葉絲加料工藝連批生產(chǎn)模式的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李秀芳，趙春元

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450016）

葉絲加料工藝連批生產(chǎn)模式的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李秀芳，趙春元

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南鄭州 450016）

為解決規(guī)格牌號集中生產(chǎn)時(shí)，每批斷料間隔時(shí)間較長，造成批次料頭料尾增加，單箱耗絲居高不下等問題，分析煙草葉絲加料工藝，提出基于葉絲加料工藝的連批生產(chǎn)模式。在保證同牌號的基礎(chǔ)上，將批次的運(yùn)行和設(shè)備的啟停分離，計(jì)量統(tǒng)計(jì)也不能影響單批次的質(zhì)量分析。結(jié)果證明：連批生產(chǎn)模式能夠適應(yīng)生產(chǎn)需要，每天可節(jié)省1 h時(shí)間，出絲率提高0.56%，過程質(zhì)量更加穩(wěn)定，能耗降低明顯，全年節(jié)省500余萬元。

連批次生產(chǎn)；啟停；出絲率；過程質(zhì)量

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.42

0 前言

煙草行業(yè)制絲生產(chǎn)線根據(jù)工藝要求，不同牌號之間不能連批次生產(chǎn)，但是隨著規(guī)模生產(chǎn)牌號的增加，同牌號連批生產(chǎn)的機(jī)會逐漸增多，而工藝設(shè)計(jì)要求必須批次之間斷料處理，平均每次換批時(shí)間約15 min，每天制絲線用于換批的非生產(chǎn)時(shí)間為195 min，嚴(yán)重制約制絲線生產(chǎn)效率的提升和能源消耗控制，同時(shí)制絲線每批次加工過程均存在料頭料尾現(xiàn)象，換批次數(shù)多對過程質(zhì)量的穩(wěn)定性和過程損耗均產(chǎn)生不利影響。國內(nèi)目前有同牌號連批次生產(chǎn)的模式，但是其實(shí)現(xiàn)是在葉片加料工藝的基礎(chǔ)上，葉絲加料新工藝技術(shù)生產(chǎn)線上沒有此先例。

1 問題分析

首先制絲線的布局及工藝流程線路拉長，生產(chǎn)時(shí)間大大延長。按工藝要求平均每次換批時(shí)間15 min，每天用于換批的非生產(chǎn)時(shí)間19 min，嚴(yán)重制約制絲線生產(chǎn)效率的提升和能源消耗控制。每批次加工過程均存在料頭料尾現(xiàn)象，換批次數(shù)多對過程質(zhì)量的穩(wěn)定性和過程損耗均產(chǎn)生不利影響。新工藝的引進(jìn)，減少了緩存設(shè)備的配備，使連批生產(chǎn)的布料均勻性受到影響，與目前的工藝要求有沖突。在硬件方面，葉片預(yù)混柜出柜處無電子皮帶秤，無法根據(jù)出柜累計(jì)重量實(shí)現(xiàn)批次結(jié)束的自動判定。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整體設(shè)計(jì)一是批次的運(yùn)行要和設(shè)備的啟停進(jìn)行分離，并且制定批次轉(zhuǎn)換的條件。二是雖然是連批生產(chǎn)，但也要保證是同牌號。三是各批次單獨(dú)統(tǒng)計(jì)時(shí)可進(jìn)行計(jì)量。

2.1 改進(jìn)工藝系統(tǒng)的劃分

以梗線為例，改進(jìn)前的系統(tǒng)化分示意圖見圖1。改進(jìn)后的系統(tǒng)化分示意圖見2。

圖1 改進(jìn)前制絲工藝系統(tǒng)劃分

圖2 改進(jìn)后制絲工藝系統(tǒng)劃分

2.2 改進(jìn)工藝模塊劃分

由于最初設(shè)計(jì)采用的是大制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）小中控的形式，如果進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)就要對工藝單元和工藝系統(tǒng)重新劃分。制絲各生產(chǎn)線控制系統(tǒng)和MES需保持一致，將從MES接收到的工藝加工標(biāo)準(zhǔn)工藝段為最小單元下達(dá)到設(shè)備上。將工藝段進(jìn)行拆分，形成設(shè)備的最小控制單元。MES劃分與改進(jìn)后的工藝模塊劃分見圖3。

圖3 改進(jìn)后制絲工藝系統(tǒng)劃分

2.3 程序優(yōu)化調(diào)試

新增FC230，F(xiàn)C231，F(xiàn)C232，F(xiàn)C233，F(xiàn)C234程序塊實(shí)現(xiàn)工單批次開始和結(jié)束；優(yōu)化原有控制程序。加料工單累計(jì)量處理程序塊FC232如圖4所示。

