运用六西格玛管理方法降低铁成本六西格玛黑带质量项

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1、销售收入销售收入 制造成本制造成本利润最大化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，钢铁企业的生存与发展，必然要求企业的经营战略重点在降低产品制造成本方面，把提高企业成本管控水平作为企业管理工作的重要任务。BackgroundD M A I C3 3 3 3%表1 钢材成本构成（2010年数据）项目钢材铁铁后工序吨材成本471528901825图1 钢材成本比例在钢材产品的成本构成中，铁成本占总成本的60%以上，因此钢铁企业普遍把降低铁成本工作当作企业降成本的重点工作

2、。本项目的选题为：运用六西格玛管理方法 降低铁成本，此项目的开发运用符合企业的核心利益和发展方向，受到领导的强力推进。D M A I CD M A I C生铁成本包括：矿石成本、燃料成本、动力成本、回收成本、其他费用等五个大的方面，其中矿石成本占铁成本的63%，燃料成本占铁成本的31%，是影响生铁成本的两个主要因素。表2 铁成本构成表（2010年数据）铁成本项目铁成本项目矿石成本矿石成本燃料成本燃料成本动力成本动力成本回收成本回收成本其它费用其它费用工序成本工序成本元元/吨铁吨铁1750.52869.86145.51-56.8585.512794.55占百分比占百分比62.64%31.13%5

3、.21%-2.03%3.06%100.00%图2 铁成本比重图D M A I C铁铁成本价格消耗市场场价格关联关联价格其它它矿矿石回收动动力燃料配矿矿煤比焦比工序费费用能源介质质煤气气水渣图 3：铁成本分解图 D M A I C表3 铁成本影响因素评价矩阵 D M A I C表4 高炉评价矩阵图项目项目1BF2BF4BF5BF6BF7BF8BF产量地位产量地位1133339消耗水平消耗水平3393111提升空间提升空间3393131总分总分772195711评分211197775百分比31.316.413.410.410.410.47.5累积%31.347.861.271.682.192.51

4、00.0高炉号6721584706050403020100100806040200评评分分百百分分比比高高炉炉号号 的的 P Pa ar re et to o 图图图4 高炉的pareto图 我们选定炼铁厂四号高炉降我们选定炼铁厂四号高炉降低成本推进项目，一是它具备改低成本推进项目，一是它具备改进的潜力，目前能耗高，各种影进的潜力，目前能耗高，各种影响因素多；二是它较具代表性，响因素多；二是它较具代表性，炉容居中，影响铁成本的因素更炉容居中，影响铁成本的因素更全面。全面。D M A I CSIPOC-宏观流程图 原料检验原料检验筛分筛分称量称量冶炼冶炼出铁水出铁水高炉生产高炉生产炼钢厂炼钢厂原

5、燃料原燃料原料车间煤粉车间铁水 D M A I C 燃料成本由焦比和煤比两部分构成，通过喷吹价格较为低廉的煤粉入炉，可提供一定热能，达到替代部分焦炭的效果，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行探索和试验，2000年宝钢的煤比试验曾达到历史最高水平250260kg/t，而事实证明，当煤比大于170kg/t时（四高炉煤比已达到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。焦比焦比=入炉焦量入炉焦量（1-水分水分%）/产量产量D M A I CBASELINEBASEL

6、INE 现况现况 现现 状：状：380kg/t目目 标：标：370kg/t极限目标：极限目标：360kg/t目标：目标：370kg/tD M A I C2011年年10月份外购焦价格：月份外购焦价格：2096元元/吨。吨。如果四高炉入炉焦比降低至目标值（主要降低如果四高炉入炉焦比降低至目标值（主要降低外购焦）。则燃料成本可降低外购焦）。则燃料成本可降低20元元/吨，四高炉吨，四高炉每月产量约每月产量约19万吨，即月预计效益：万吨，即月预计效益：2019=380万元。万元。现状：现状：380kg/tD M A I CProject Leader陆隆文陆隆文 李怀远李怀远邹明东邹明东周火青周火青黄

