卷煙制造過(guò)程中的煙絲損耗模型研究

王琪 柳雨明 劉萬(wàn)里

摘? ?要：采集卷包環(huán)節(jié)煙絲消耗數(shù)據(jù)，確定影響煙絲損耗的各個(gè)相關(guān)因素，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和探討。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)煙絲損耗模型參數(shù)，建立煙絲損耗的應(yīng)用模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)卷包全過(guò)程煙絲損耗的預(yù)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)、反饋，為生產(chǎn)過(guò)程管理提供依據(jù)，使煙絲在生產(chǎn)過(guò)程中的損耗得到了有效監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：煙絲? 損耗? 模型? 過(guò)程管理

中圖分類(lèi)號(hào)：TS4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（a）-0095-02

煙葉是卷煙生產(chǎn)的重要原料，是煙草工業(yè)企業(yè)生存、發(fā)展的命脈。雖然煙葉的生產(chǎn)一直保持穩(wěn)定發(fā)展，但是卷煙工廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷提升，使優(yōu)質(zhì)煙葉原料需求一直從緊，供給滯后。從卷煙生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品成本構(gòu)成來(lái)看，原料消耗成本占總成本的49%左右，煙葉消耗的高低直接影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此控制生產(chǎn)過(guò)程中的原料消耗，降低加工過(guò)程中的煙絲損耗，生產(chǎn)成本就能大大降低。

單箱卷煙的煙絲耗用量是衡量卷煙工廠煙絲利用率的一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是各卷煙工業(yè)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。卷包是卷煙產(chǎn)品生產(chǎn)制造中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)卷包過(guò)程中煙絲投料的分析，對(duì)降低煙絲損耗，提高單箱卷煙的煙絲耗用量都有重要的意義，而且煙絲利用率也是卷包環(huán)節(jié)的過(guò)程管理把控能力的體現(xiàn)。

1? 卷包環(huán)節(jié)煙絲損耗的分析

1.1 卷煙制造過(guò)程現(xiàn)狀分析

卷煙制造環(huán)節(jié)主要包括煙支卷接和煙支包裝兩大工藝流程，利用專(zhuān)門(mén)的卷煙機(jī)和包裝機(jī)設(shè)備，完成煙絲原料和包裝輔料的煙支卷接、小盒包裝、條盒包裝工藝。

在卷包生產(chǎn)線上，并不是所有投入的煙絲都能制成卷煙成品，各道工序均會(huì)有煙絲損耗。卷煙機(jī)會(huì)剔除煙梗、煙末、缺陷煙支、跑條，包裝機(jī)會(huì)剔除不合格小包、條煙，這些取決于設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)過(guò)程的管控和工人的操作技能。

通過(guò)對(duì)當(dāng)前煙絲投用量與成品產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)投入定量的煙絲而得到的最終成品是一個(gè)不確定性的數(shù)字，通常會(huì)有3～5個(gè)百分點(diǎn)的誤差，如果是小批量牌號(hào)，誤差值更大。根據(jù)市場(chǎng)需要，一個(gè)訂單下達(dá)到車(chē)間時(shí)，煙絲的投入量是按照以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算。由于卷包過(guò)程生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，設(shè)備型號(hào)多，影響設(shè)備的不穩(wěn)定因素也多，因此按經(jīng)驗(yàn)估算的煙絲投入量誤差較大。在訂單生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)投入的煙絲量不夠或者過(guò)多的現(xiàn)象，一方面煙絲不足會(huì)嚴(yán)重影響訂單的正常生產(chǎn)，另一方面煙絲投料過(guò)多會(huì)造成煙絲的浪費(fèi)及煙絲降級(jí)使用等一系列問(wèn)題。

1.2 卷包各環(huán)節(jié)點(diǎn)煙絲損耗分析

煙絲損耗分析是基于卷包生產(chǎn)流程展開(kāi)的，以煙絲投料為起點(diǎn)，成品產(chǎn)量為終點(diǎn)，結(jié)合基礎(chǔ)參數(shù)，對(duì)各環(huán)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，并分析煙絲損耗。

卷包環(huán)節(jié)煙絲投入產(chǎn)出各環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析：

（1）煙絲投料的翻箱數(shù)據(jù)獲取。

成品煙絲儲(chǔ)存在煙絲柜中，根據(jù)卷包車(chē)間的煙絲需求，將成品煙絲送入喂絲機(jī)的暫存裝置中，當(dāng)工單比對(duì)一致后，通過(guò)負(fù)壓風(fēng)將煙絲送至一個(gè)或多個(gè)卷包機(jī)臺(tái)。喂絲機(jī)是卷包車(chē)間煙絲的供應(yīng)源頭，煙絲投料數(shù)據(jù)（單位：kg）從DAS數(shù)采系統(tǒng)中獲取。

（2）報(bào)工產(chǎn)量。

報(bào)工產(chǎn)量即為最終的卷煙成品數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)員會(huì)上報(bào)在DAS數(shù)采系統(tǒng)中。

