DMAICA-4根本原因匯總DMAIC影響因子的根本原因匯總表序號潛在原因X因變量Y是否要因是否可控是否關(guān)鍵1風(fēng)量焦比否是否2風(fēng)溫是是是3Si是是是4煤比否是否5煤氣利用率是是是I-1X因子試驗(yàn)計(jì)劃DMAIC標(biāo)準(zhǔn)序運(yùn)行序中心點(diǎn)區(qū)組風(fēng)溫Si煤氣利用率焦比411111800.642.5376.3721111400.644.5365.3531111400.444.5360641111800.444.5357.4251111800.442.5371.4960111600.543.5371.3371111400.642.5374.2881111800.644.5364.11090111600.543.537211100111600.543.5371.81111111400.442.5373.4三因素兩水平帶中心點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)I-2X因子試驗(yàn)報(bào)告DMAICS=3.96555PRESS=8739.27R-Sq=94.41%R-Sq（預(yù)測）=0.00%R-Sq（調(diào)整）=81.36%

I-2X因子試驗(yàn)報(bào)告DMAICI-3X因子量化試驗(yàn)DMAICI-4驗(yàn)證試驗(yàn)DMAICS=4.97661PRESS=415.623R-Sq=76.51%R-Sq（預(yù)測）=50.73%R-Sq（調(diào)整）=70.64%I-4驗(yàn)證試驗(yàn)DMAICI-4驗(yàn)證試驗(yàn)DMAICC-1控制計(jì)劃DMAIC企業(yè)名稱過程名稱特性規(guī)范評價/測量方法過程控制CTQCTPCTQCTP方法頻率精益小組名稱目標(biāo)名稱目標(biāo)值控制方法負(fù)責(zé)人煉鐵廠冶煉焦比SiSi0.4-0.6%正常生產(chǎn)情況下每次鐵一次運(yùn)用六西格瑪降低鐵成本降低焦比從380kg/t到370kg/tI-MR控制圖劉和平煤氣利用率煤氣利用率43.0-45.0%正常生產(chǎn)情況下每小時一次DMAICC-2失