7、立准黄立准舒文虎舒文虎王玉稳王玉稳 制造部制造部 景宏杰景宏杰质质 检检 赵蕴智赵蕴智 贾丽辉贾丽辉国国 贸贸 董汉东董汉东焦焦 化化 钱红辉钱红辉烧烧 结结 肖肖 扬扬赵志国赵志国赵赵 思思李李 进进李李 昕昕甘如华甘如华徐智慧徐智慧邓振权邓振权徐徐 晓晓企管科企管科设备部设备部高炉高炉生技部生技部厂部厂部CHAMPION应宏应宏MBB/BB工程学院六西格玛团队工程学院六西格玛团队相关单位相关单位刘和平刘和平陈德权陈德权朱义斌朱义斌D M A I C 组员数据收集组员数据收集 全员共同制定全员共同制定 目标目标 推进计划制定推进计划制定测量系统重复性及测量系统重复性及再现性分析与确认再现性分

8、析与确认各工序各工序 INPUTNINPUTNOUTPUTOUTPUT分析分析 寻找寻找X X变量变量收集数据，进行多收集数据，进行多元回归分析元回归分析找出关键找出关键X X变量变量确定改善方向确定改善方向 DOEDOE 关键关键X X变量改善变量改善 员工个人别管理员工个人别管理 CONTROL PLANCONTROL PLAN重点管理重点管理标准化管理标准化管理8月月8 8月月1 1日日-9-9月月3030日日9月月9 9月月1616日日-9-9月月3030日日10月月1010月月1 1日日-10-10月月1313日日11月月1010月月1414日日-11-11月月3030日日12月月1

9、111月月1 1日日-12-12月月1010日日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WH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462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463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464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46D M A I CCO中班夜班白班14.0814.0614.0414.0214.0013.9813.9613.9413.9213.90班班 次次测测量量值值123循环1

10、焦焦 秤秤 校校 准准 值值 的的 多多 变变 异异 图图中夜白68.1568.1068.0568.0067.9567.90班班次次测测量量值值123循环1矿矿秤秤校校准准值值的的多多变变异异图图焦秤测量值的嵌套方差分析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班次 2 0.0078 0.0039 5.181 0.049循环1 6 0.0045 0.0008 0.364 0.892误差 18 0.0374 0.0021合计 26 0.0498 方差分量来源 方差分量 总和的%标准差班次 0.000 14.45 0.019循环1 -0.000*0.00 0

11、.000误差 0.002 85.55 0.046合计 0.002 0.049结论：结论：%P/T60.0490.100=2.94%10%。说明测量系统是可靠的。说明测量系统是可靠的。矿秤测量值的嵌套方差分析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班次 2 0.0291 0.0145 2.106 0.203循环1 6 0.0414 0.0069 2.407 0.069误差 18 0.0516 0.0029合计 26 0.1221方差分量来源 方差分量 总和的%标准差班次 0.001 16.76 0.029循环1 0.001 26.57 0.037误差 0

12、.003 56.66 0.054合计 0.005 0.071结论：结论：%P/T60.0710.200=2.13%10%说明测量系统是可靠的说明测量系统是可靠的D M A I C464136312621161161450400350单单 独独 值值_X=401.9UCL=461.1LCL=342.846413631262116116180400移移 动动 极极 差差_MR=22.24UCL=72.66LCL=0403020100450400350观观测测值值值值440420400380360USLUSL370规格450400350组内整体规格标准差19.7148Cp*Cpk-0.54组内标准差

13、19.9081Pp*Ppk-0.53Cpm*整体焦焦比比_ _改改善善前前 的的 P Pr ro oc ce es ss s C Ca ap pa ab bi il li it ty y S Si ix xp pa ac ck k单单值值控控制制图图移移动动极极差差控控制制图图最最后后 4 46 6 个个观观测测值值能能力力直直方方图图正正态态 概概率率图图AD:0.235，P:0.780能能力力图图P大于大于0.05Y有正态性有正态性工程能力工程能力不够充分不够充分需要继续改善！需要继续改善！CPK=-0.54 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NNN 输出 焦比.筛

14、网规格.筛分速度.SC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CCCCCCCCCCCCC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D M A I C序号序号输入输入潜在模式潜在模式潜在影响潜在影响SEV潜在要因潜在要因OCC当前控制方法当前控制方法DETRPN1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91442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5603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5754筛网规格筛孔尺寸太小影响透气性

