化工行业6sigma-降低离子膜电解吨碱电耗案列

    客户介绍

    德州某化工企业创建于2007年并在同年底加盟中国化工集团，现为中国化工集团下属的集团的全资子公司。公司现拥有总资产24亿元，拥有员工1,600人，其中大专以上学历592人，中、高级技校生357人，拥有门类齐全的工程技术队伍。公司现有年生产能力：离子膜烧碱32万吨、PVC树脂30万吨、液氯10万吨、盐酸10万吨、塑料制品5,000吨，年销售收入过十亿元。公司已进入“中国行业百强”和“中国化工企业500强”行列。

    案例介绍

    （1）项目背景

    氯碱企业之间市场竞争异常激烈，原材料价格不断攀升 ，市场供大于求的局面非常明显，在这种严峻的形式下，公司提出了实现2012年利润1,500万元的目标，而降低吨碱电耗在公司愿景中所占比重较大，降低吨碱电耗可有效降低生产成本、提高利润。

    （2）项目定义 （Define）

    1.问题描述

    自2011年12月我厂新园区开车以来，吨碱电耗一直偏高，平均在2,229kwh/t,经过调研发现行业标杆水平已经达到了2,220kwh/t,如果我们能够达到这样的水平，每年就会为企业带来130万元的经济效益。

    2.Y和缺陷定义

    Y = 吨碱电耗 = 碱耗电量（kwh）/碱产量（t）

    Y‘（关联指标）：碱浓度≮32%

    2012年上半年，我公司总耗电量是40,123万kwh，离子膜电解耗电量（不含电解

    其它动力电耗）为29,171万kwh，占总耗电量的72.7%，因此我们将Y（吨碱电耗）瞄准在流程中电解部分。

    3.项目目标

    当前水平 = 2,229kwh/t

    行业标杆 = 2,220kwh/t     （本次项目目标需要达到行业标杆水平）

    极限目标 = 2,200kwh/t

    4.项目计划

    项目组计划用五个月的时间，完成DMAIC不同阶段任务内容。

    （3）测量阶段 （Measure）

    1.测量系统可靠性

    耗电量与碱产量均为DCS自动监控和记录，仪器通过专业检测机构定期校正，数据真实可靠，可用于后续的测量分析。通过计量器具的贡献率分析，也可判定当前测量系统可靠。

    2.Y工程能力分析

    项目组取用7月份全月31笔数据进行工程能力分析。

    吨碱电耗的Cpk = -0.07,Ppk = -0.06，过程能力明显不足，有较大的改善空间。

    3.关键过程输入因子分析

    通过对离子膜电解工艺流程（SIPOC流程）分解，共计得出19项过程输入因子。

    4.快赢改善 （针对第一类X 输入因子实施分析，快赢改善）

    根据10月份数据，快赢改善后吨碱电耗平均值降低到2,225Kwh/t,变差也有所下降。

    （4）统计分析 （Analyze）

    主效应图

    吨碱电耗与精盐水浓度、碱浓度正相关，与槽电流、槽温度负相关

    通过回归分析找出影响吨碱电耗的关键因子是：精盐水浓度、槽电流、槽温度。

    分析阶段结论及后续计划

    （5）改善阶段 （Improve）

    针对X ：精盐水浓度、槽电流、槽温度进行DOE试验设计

    试验方案：2³

    失效模式及效应分析 （FMEA）

    措施及过往资料 （Actions and History）

    （6）控制阶段 （Control）

    1.控制计划

    2.标准化推进

    3.吨碱电耗的改善前后对比

    吨碱电耗由改善前的2229kwh/t降低到了2218kwh/t，CPK由改善前的-0.07提高到了1.62

    （7）年度经济收益预估

    ◆ 吨碱电耗由2229kwh/t降至2218kwh/t。

    ◆ 烧碱产量按300,000吨/年计算。

    ◆ 电价按自备电厂成本单价0.48元/kwh计算。

    ◆ 吨碱电耗的降幅为11kwh/t，则：年创效益：11*0.48*300,000=158.4万元