3 應(yīng)用效果

3.1 運(yùn)行模式適應(yīng)生產(chǎn)的要求

圖4 加料工單累計(jì)量處理程序

經(jīng)過工藝質(zhì)量性能驗(yàn)證，已經(jīng)可以2批連批生產(chǎn)，并根據(jù)需要可以3批連批生產(chǎn)，換批生產(chǎn)時(shí)批次等待時(shí)間大致在15 min，如果1 d生產(chǎn)9個批次，2批連批生產(chǎn)大概比不連批生產(chǎn)節(jié)省1 h時(shí)間。

3.2 出絲率有所提高

按煙絲含水率＜10%為干頭干尾來統(tǒng)計(jì)，連批前品牌線干頭重量10.2 kg、干尾重量6.3 kg，干頭/尾累計(jì)重量每批為16.5 kg；規(guī)模線干頭重量13.4 kg、干尾重量9.7 kg，干頭/尾每批累計(jì)重量為23.1 kg。梗線是低速氣流干燥，干頭干尾忽略不計(jì)。連批后，按兩批次連續(xù)生產(chǎn)來算，品牌和規(guī)模線每天按8批次計(jì)算，最優(yōu)計(jì)算可減少4個干頭干尾，所以每個干頭干尾重量取其平均值19.8 kg，即日減少干頭干尾重量79.2 kg（每日產(chǎn)生2500 kg土末，日產(chǎn)量4500箱），每月減少1980 kg，每年減少23 760 kg。由于干頭干尾的絲宜碎，影響出絲率，經(jīng)測算，金滿堂連批前綜合出絲率96.34%，連批后綜合出絲率96.56%。硬紅旗渠連批前綜合出絲率96.69%，連批后綜合出絲率97.25%。對比情況見圖5。

圖5 出絲率對比情況

3.3 過程質(zhì)量穩(wěn)定

以梗線為例，過程能力指數(shù)對比見圖6。

圖6 改進(jìn)前后CPK對比情況

3.4 能耗降低顯成效

制絲規(guī)模線2013年3月13日共生產(chǎn)8批黃金葉 (硬紅旗渠)，葉絲主秤重量79 838.1 kg，2016年8月11日共生產(chǎn)1個批次黃金葉(金滿堂)煙絲，7個批次黃金葉(硬紅旗渠)煙絲，葉絲主秤重量80 615.8 kg，兩天的產(chǎn)量基本上差不多，連批后可以比連批前減少生產(chǎn)時(shí)間約45 min。耗蒸汽和耗電情況對比表見表1。

表1 規(guī)模線耗蒸汽和耗電情況對比表

從表1可以看出2016年8月11日比2016年3月13日產(chǎn)量高出0.97%，但電耗減少了15.6%，蒸汽消耗減少18.4%。

制絲梗線選取2016年1月25日（連批前）和2016年8月8（連批后）進(jìn)行能耗對比。2016年1月25日共生產(chǎn)6批，梗加香前皮帶秤重量21 177.8 kg，2016年8月8日共生產(chǎn)6批次，梗加香前皮帶秤重量21 572.5 kg，兩天的產(chǎn)量基本上差不多，連批后可以比連批前減少生產(chǎn)時(shí)間大約45 min。耗蒸汽和耗電情況對比見表2。

表2 梗線耗蒸汽和耗電情況對比表

從表2可以看出2016年8月8日比2016年1月25日產(chǎn)量高出1.8%，但電耗減少了19.4%，蒸汽消耗減少26.7%。

4 結(jié)論

通過對制絲線的優(yōu)化改進(jìn)，設(shè)計(jì)了新的模式，實(shí)現(xiàn)了同牌號的連批生產(chǎn)功能。應(yīng)用效果表明，該模式適應(yīng)了生產(chǎn)的要求，優(yōu)化了過程質(zhì)量控制，降低了消耗，出絲率和節(jié)能核算年節(jié)省500萬元，達(dá)到降本增效的目的。

［1］國家煙草專賣局.卷煙工藝規(guī)范［M］.北京：中央文獻(xiàn)出版社，2003.

［2］張勇，王良青，崔玲玲.制絲線生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能運(yùn)行模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.煙草科技，2016（3）：105-109.

［3］李震宇，王迎彬，于紅麗.制絲設(shè)備節(jié)能運(yùn)行模式研究［J］.煙草科技，2012（1）：10-14.

［4］王德吉.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)詳解［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［5］王永華.現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用教程（第2版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

TS452.3

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〔編輯 利 文〕