一种物料产品包装重量控制方法及其控制系统

摘要

本发明公开了一种物料产品包装重量控制方法，属于商品定量包装技术领域，包括抽检、计算、S图分析、X图分析等步骤；一种物料产品包装重量控制系统，包括待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置和抽样称重装置，所述待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置依次连接，抽样称重装置与复核称重装置连接。本技术方案通过定期在线抽检，实现闭环控制，快速查找原因并校正，控制效率高，也提高了定量包装商品重量的一致性，使净含量为50kg的定量包装产品，误差控制在0.1kg以内，在保证达到《定量包装商品计量监督管理办法》的控制要求的同时，也大大减少了包装过程中称量正误差带来的损失。

说明书

技术领域

本发明属于商品定量包装技术领域，涉及一种物料产品包装重量控制方法及其控制系统。

背景技术

在目前生产型企业的定量包装控制技术中，对净含量误差的控制大多是在包装过后进行抽检，以检测同一批次产品包装后的净含量误差，若误差较大，则对下一批次产品的包装设备进行调整和校正。但这对在包装过程中出现的误差很难实现有效控制，一旦出现一批产品中包装重量误差波动较大的情况，又不能成批进行返工，这将给该批产品的后期销售带来一定困难。对于化工行业，特别是磷肥产品中的粉状产品，净含量的控制难度很大，需要采取系统性的控制管理办法，以保证包装产品的净含量符合《定量包装商品计量监督管理办法》(国家质量监督检验检疫总局令第75号)的控制要求，通过降低包装过程中的负误差来保护消费者权益，同时企业需要通过减少产品在包装过程中因正误差较大给企业带来不必要的损失，降低企业的生产成本。

现有包装流程中，往往是通过加强企业内部精细化管理和考核、增加操作人员标准化培训、增加包装产品的抽检频率等行政手段进行管理控制，这种方式对包装过程中人为因素的控制确实达到了较好的效果，但随着企业精细化管理的不断加强以及自动化程度的不断提高，对定量包装商品净含量的控制要求也在不断提高，而人为因素在此过程中已微乎其微，需要达到更加精确的控制，就需要在技术层面提出更好的控制方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种物料产品包装重量控制方法及其控制系统，从而达到精确控制，减小定量包装误差的效果。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种物料产品包装重量控制方法，包括如下步骤：

1)抽检：定期对完成包装的成品进行抽样检查，从连续运转的定量包装装置上随机抽取同一批次的若干组产品，称量其净重，记录数据，计算平均值和标准偏差；

2)计算：计算所记录的全部称量值的总平均值X_总和平均标准偏差S_平；

3)S图分析：计算标准偏差控制图的控制限，绘制标准偏差控制图，将出现下述两种情况之一：

a.若标准偏差控制图显示为非稳态，说明误差较大，需对定量包装装置和复核称重装置进行检查、校正，然后重复上述抽检、计算步骤，重新进行S图分析；

b.若标准偏差控制图显示为稳态，则说明定量包装重量误差在允许范围内，可继续下一步骤；

4)X图分析：计算总平均值控制图的控制限，绘制总平均值控制图，将出现下述两种情况之一：

a.若总平均值控制图显示为非稳态，说明误差较大，需对定量包装装置和复核称重装置进行检查、校正，然后重复上述抽检、计算、S图分析步骤，重新进行X图分析；

b.若总平均值控制图显示为稳态，则说明定量包装重量误差在允许范围内，抽检合格。

进一步的，所述抽检步骤中，所采用的抽样称量装置的精度高于复核称重装置的精度，抽样称量方法为多次称量法。

进一步的，所述抽检步骤中，每两组产品抽取的间隔时间不少于10min，抽取的产品数量不少于25组。

进一步的，所述S图分析和X图分析步骤中，将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称。

一种物料产品包装重量控制系统，包括待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置和抽样称重装置，所述待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置依次连接，所述抽样称重装置与复核称重装置连接。

所述复核称重装置的称重精度高于定量包装装置的称重精度。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种物料产品包装重量控制方法及其控制系统，通过定期在线抽检，实现闭环控制，快速查找原因并校正，控制效率高，也提高了定量包装商品重量的一致性，使净含量为50kg的定量包装产品，误差控制在0.1kg以内，在保证达到《定量包装商品计量监督管理办法》(国家质量监督检验检疫总局令第75号)的控制要求的同时，也大大减少了包装过程中称量正误差带来的损失。

附图说明

图1为本发明中重量控制系统的连接关系示意图；

图2为本发明中实施例一25个子组包装称量值标准偏差控制图；

图3为本发明中实施例一25个子组包装称量值总平均值控制图；

图4为本发明中实施例二25个子组包装称量值标准偏差控制图；

图5为本发明中实施例三25个子组包装称量值标准偏差控制图；

图6为本发明中实施例三25个子组包装称量值总平均值控制图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

