運用六西格瑪管理方法降低鐵成本(六西格瑪黑帶質量項目案例)

1、銷售收入銷售收入 制造成本制造成本利潤最大化利潤最大化近幾年來，我國鋼鐵行業(yè)受到國內外經(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。 BackgroundD M A I C3 3 3 3 % %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

2、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 M A I CD M A I C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)）鐵成本項目鐵成本項目礦石成本礦石成本燃料成本燃料成本動力成本動力成本回收成本回收成本其它費用其它費用工序成本工序成本元元/噸鐵噸鐵1750.52869.86145.51-56.8585.512794.55占百分比占百分比62.64%3

3、1.13%5.21%-2.03%3.06%100.00%圖2 鐵成本比重圖D M A I C鐵鐵成本價格消耗市場場價格關聯(lián)關聯(lián)價格其它它礦礦石回收動動力燃料配礦礦煤比焦比工序費費用能源介質質煤氣氣水渣圖 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鐵成成本本價格價格市場85.5185.511國貿N關聯(lián)2.322.323相關部門、單位S消耗消耗礦石配礦1.261.264國貿、制造部、煉鐵C燃料焦比7.577.572煉鐵、焦化、國貿C煤比0.040.048煉鐵、國貿C動力能源介質0.900.906煉鐵、相關單位C回收0.180.187煉鐵、相關單位C其它工序費

4、用1.141.145煉鐵、相關單位CD M A I C表3 鐵成本影響因素評價矩陣 D M A I C表4 高爐評價矩陣圖項目項目1BF2BF4BF5BF6BF7BF8BF產(chǎn)量地位產(chǎn)量地位1133339消耗水平消耗水平3393111提升空間提升空間3393131總分總分772195711評分211197775百分比31.316.413.410.410.410.47.5累積 %31.347.861.271.682.192.5100.0高爐號6721584706050403020100100806040200評評分分百百分分比比高高爐爐號號 的的 P Pa ar re et to o 圖圖圖4 高

5、爐的pareto圖 我們選定煉鐵廠四號高爐降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，各種影進的潛力，目前能耗高，各種影響因素多；二是它較具代表性，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爐容居中，影響鐵成本的因素更全面。全面。 D M A I CSIPOC-宏觀流程圖 原料檢驗原料檢驗篩分篩分稱量稱量冶煉冶煉出鐵水出鐵水高爐生產(chǎn)高爐生產(chǎn)煉鋼廠煉鋼廠原燃料原燃料原料車間煤粉車間鐵水 D M A I C 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

6、效手段。數(shù)年以來，國內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250260kg/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。焦比焦比=入爐焦量入爐焦量（1-水分水分%）/產(chǎn)量產(chǎn)量D M A I CBASELINEBASELINE 現(xiàn)況現(xiàn)況 現(xiàn)現(xiàn) 狀：狀：380kg/t目目 標：標：370kg/t極限目標：極限目標：360kg/t目標：目標：370kg/tD M A I C2011年年10月

7、份外購焦價格：月份外購焦價格：2096元元/噸。噸。 如果四高爐入爐焦比降低至目標值（主要降低如果四高爐入爐焦比降低至目標值（主要降低外購焦）。則燃料成本可降低外購焦）。則燃料成本可降低20元元/噸，四高爐噸，四高爐每月產(chǎn)量約每月產(chǎn)量約19萬噸，即月預計效益：萬噸，即月預計效益： 2019=380萬元。萬元。現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：380kg/tD M A I CProject Leader陸隆文陸隆文 李懷遠李懷遠鄒明東鄒明東周火青周火青黃立準黃立準舒文虎舒文虎王玉穩(wěn)王玉穩(wěn) 制造部制造部 景宏杰景宏杰質質 檢檢 趙蘊智趙蘊智 賈麗輝賈麗輝國國 貿貿 董漢東董漢東焦焦 化化 錢紅輝錢紅輝燒燒 結結 肖肖

