運用六西格瑪管理方法-降低鐵成本(六西格瑪黑帶質(zhì)量項目案例)

武鋼煉鐵廠二○一一年十二月運用六西格瑪管理方法降低鐵成本銷售收入–制造成本D-1項目選定及與戰(zhàn)略的關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)濟形勢的影響（產(chǎn)能過剩、供大于求及原、燃料價格上漲等），導致鋼鐵企業(yè)普遍進入微利時代，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。BackgroundDMAIC表1鋼材成本構成（2010年數(shù)據(jù)）項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作企業(yè)降成本的重點工作。本項目的選題為：《運用六西格瑪管理方法降低鐵成本》，此項目的開發(fā)運用符合企業(yè)的核心利益和發(fā)展方向，受到領導的強力推進。D-1項目選定及與戰(zhàn)略的關系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鐵成本構成表（2010年數(shù)據(jù)）鐵成本項目礦石成本燃料成本動力成本回收成本其它費用工序成本元/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聯(lián)價格其它礦石回收動力燃料配礦煤比焦比工序費用能源介質(zhì)煤氣水渣圖3：鐵成本分解圖

CTQ一層二層三層影響成本權重（%）影響成本重要度責任單位類型鐵成本價格市場85.511國貿(mào)N關聯(lián)2.323相關部門、單位S消耗礦石配礦1.264國貿(mào)、制造部、煉鐵C燃料焦比7.572煉鐵、焦化、國貿(mào)C煤比0.048煉鐵、國貿(mào)C動力能源介質(zhì)0.906煉鐵、相關單位C回收0.187煉鐵、相關單位C其它工序費用1.145煉鐵、相關單位C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項目，一是它具備改進的潛力，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項目范圍DMAICSIPOC-宏觀流程圖

原料檢驗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成，通過噴吹價格較為低廉的煤粉入爐，可提供一定熱能，達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行探索和試驗，2000年寶鋼的煤比試驗曾達到歷史最高水平250~260kg/t，而事實證明，當煤比大于170kg/t時（四高爐煤比已達到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DMAICBASELINE

現(xiàn)況

現(xiàn)狀：380kg/t目標：370kg/t極限目標：360kg/t目標：370kg/tD-6按月預計效益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，即月預計效益：

20×19=380萬元。現(xiàn)狀：380kg/t焦比——————D-7團隊構成DMAICProjectLeader陸隆文李懷遠鄒明東周火青黃立準舒文虎王玉穩(wěn)

制造部景宏杰質(zhì)檢趙蘊智賈麗輝國貿(mào)董漢東焦化錢紅輝燒結肖揚趙志國趙思李進李昕甘如華徐智慧鄧振權徐曉企管科設備部高爐生技部廠部CHAMPION應宏MBB/BB工程學院六西格瑪團隊相關單位劉和平陳德權朱義斌D-8項目推進計劃DMAIC

組員數(shù)據(jù)收集全員共同制定目標推進計劃制定測量系統(tǒng)重復性及再現(xiàn)性分析與確認各工序INPUTNOUTPUT分析尋找X變量收集數(shù)據(jù)，進行多元回歸分析找出關鍵X變量確定改善方向

DOE

關鍵X變量改善

員工個人別管理CONTROLPLAN重點管理標準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)采集計劃DMAIC序號指標名稱實際性問題數(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DMAIC

C

O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260.0498方差分量來源方差分量總和的%標準差班次0.00014.450.019循環(huán)1-0.000*0.000.000誤差0.00285.550.046合計0.002

0.049結論：%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260.1221方差分量來源方差分量總和的%標準差班次0.00116.760.029循環(huán)10.00126.570.037誤差0.00356.660.054合計0.0050.071結論：%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原料檢驗輸入·物理性能·化學成份·運輸方式類型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.風量·風溫富氧噴煤風口面積及布局爐溫控制造渣制度休風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.超標補償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技術規(guī)程4406超標補償未及時補償影響爐況6控制程序故障2工藝設備7847風量超出正常范圍影響爐況8渣鐵排放不暢6技術規(guī)程62888操作不當562408外圍條件變化461928風溫風溫過低導致燃料增加10設備影響、4工藝制度技術要求416010操作影響542009富氧富氧量變化影響冶煉強度7爐況不好5工藝要求270M-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當前控制方法DETRPN10噴煤置換比波動不能充分燃燒10配煤不合理5工藝標準315010操作影響4312010設備影響6318011風口面積及布局布局調(diào)整不及時影響初始煤氣流動速度8風口面積與布局不匹配1工藝制度86412爐溫控制爐溫大幅波動焦比升高10操作者水平6技術要求質(zhì)檢318010外部因素導致爐況變化4312013造渣制度調(diào)整不合適渣鐵流動不暢4渣溫3工藝制度3364堿度333614設備休風率休風率高產(chǎn)量損失、熱量損失8設備故障4工藝制度41288待罐541608待料5520015渣鐵排放憋爐影響冶煉進程9爐前維護6工藝制度31629設備故障531359待罐5418016煤氣利用率利用率過低焦比升高10爐況波動6質(zhì)檢424017產(chǎn)量產(chǎn)量波動單耗高10外部條件、內(nèi)因5生產(chǎn)計劃3150953135M-6快速改善DMAIC輸入要因名稱改進前RPN改進措施責任人完成日期措施結果SODRPN上部調(diào)劑改變礦焦在爐內(nèi)的分布144改進礦焦在爐內(nèi)的分布。劉和平9月15日52770設備休風率設備故障128加強設備點檢，降低設備故障率。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設備故障180加強設備點檢，降低設備故障率。甘如華9月15日62112產(chǎn)量外部條件150加強進廠原燃料質(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結論：經(jīng)過正態(tài)性檢驗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結論：均值檢驗采用的是雙樣本T檢驗，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檢驗和置信區(qū)間時間段N平均值標準差標準誤改善后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:-27.07差值的95%置信上限:-18.30差值=0(與<)的T檢驗：