15、5筛网堵塞2技术规程3305筛分速度筛速过快筛分效果不佳5料流过大2技术规程4406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7847风量超出正常范围影响炉况8渣铁排放不畅6技术规程62888操作不当562408外围条件变化461928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416010操作影响542009富氧富氧量变化影响冶炼强度7炉况不好5工艺要求270D M A I CD M A I C输入输入要因名称要因名称改进前改进前RPN改进措施改进措施责任人责任人完成日期完成日期措施结果措施结果SODRPN上部调剂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

16、和平9月15日52770设备休风率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63354待料160建立原燃料库存动态信息。赵志国9月15日62224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53230渣铁排放渣铁排放炉前维护162控制适宜的打泥量，保证铁口深度。赵志国9月15日54360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74256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62112产量产量外部条件150加强进厂原燃料质量的检查。赵 思9月15日85280内因135减少各类耽误。赵志国9月15日74256D

17、M A I C上半月下半月3025201510时时间间段段9 95 5%标标准准差差 B Bo on nf fe er rr ro on ni i 置置信信区区间间上半月下半月450425400375350时时间间段段实实际际值值，k kg g/t t检验统计量0.43P 值0.123检验统计量2.85P 值0.103F 检验Levene 检验9 9月月焦焦比比前前后后对对比比的的等等方方差差检检验验450440430420410400390380370360999590807060504030201051实实际际值值，k kg g/t t百百分分比比均值406.5标准差16.72N15AD0

18、.435P 值0.2599 9月月上上半半月月的的概概率率图图正态 410400390380370360350999590807060504030201051C C4 4百百分分比比均值379.5标准差10.92N15AD0.573P 值0.1149 9月月下下半半月月 的的概概率率图图正态 结论：经过正态性检验上半月与下半月焦比结论：经过正态性检验上半月与下半月焦比P值都大于值都大于0.05，说明，说明数据服从正态分布；数据服从正态分布；等等方差检验方差检验P=0.1230.05，说明改善前后方差，说明改善前后方差没有明显差别。没有明显差别。D M A I C上 半 月下 半 月440430

19、420410400390380370360350时时 间间 段段焦焦比比9 9 月月 上上 半半 月月 及及 下下 半半 月月 的的 箱箱 线线 图图结论：均值检验采用的是双样本结论：均值检验采用的是双样本T检验，其中检验，其中P=0.0000.05，说明改善后焦比均值有显著降低。说明改善后焦比均值有显著降低。双样本双样本 T 检验和置信区间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 378.0380

20、.5380.5358.0358.0360.5360.5363.0363.0365.5365.5368.0368.0370.5370.5373.0373.0375.5375.5378.0焦比焦焦比比 与与 S Si i,煤煤气气利利用用率率 的的等等值值线线图图44.542.50.60.4煤气利用率Si372.933368.900378.100374.850353.400中心点因子点焦焦比比 的的立立方方图图（数数据据平平均均值值）D M A I C企业企业名称名称过程过程名称名称特性特性规范规范评价评价/测量方法测量方法过程控制过程控制CTQCTPCTQCTP方法方法频率频率精益小精益小组名称

21、组名称目标目标名称名称目标值目标值控制控制方法方法负责人负责人炼炼铁铁厂厂冶炼冶炼焦比焦比SiSi0.4-0.6%正常正常生产生产情况情况下下每次铁每次铁一次一次运用运用六西六西格玛格玛降低降低铁成本铁成本降低降低焦比焦比从从380kg/t到到370kg/tI-MR控制控制图图刘和平刘和平煤气煤气利用利用率率煤气煤气利用利用率率43.0-45.0%正常正常生产生产情况情况下下每小时每小时一次一次D M A I C 输入输入潜在失效潜在失效模式模式潜在失效潜在失效影响影响SEV潜在失效要因潜在失效要因OCC过程控制过程控制DETRPN改进措施改进措施责任人责任人/完成时间完成时间改善结果改善结果