8、揚揚趙志國趙志國趙趙 思思李李 進進李李 昕昕甘如華甘如華徐智慧徐智慧鄧振權鄧振權徐徐 曉曉企管科企管科設備部設備部高爐高爐生技部生技部廠部廠部CHAMPION應宏應宏MBB/BB工程學院六西格瑪團隊工程學院六西格瑪團隊相關單位相關單位劉和平劉和平陳德權陳德權朱義斌朱義斌D M A I C 組員數(shù)據(jù)收集組員數(shù)據(jù)收集 全員共同制定全員共同制定 目標目標 推進計劃制定推進計劃制定測量系統(tǒng)重復性及測量系統(tǒng)重復性及再現(xiàn)性分析與確認再現(xiàn)性分析與確認各工序各工序 INPUTNINPUTNOUTPUTOUTPUT分析分析 尋找尋找X X變量變量收集數(shù)據(jù)，進行多收集數(shù)據(jù)，進行多元回歸分析元回歸分析找出關鍵找出

9、關鍵X X變量變量確定改善方向確定改善方向 DOEDOE 關鍵關鍵X X變量改善變量改善 員工個人別管理員工個人別管理 CONTROL PLANCONTROL PLAN重點管理重點管理標準化管理標準化管理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1111月月1 1日日-12-12月月1010日日D M A I C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

10、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46D M A I C C O中班夜班白班14.0814.0614.0414.0214.0013.9813.9613.9413.9213.90班班 次次測測量量值值123循環(huán)1焦焦 秤秤 校校 準準 值值 的的 多多 變變 異異 圖圖中夜白68.1568.1068.0568.0067.9567.90班班次次測測量量值值123循環(huán)1礦礦秤

11、秤校校準準值值的的多多變變異異圖圖焦秤測量值的嵌套方差分析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 SS MS F P班次 2 0.0078 0.0039 5.181 0.049循環(huán)1 6 0.0045 0.0008 0.364 0.892誤差 18 0.0374 0.0021合計 26 0.0498 方差分量來源 方差分量 總和的 % 標準差班次 0.000 14.45 0.019循環(huán)1 -0.000* 0.00 0.000誤差 0.002 85.55 0.046合計 0.002 0.049結論：結論：%P/T60.0490.100=2.94%10%。說明測量系統(tǒng)是可

12、靠的。說明測量系統(tǒng)是可靠的。礦秤測量值的嵌套方差分析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 SS MS F P班次 2 0.0291 0.0145 2.106 0.203循環(huán)1 6 0.0414 0.0069 2.407 0.069誤差 18 0.0516 0.0029合計 26 0.1221方差分量來源 方差分量 總和的 % 標準差班次 0.001 16.76 0.029循環(huán)1 0.001 26.57 0.037誤差 0.003 56.66 0.054合計 0.005 0.071結論：結論：%P/T60.0710.200=2.13%10%說明測量系統(tǒng)是可靠的說明測量

13、系統(tǒng)是可靠的D M A I C464136312621161161450400350單單 獨獨 值值_X =401.9UCL=461.1LCL=342.846413631262116116180400移移 動動 極極 差差_MR=22.24UCL=72.66LCL=0403020100450400350觀觀測測值值值值440420400380360USLUSL370規(guī)格450400350組內整體規(guī)格標準差19.7148Cp*Cpk-0.54組內標準差19.9081Pp*Ppk-0.53Cpm*整體焦焦比比_ _改改善善前前 的的 P Pr ro oc ce es ss s C Ca ap pa

14、 ab bi il li it ty y S Si ix xp pa ac ck k單單值值控控制制圖圖移移動動極極差差控控制制圖圖最最后后 4 46 6 個個觀觀測測值值能能力力直直方方圖圖正正態(tài)態(tài) 概概率率圖圖AD:0.235，P: 0.780能能力力圖圖P大于大于0.05Y有正態(tài)性有正態(tài)性工程能力工程能力不夠充分不夠充分需要繼續(xù)改善！需要繼續(xù)改善！CPK= -0.54 D M A I C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

