如何进行过程中心线化

产品一致性至关重要，因为客户希望了解他们购买的产品能够带来怎样的预期。确保一致性的途径之一是在产品制成后对其进行检查，并决定接受或拒收。

然而，在很多情况下，由于产品种类繁多、结构复杂或产量庞大，对每件产品进行 100% 检验并不高效。确保一致性的更好方法是确保制造过程始终以相同方式运行。这就是中心线化可以发挥作用之处。

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何为中心线(操作范围)？

中心线化，又称为某些行业中的 “操作范围” ，是一种运用既定过程设定来确保制造过程一致性的理念或方法论。这些过程设置通常包含上下限范围，以便在应对外部影响(如考虑某些部件老化或磨损引起的变动)时留有灵活性。尽管初衷可能是保证产品质量的一致性，但中心线化已发展出多个目的，包括在设计限值或安全限值内操作设备、确保充分冷却或润滑等。本篇博客我们将采用“中心线”这一术语，但无论您是否对此称谓耳熟能详，抑或您习惯称之为“操作范围”或其他名称，所述概念与信息均通用适用。

四步完成中心线化

要“中心线化”一个过程，您必须执行以下四个步骤：

确定重要的过程因素或“变量”
确定所有重要变量的最佳设置和范围-如果生产多种产品，则按品种或产品分类
确定这些变量如何影响过程和产品
确保在生产过程中始终遵循已确定的中心线化设置

持续改进

中心线化是一个永无止境的过程，持续关注并改进上述所有步骤才能最大限度地收获益处。这些益处可能包括但不限于：提高产品质量、增加产量、减少停机时间、降低不合格品率、减少浪费、降低成本以及提升利润。中心线化还有助于及时发现过程异常，从而采取纠正或预防措施。

作为过程的一部分

须强调的是，单纯依靠中心线并不能实现所有潜在效益。最佳效果只有在设备得到妥善维护、上游过程同样实现中心线化的情况下才能达成。此外，轻松访问过往运行的工艺数据和趋势，使我们轻松了解当前过程状态、应处于何种状态以及历史轨迹，有助于增强中心线化工作。

中心线化一个熟悉的过程

为了更好地理解中心线概念，我们将描述如何对熟悉的煮咖啡过程进行中心线化。

变量

假设您的目标是每次都能煮出味道一致的好咖啡。首先，您需要列出影响咖啡口感的主要变量：这可能包括：

咖啡的品牌和类型
添加到咖啡机的咖啡量
添加到咖啡机的水量

还有一些不太明显的变量，比如咖啡壶的清洁度、供应给咖啡机的水温、咖啡机的型号与品牌、以及咖啡机可能出现的故障等。由此可见，即使是煮咖啡这样看似简单的流程，也可能受到众多变量的影响。

过程影响

在创建了重要过程变量列表后，需要确定每个变量对产品的影响。为此，您可以尝试使用不同品牌和不同咖啡量(保持添加的水量恒定)来煮咖啡，并通过品尝测试找出哪种变量组合能产生最佳口味的咖啡。

可接受范围

值得注意的是，即使在煮咖啡这样简单的流程中，某些变量之间也会相互作用。例如，品牌 A 在每杯使用 1 汤匙时可能煮出最佳口味，而品牌 B 可能在每杯使用 1.5 汤匙时达到最佳，但如果未尝遍所有变量组合，可能无法察觉这种差异。因此，采用某种统计方法来设置测试程序并分析结果是一个好主意。这将有助于确保您找到最佳的过程设置组合，并可能减少确定最佳过程设置所需的测试量。

制定配方

确定出能制作出口味绝佳咖啡的过程设置后，您需要制定详细的“配方”。这个配方应列出用于制作最佳口味咖啡的所有步骤和测量值。每次使用此配方都将制作出口味一致的咖啡。而且，不仅您自己，任何人都应能按照此配方制作出同样美味的咖啡。

请注意，如果某个重要变量发生显著变化(例如，您不得不更换咖啡品牌或水源改变)，则需要重新进行中心线化过程。另外，如果同时制作多种“品种”的咖啡(如深度烘焙、常规和脱因)，则每种都需要建立不同的中心线。

中心线化制造过程

正如制作一杯口感一致的咖啡需要详细配方一样，造纸或炼油等工业过程也需要详细的“配方”来生产一致且高质量的产品-在这种情况下，即一张纸或一加仑汽油。中心线化确保在生产过程中采用最佳设置和程序，确保过程稳定运行并产出一致、高品质的产品。如果生产多个品种或产品，轻松访问品种规范或特定产品的中心线设置和范围至关重要。

以造纸行业为例，常见的中心线化变量可能包括：

纸浆原料中不同类型纤维的比例
纸浆精炼程度
化学添加剂添加速率
压榨段压榨压区负荷 (pli)
机器速度与牵伸比

无论您生产什么产品，中心线化的基本过程都是相同的。遵循以下步骤在您的工厂实施中心线化：

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识别关键变量

由操作员确定您的制造过程中的关键变量，并获得工厂利益相关者的共识。如果确实希望对过程和产品质量产生积极影响，选择正确的关键变量至关重要。因此，通常会请顾问或其他行业专家对您的过程进行评估，以确定要中心线化的变量。

创建变量限值

接下来，为这些关键变量创建限值。此时您基本上是在确定每个变量的可接受范围。超出该范围的操作将导致不可接受的产品质量。以造纸示例来说，您可能会确定主要产品等级需要纸浆原料中含有 10% 至 20% 的长纤维。

设立变量限值是中心线化过程的关键环节。

变量限值可以通过多种方式设立。通常，这些限值会管理在一系列电子表格或存放在文件柜中的破旧打印稿中。更佳的做法是使用过程信息管理系统 (PIMS)，如 dataPARC 的 PARCview 解决方案。这类工具通过让用户为过程标签输入目标值和操作范围或限值，从而促进中心线化工作。其中最好的产品允许为不同等级、产品或 SKU 指定不同的限值。正如上文所提，制作深度烘焙咖啡时使用的研磨咖啡量可能不同于浅烘焙咖啡。

另一项关键特性是自动计算限值。计算机化解决方案能够高效地计算任何变量的平均值、标准差和 3σ 限值。这些计算器还能考虑到多个等级、产品和 SKU，为这些不同的运行条件计算不同的限值。

dataPARC 的 PARCview 解决方案能够自动为多个变量计算限值。

评估变量影响

一旦确定了关键变量和变量限值，您需要监控这些变量以评估新中心线化的过程。此时，获取准确、清晰呈现的数据至关重要。虽然理论上可以采用手动数据记录方法来评估中心线化过程，但记录和检索这些数据耗时巨大，且数据错误的可能性很高。

准确、条理分明的数据是展示有效中心线化工作的关键。

使用某种类型的软件-无论是专用的中心线化应用程序还是数据历史记录系统与数据可视化工具的组合-来配置解决方案，以便访问与中心线化过程相关的准确视觉数据，这样做要容易得多。这些应用程序允许您构建精确的可视化显示，展示过程与中心线相关的执行情况。在评估此类解决方案时，务必考虑其在以下分辨率下呈现数据的能力，因为它们共同提供了评估中心线化工作最完整的数据：