22、SODRPN风风量量超出正常超出正常范围范围影响炉况影响炉况8渣铁排放不畅渣铁排放不畅6技术规程技术规程6288改进操作，改进操作，加强铁钢平衡加强铁钢平衡刘和平刘和平/10月月4551008操作不当操作不当5工艺要求工艺要求6240改进操作改进操作刘和平刘和平/10月月5451008外围条件变化外围条件变化4工艺制度工艺制度6192及时反馈信息及时反馈信息刘和平刘和平/10月月64372风风温温风温过低风温过低导致燃料导致燃料增加增加10设备影响、设备影响、4工艺制度工艺制度4160改进维护改进维护文家才文家才/10月月7348410操作影响操作影响5技术要求技术要求4200改进操作改进操作

23、文家才文家才/10月月934108D M A I C 输入输入潜在失潜在失效模式效模式潜在失潜在失效影响效影响SEV潜在失效要因潜在失效要因OCC过程过程控制控制DETRPN改进改进措施措施责任人责任人/完成时完成时间间改善结果改善结果SODRPNSiSi含量含量波动大波动大焦比焦比升高升高10操作者水平操作者水平6技术技术要求要求3180改进改进操作操作朱义斌朱义斌/10月月8439610外部因素导致外部因素导致炉况变化炉况变化4质检质检3120DOE试验试验朱义斌朱义斌/10月月63354煤比煤比煤比过煤比过低低焦比焦比升高升高10配煤不合理配煤不合理3工艺工艺制度制度390无无陈德全陈德

24、全/10月月9338110操作影响操作影响4工艺工艺要求要求3120改进改进操作操作陈德全陈德全/10月月9338110设备影响设备影响6工艺工艺制度制度3180点检点检维护维护陈德全陈德全/10月月85280煤气煤气利用利用率率利用率利用率过低过低焦比焦比升高升高10炉况波动炉况波动6质检质检4240DOE试验试验刘和平刘和平/10月月6323610设备运行状况设备运行状况欠佳欠佳4工艺工艺制度制度4160点检点检维护维护刘和平刘和平/10月月74384D M A I C 400380360340999050101450425400375350999050101420400380360340

25、999050101焦焦比比_ _改改善善后后,焦焦比比_ _改改善善前前,焦焦比比_ _改改善善中中 的的概概率率图图焦焦比比_ _改改善善后后正态-95%置信区间，AD:0.169，P:0.930焦焦比比_ _改改善善前前正态-95%置信区间，AD:0.235，P:0.780焦焦比比_ _改改善善中中正态-95%置信区间，AD:0.211，P:0.844改善中改善前改善后28262422201816141210阶阶段段9 95 5%标标准准差差 B Bo on nf fe er rr ro on ni i 置置信信区区间间检验统计量11.18P 值0.004检验统计量5.17P 值0.007

26、Bartlett 检验Levene 检验焦焦比比 等等方方差差检检验验D M A I C 4354153953753553351612840USLCp*CPL*CPU0.041Cpk0.041组内Pp*PPL*PPU0.039Ppk0.039Cpm*整体组内整体43541539537535533510.07.55.02.50.0USLCp*CPL*CPU-0.540Cpk-0.540组内Pp*PPL*PPU-0.535Ppk-0.535Cpm*整体组内整体43541539537535533510.07.55.02.50.0USLCp*CPL*CPU-0.244Cpk-0.244组内Pp*PPL

27、*PPU-0.301Ppk-0.301Cpm*整体组内整体焦焦比比_ _改改善善后后,焦焦比比_ _改改善善前前,焦焦比比_ _改改善善中中 的的能能力力直直方方图图焦焦比比_ _改改善善后后焦焦比比_ _改改善善前前焦焦比比_ _改改善善中中焦比_改善后焦比_改善中焦比_改善前450425400375350数数据据焦焦比比_ _改改善善前前,焦焦比比_ _改改善善中中,焦焦比比_ _改改善善后后 的的箱箱线线图图2011111720111105201110242011101220110930201109182011090620110825201108132011080148044040036

28、0320时时 间间单单独独值值_X=368.5UCL=405.2LCL=331.8改善前改善中改善后20111117201111052011102420111012201109302011091820110906201108252011081320110801806040200时时 间间移移动动极极差差_MR=13.78UCL=45.03LCL=0改善前改善中改善后焦焦比比 按按 阶阶段段 的的 I I-M MR R 控控制制图图结论：从控制图及能力指数分析，改善前、改善过程结论：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。中及改善后的控制水平及能力指数都有显著提高。