15、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D M A I C序號序號輸入輸入潛在模式潛在模式潛在影響潛在影響SEV潛在要因潛在要因OCC當前控制方法當前控制方法DETRPN1上部調劑環(huán)數(shù)、角度變化氣流引起煤氣流變化8改變礦焦在爐內的分布2經(jīng)驗調整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784

16、7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270D M A I C序序號號輸入輸入潛在模式潛在模式潛在影響潛在影響SEV潛在要因潛在要因OCC當前控制當前控制方法方法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

17、高10操作者水平6技術要求質檢318010外部因素導致爐況變化4312013造渣制度調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質檢424017產(chǎn)量產(chǎn)量波動單耗高10外部條件、內因5生產(chǎn)計劃3150953135D M A I C輸入輸入要因名稱要因名稱改進前改進前RPN改進措施改進措施責任人責任人完成日期完成日期措施結果措施結果SODRPN上部調

18、劑上部調劑改變礦焦在爐內的分布144改進礦焦在爐內的分布。劉和平9月15日52770設備休風率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)量產(chǎn)量外部條件150加強進廠原燃料質量的檢查。趙 思9月15日85

19、280內因135減少各類耽誤。趙志國9月15日74256D M A I C上半月下半月3025201510時時間間段段9 95 5% % 標標準準差差 B Bo on nf fe er rr ro on ni i 置置信信區(qū)區(qū)間間上半月下半月450425400375350時時間間段段實實際際值值，k kg g/ /t t檢驗統(tǒng)計量0.43P 值0.123檢驗統(tǒng)計量2.85P 值0.103F 檢驗Levene 檢驗9 9月月焦焦比比前前后后對對比比的的等等方方差差檢檢驗驗450440430420410400390380370360999590807060504030201051實實際際值值，k

20、kg g/ /t t百百分分比比均值406.5標準差16.72N15AD0.435P 值0.2599 9月月上上半半月月的的概概率率圖圖正態(tài) 410400390380370360350999590807060504030201051C C4 4百百分分比比均值379.5標準差10.92N15AD0.573P 值0.1149 9月月下下半半月月 的的概概率率圖圖正態(tài) 結論：經(jīng)過正態(tài)性檢驗上半月與下半月焦比結論：經(jīng)過正態(tài)性檢驗上半月與下半月焦比P值都大于值都大于0.05，說明，說明數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布；數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布；等等方差檢驗方差檢驗P=0.1230.05，說明改善前后方差，說明改善前后方差沒有

21、明顯差別。沒有明顯差別。D M A I C上 半 月下 半 月440430420410400390380370360350時時 間間 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 線線 圖圖結論：均值檢驗采用的是雙樣本結論：均值檢驗采用的是雙樣本T檢驗，其中檢驗，其中P=0.0000.05，說明改善后焦比均值有顯著降低。說明改善后焦比均值有顯著降低。雙樣本雙樣本 T 檢驗和置信區(qū)間檢驗和置信區(qū)間時間段 N 平均值 標準差 標準誤改善后 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

22、值估計: -27.07差值的 95% 置信上限: -18.30差值 = 0 (與 378.0380.5380.5358.0358.0360.5360.5363.0363.0365.5365.5368.0368.0370.5370.5373.0373.0375.5375.5378.0焦比焦焦比比 與與 S Si i, , 煤煤氣氣利利用用率率 的的等等值值線線圖圖44.542.50.60.4煤氣利用率Si372.933368.900378.100374.850353.400中心點因子點焦焦比比 的的立立方方圖圖（數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)平平均均值值）D M A I C企業(yè)企業(yè)名稱名稱過程過程名稱名稱特性特性規(guī)范