T值=-5.25

P值=0.000自由度=28兩者都使用合并標準差=14.1226關鍵的輸入

X’s20

輸入4輸入3輸入2輸入改善關鍵的

X’s控制關鍵的

X’s所有的X’s驗證主要因素過程圖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:風量X3:風溫X4:噴煤X6:休風率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:休風率X7:渣鐵排放X9:產(chǎn)量DMAICM-8測量階段小結X5:爐溫控制5輸入M-9分析計劃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因子作進一部的分析。X2.風量。X3.風溫。X5.煤比。X4.Si。X8.煤氣利用率。A-1驗證潛在原因DMAIC驗證潛在原因計劃表序號潛在原因X數(shù)據(jù)類型因變量Y數(shù)據(jù)類型潛在原因X的設計水平驗證工具1風量連續(xù)焦比連續(xù)4900M3～5100M3多元回歸2風溫連續(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)收集計劃表DMAIC序號指標名稱實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風量是每小時一次/24朱義斌9月16日~10月13日282風溫是每小時一次/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)收集計劃表A-3X因子分析驗證DMAIC自變量系數(shù)系數(shù)標準誤TP常量831.2188.299.410.000煤比0.019320.093450.210.838風量0.0028340.0048330.590.564風溫-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274304.25回歸方程為：焦比=831+0.0193煤比+0.00283風量-0.111風溫+22.4Si-8.38煤氣利用率A-3X因子分析驗證DMAIC方差R-SqR-Sq（調(diào)整）MallowsCpS煤比風量風溫Si煤氣利用率176.675.78.96.2234X149.247.347.49.1692X140.538.259.69.9227X283.081.62.05.4175XX280.979.34.95.7412XX276.774.810.76.3322XX384.082.02.55.3561XXX383.080.93.95.5192XXX383.080.84.05.5289XXX484.381.64.05.4170XXXX484.181.34.35.4538XXXX483.080.15.95.6378XXXX584.480.86.05.5333XXXXX●最佳子集回歸回歸方程為焦比=823-0.0880風溫+24.6Si-8.44煤氣利用率自變量系數(shù)系數(shù)標準誤TP常量822.6277.5510.610.000風溫-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274304.2A-3X因子分析驗證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鍵1風量焦比否是否2風溫是是是3Si是是是4煤比否是否5煤氣利用率是是是I-1X因子試驗計劃DMAIC標準序運行序中心點區(qū)組風溫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試驗設計I-2X因子試驗報告DMAIC項效應系數(shù)系數(shù)標準誤TP常量369.9361.196309.400.000風溫-2.075-1.0371.402-0.740.513Si9.3754.6881.4023.340.044煤氣利用率-15.325-7.6631.402-5.470.012風溫*Si2.4751.2371.4020.880.442風溫*煤氣利用率-3.425-1.7131.402-1.220.309Si*煤氣利用率6.1253.0631.4022.180.117風溫*Si*煤氣利用率-3.975-1.9871.402-1.420.251來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP主效應3654.10654.10218.03513.860.0292因子交互作用3110.74110.7436.9152.350.2513因子交互作用131.6031.6031.6012.010.251殘差誤差347.1847.1815.726彎曲137.0537.0537.0507.320.114純誤差210.1310.135.063合計10843.63S=3.96555PRESS=8739.27R-Sq=94.41%R-Sq（預測）=0.00%R-Sq（調(diào)整）=81.36%

I-2X因子試驗報告DMAICI-3X因子量化試驗DMAICI-4驗證試驗DMAIC項效應系數(shù)系數(shù)標準誤TP常量369.9361.501246.540.000Si9.3754.6871.7592.660.029煤氣利用率-15.325-7.6631.759-4.350.002來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP主效應2645.49645.49322.7513.030.003殘差誤差8198.13198.1324.77彎曲137.0537.0537.051.610.245失擬175.0375.0375.035.230.062純誤差686.0586.0514.34合計10843.63S=4.97661PRESS=415.623R-Sq=76.51%R-Sq（預測）=50.73%R-Sq（調(diào)整）=70.64%I-4驗證試驗DMAICI-4驗證試驗DMAICC-1控制計劃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名稱目標值控制方法負責人煉鐵廠冶煉焦比SiSi0.4-0.6%正常生產(chǎn)情況下每次鐵一次運用六西格瑪降低鐵成本降低焦比從380kg/t到3