本发明所述的一种物料产品包装重量控制方法，包括如下步骤：

1)抽检：定期对完成包装的成品进行抽样检查，从连续运转的定量包装装置上随机抽取同一批次的若干组产品，称量其净重，记录数据，计算平均值和标准偏差；

2)计算：计算所记录的全部称量值的总平均值X_总和平均标准偏差S_平；

3)S图分析：S图即为标准偏差控制图，计算标准偏差控制图的控制限，绘制标准偏差控制图，将出现下述两种情况：

a.若标准偏差控制图显示为非稳态，说明误差较大，需对定量包装装置和复核称重装置进行检查、校正，然后重复上述抽检、计算步骤，重新进行S图分析；

b.若标准偏差控制图显示为稳态，则说明定量包装重量误差在允许范围内，可继续下一步骤；

4)X图分析：X图即为总平均值控制图，计算总平均值控制图的控制限，绘制总平均值控制图，将出现下述两种情况：

a.若总平均值控制图显示为非稳态，说明误差较大，需对定量包装装置和复核称重装置进行检查、校正，然后重复上述抽检、计算、S图分析步骤，重新进行X图分析；

b.若总平均值控制图显示为稳态，则说明定量包装重量误差在允许范围内，抽检合格。

所述抽检步骤中，所采用的抽样称量装置的精度高于复核称重装置的精度，抽样称量方法为多次称量法。

所述抽检步骤中，每两组产品抽取的间隔时间不少于10min，抽取的产品数量不少于25组。

所述S图分析和X图分析步骤中，将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称。

一种物料产品包装重量控制系统，包括待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置和抽样称重装置，所述待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置依次连接，所述抽样称重装置与复核称重装置连接；待装成品输送装置和成品输出装置均为输送带，由电机带动，定量包装装置为电子定量包装机，复核称重装置为一电子秤，抽样称重装置为实验室标准天平，采用与产品标准包装理论净重等重的标准砝码，复核称重装置的称重精度高于定量包装装置的称重精度。

实施例一

如图1所示，一种物料产品包装重量控制系统，包括待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置和抽样称重装置，所述待装成品输送装置、定量包装装置、复核称重装置、成品输出装置依次连接，所述抽样称重装置与复核称重装置连接；所述复核称重装置的称重精度高于定量包装装置的称重精度；所述抽样称重装置的称重精度高于复核称重装置的称重精度。当所抽取样品通过抽样称重装置称重全部合格，则将所抽取样品直接通过成品输出装置输出；当所抽取样品通过抽样称重装置称重分析不合格，则需停机对定量包装装置和复核称重装置进行检查校正，启动设备，再次进行抽检。详细控制方法如下。

一种物料产品包装重量控制方法，包括如下步骤：

1)抽检：定期对完成包装的成品进行抽样检查，具体操作方式为从连续运转的定量包装装置上随机抽取同一批次的若干组产品，每间隔10min～15min抽取一组，共抽取25组，采用多次称量法，逐一称量其净重并记录数据，其中测量值记录时保留小数点后两位，平均值保留小数点后三位，标准偏差保留小数点后五位，称重次数为5次，计算平均值和标准偏差，所得结果如表1所示；

表1预备数据记录表

2)计算：计算所记录的全部测量值的总平均值X_总和平均标准偏差S_平，保留小数点后五位；

X_总＝(X₁+X₂+X₃+……+X₂₅)/25＝50.00784kg

S_平＝(S₁+S₂+S₃+……+S₂₅)/25＝0.00856kg

3)S图分析：计算标准偏差控制图的控制限：

当子组大小n＝5时，查《计量控制图系数表》得B₄＝2.089，B₃＝0，代入S图公式，得：

CL_S＝S_平＝0.00856kg

UCL_S＝B₄S_平＝2.089×0.00856＝0.01788kg

LCL_S＝B₃S_平＝0.000×0.00856＝0.00000kg

根据计算结果绘制标准偏差控制图，将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称，如图2所示，对照表4对线图状态进行判断，标准偏差控制图未出现表4中所述状态，说明定量包装重量标准偏差在允许范围内，可继续下一步骤。

4)X图分析：计算总平均值控制图的控制限：

当子组大小n＝5时，查《计量控制图系数表》得A₃＝1.427，代入X图公式，得：

CL_X＝X_总＝50.0078kg

UCL_X＝X_总+A₃S_平＝50.0078+1.427×0.00856＝50.0200kg

LCL_X＝X_总-A₃S_平＝50.0078-1.427×0.00856＝49.9956kg

根据计算结果绘制总平均值控制图，仍将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称，如图3所示，对照表4对线图状态进行判断，总平均值控制图未出现表4中所列状态，则说明定量包装重量总平均值在允许范围内，包装秤的称重量分析过程处于统计控制状态，抽检合格。