23、規(guī)范評價評價/測量方法測量方法過程控制過程控制CTQCTPCTQCTP方法方法頻率頻率精益小精益小組名稱組名稱目標目標名稱名稱目標值目標值控制控制方法方法負責人負責人煉煉鐵鐵廠廠冶煉冶煉焦比焦比SiSi0.4-0.6%正常正常生產(chǎn)生產(chǎn)情況情況下下每次鐵每次鐵一次一次運用運用六西六西格瑪格瑪降低降低鐵成本鐵成本降低降低焦比焦比從從380kg/t到到370kg/tI-MR控制控制圖圖劉和平劉和平煤氣煤氣利用利用率率煤氣煤氣利用利用率率43.0-45.0%正常正常生產(chǎn)生產(chǎn)情況情況下下每小時每小時一次一次D M A I C 輸入輸入潛在失效潛在失效模式模式潛在失效潛在失效影響影響SEV潛在失效要因潛在

24、失效要因OCC過程控制過程控制DETRPN改進措施改進措施責任人責任人/完成時間完成時間改善結果改善結果SODRPN風風量量超出正常超出正常范圍范圍影響爐況影響爐況8渣鐵排放不暢渣鐵排放不暢6技術規(guī)程技術規(guī)程6288改進操作，改進操作，加強鐵鋼平衡加強鐵鋼平衡劉和平劉和平/10月月4551008操作不當操作不當5工藝要求工藝要求6240改進操作改進操作劉和平劉和平/10月月5451008外圍條件變化外圍條件變化4工藝制度工藝制度6192及時反饋信息及時反饋信息劉和平劉和平/10月月64372風風溫溫風溫過低風溫過低導致燃料導致燃料增加增加10設備影響、設備影響、4工藝制度工藝制度4160改進維

25、護改進維護文家才文家才/10月月7348410操作影響操作影響5技術要求技術要求4200改進操作改進操作文家才文家才/10月月934108D M A I C 輸入輸入潛在失潛在失效模式效模式潛在失潛在失效影響效影響SEV潛在失效要因潛在失效要因OCC過程過程控制控制DETRPN改進改進措施措施責任人責任人/完成時完成時間間改善結果改善結果SODRPNSiSi含量含量波動大波動大焦比焦比升高升高10操作者水平操作者水平6技術技術要求要求3180改進改進操作操作朱義斌朱義斌/10月月8439610外部因素導致外部因素導致爐況變化爐況變化4質檢質檢3120DOE試驗試驗朱義斌朱義斌/10月月6335

26、4煤比煤比煤比過煤比過低低焦比焦比升高升高10配煤不合理配煤不合理3工藝工藝制度制度390無無陳德全陳德全/10月月9338110操作影響操作影響4工藝工藝要求要求3120改進改進操作操作陳德全陳德全/10月月9338110設備影響設備影響6工藝工藝制度制度3180點檢點檢維護維護陳德全陳德全/10月月85280煤氣煤氣利用利用率率利用率利用率過低過低焦比焦比升高升高10爐況波動爐況波動6質檢質檢4240DOE試驗試驗劉和平劉和平/10月月6323610設備運行狀況設備運行狀況欠佳欠佳4工藝工藝制度制度4160點檢點檢維護維護劉和平劉和平/10月月74384D M A I C 40038036

27、0340999050101450425400375350999050101420400380360340999050101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 的的概概率率圖圖焦焦比比_ _改改善善后后正態(tài) - 95% 置信區(qū)間，AD:0.169，P: 0.930焦焦比比_ _改改善善前前正態(tài) - 95% 置信區(qū)間，AD:0.235，P: 0.780焦焦比比_ _改改善善中中正態(tài) - 95% 置信區(qū)間，AD:0.211，P: 0.844改善中改善前改善后28262422201816141210階階段段9 95 5% % 標標 準準 差差 B Bo on nf fe er rr ro on ni i 置置 信信 區(qū)區(qū) 間間檢驗統(tǒng)計量11.18P 值0.004檢驗統(tǒng)計量5.17P 值0.007Bartlett 檢驗L