5)延长统计状态下的X_总和S_平控制图的控制限，进入控制用控制图阶段，实现对过程控制的日常控制。

实施例二

一种物料产品包装重量控制方法，包括如下步骤：

1)抽检：定期对完成包装的成品进行抽样检查，具体操作方式为从连续运转的定量包装装置上随机抽取同一批次的若干组产品，每间隔10min～15min抽取一组，共抽取25组，采用多次称量法，逐一称量其净重并记录数据，其中测量值记录时保留小数点后两位，平均值保留小数点后三位，标准偏差保留小数点后五位，称重次数为5次，计算平均值和标准偏差，所得结果如表2所示；

表2预备数据记录表

2)计算：计算所记录的全部测量值的总平均值X_总和平均标准偏差S_平，保留小数点后五位；

X_总＝(X₁+X₂+X₃+……+X₂₅)/25＝49.99536kg

S_平＝(S₁+S₂+S₃+……+S₂₅)/25＝0.00950kg

5)S图分析：计算标准偏差控制图的控制限：

当子组大小n＝5时，查《计量控制图系数表》得B₄＝2.089，B₃＝0，代入S图公式，得：

CL_S＝S_平＝0.00950kg

UCL_S＝B₄S_平＝2.089×0.00950＝0.01985kg

LCL_S＝B₃S_平＝0.000×0.00950＝0.00000kg

根据计算结果绘制标准偏差控制图，将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称，如图4所示，对照表4对线图状态进行判断，出现了表4中序号6所述的情况，标准偏差控制图显示为非稳态，说明标准偏差未在控制范围内，包装过程出现异常，需停机对定量包装装置和复核称重装置进行检查、校正，然后重复上述抽检、计算步骤，重新进行S图分析，直到标准偏差控制图显示为稳态后，继续下一步骤。

实施例三

一种物料产品包装重量控制方法，包括如下步骤：

1)抽检：定期对完成包装的成品进行抽样检查，具体操作方式为从连续运转的定量包装装置上随机抽取同一批次的若干组产品，每间隔10min～15min抽取一组，共抽取25组，采用多次称量法，逐一称量其净重并记录数据，其中测量值记录时保留小数点后两位，平均值保留小数点后三位，标准偏差保留小数点后五位，称重次数为5次，计算平均值和标准偏差，所得结果如表3所示；

表3预备数据记录表

2)计算：计算所记录的全部测量值的总平均值X_总和平均标准偏差S_平，保留小数点后五位；

X_总＝(X₁+X₂+X₃+……+X₂₅)/25＝50.00197kg

S_平＝(S₁+S₂+S₃+……+S₂₅)/25＝0.01022kg

3)S图分析：计算标准偏差控制图的控制限：

当子组大小n＝5时，查《计量控制图系数表》得B₄＝2.089，B₃＝0，代入S图公式，得：

CL_S＝S_平＝0.01022kg

UCL_S＝B₄S_平＝2.089×0.01022＝0.02135kg

LCL_S＝B₃S_平＝0.000×0.01022＝0.00000kg

根据计算结果绘制标准偏差控制图，将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称，如图5所示，对照表4对线图状态进行判断，未出现表4中所述的状态，标准偏差控制图显示为稳态，说明定量包装重量标准偏差在受控范围内，可继续下一步骤。

4)X图分析：计算总平均值控制图的控制限：

当子组大小n＝5时，查《计量控制图系数表》得A₃＝1.427，代入X图公式，得：

CL_X＝X_总＝50.00197kg

UCL_X＝X_总+A₃S_平＝50.00197+1.427×0.01022＝50.01655kg

LCL_X＝X_总-A₃S_平＝50.00197-1.427×0.01022＝49.98739kg

根据计算结果绘制总平均值控制图，将控制图分为6个区域，分别为A、B、C、C、B、A，其中两个A区、B区、C区分别在中心线的两侧，关于中心线对称，如图6所示，对照表4对线图状态进行判断，出现了表4中序号1所述的情况，有两点出界，总平均值控制图显示为非稳态，总平均值超出受控范围，说明包装称重误差较大，需对定量包装装置和复核称重装置进行检查、校正，然后重复上述抽检、计算、S图分析步骤，重新进行X图分析，直到总平均值控制图不再出现表4中所述的情况，总平均值控制图显示为稳态，包装秤的称重量分析过程处于统计控制状态，抽检合格。

5)延长统计状态下的X_总和S_平控制图的控制限，进入控制用控制图阶段，实现对过程控制的日常控制。

表4控制图中可查明原因的八种模式