（3）基礎(chǔ)參數(shù)。

為將煙絲投料和報(bào)工產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效比較，利用基礎(chǔ)參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

單支凈耗絲（單位：g）：煙支單支凈耗絲即為一支煙支中的煙絲重量，不同品牌的工藝標(biāo)準(zhǔn)不同。

根據(jù)煙絲投料和單支煙支的凈耗絲，理論可產(chǎn)煙支的計(jì)算公式如下：

（4）根據(jù)卷包環(huán)節(jié)的過(guò)程監(jiān)控，得到六個(gè)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

①卷煙機(jī)MAX入口煙支數(shù);②卷煙機(jī)MAX出口煙支數(shù);③包裝機(jī)入口煙支數(shù);④包裝機(jī)主機(jī)產(chǎn)量;⑤包裝機(jī)出口CT產(chǎn)量;⑥大條提升機(jī)產(chǎn)量。

以上6個(gè)數(shù)據(jù)是根據(jù)生產(chǎn)的工藝流程順序的一個(gè)正向序列數(shù)據(jù)，理論上后一個(gè)數(shù)據(jù)由于不合格品剔除等原因會(huì)小于前一個(gè)數(shù)據(jù)，比較前后數(shù)據(jù)大小，可以簡(jiǎn)單判斷哪個(gè)環(huán)節(jié)上有所浪費(fèi)。

2? 煙絲損耗模型的建立

控制卷包環(huán)節(jié)單箱卷煙的煙絲耗用量是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)。雖然初步獲得了煙絲損耗的去向、損耗測(cè)量的方法和數(shù)據(jù)，但是出于后續(xù)涉及全品牌的數(shù)據(jù)分析和損耗模型建立考慮，設(shè)計(jì)了指標(biāo)名稱(chēng)，統(tǒng)一后續(xù)的項(xiàng)目開(kāi)展。基于卷包環(huán)節(jié)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的煙絲損耗不同，將“卷煙機(jī)MAX入口煙支數(shù)（生產(chǎn)煙支）”作為煙絲損耗模型重要參數(shù)。鑒于此，將卷包環(huán)節(jié)煙絲損耗量分解為煙支前損耗和煙支后損耗兩個(gè)部分。

2.1 煙支總損耗

卷煙成品的報(bào)工產(chǎn)量，是卷包機(jī)臺(tái)的最終產(chǎn)量。煙絲投料是卷包機(jī)臺(tái)獲得的最大煙絲量，根據(jù)煙支單支凈耗絲，理論可產(chǎn)煙支的計(jì)算公式如下：

理論可產(chǎn)煙支數(shù)，減去報(bào)工產(chǎn)量即為總的煙絲消耗數(shù)。煙絲總損耗的計(jì)算公式如下：

注：產(chǎn)量數(shù)據(jù)的單位口徑統(tǒng)一為箱，1箱=50000支。

2.2 煙支前損耗

煙絲送至卷煙機(jī)的VE，先要經(jīng)過(guò)梗簽分離系統(tǒng)，剔除煙梗。同時(shí)負(fù)壓通過(guò)濾網(wǎng)吸走煙塵和煙末。過(guò)濾后的煙絲送至SE，卷煙紙和膠水將煙絲包裹形成煙條進(jìn)入切割工序，煙條切割成短支后送至MAX進(jìn)行濾棒拼接。因此卷煙機(jī)MAX入口處是煙支最初成型的節(jié)點(diǎn)，MAX入口處的煙支數(shù)量是卷包環(huán)節(jié)的最大成型煙支數(shù)量。短煙支成型前的消耗，主要包括卷煙機(jī)集絲箱的煙灰、煙末、煙梗回收以及壞煙跑條等的損耗，將這部分的煙絲損耗定義為煙支前損耗。

煙支前損耗的計(jì)算公式如下：

注：卷煙機(jī)MAX入口煙支數(shù)定義為生產(chǎn)煙支。

2.3 煙絲后損耗

成型煙支進(jìn)入MAX后與濾棒拼接成為煙支，MAX中的檢測(cè)裝置會(huì)剔除空頭、漏氣、重量不符等缺陷煙支。煙支再經(jīng)輸送通道至包裝機(jī)，經(jīng)過(guò)煙支小盒包裝、條盒包裝，再經(jīng)提升通道進(jìn)入封箱機(jī)封裝成件煙碼垛入庫(kù)。包裝過(guò)程中會(huì)剔除缺陷小包、條盒等。

卷煙機(jī)MAX短煙支成型后至卷煙成品入庫(kù)之間整個(gè)過(guò)程的所有消耗，統(tǒng)稱(chēng)為煙支后消耗，主要包括卷煙機(jī)MAX剔除、包裝機(jī)各環(huán)節(jié)剔除等損耗。煙支后損耗的計(jì)算公式如下：

煙支后損耗=總損耗-煙支前損耗

2.4 基于SQL的煙絲損耗模型建立

確定了卷包各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，通過(guò)單支凈耗絲數(shù)據(jù)的介入也定義了煙支前損耗和煙支后損耗的構(gòu)成，將所有相關(guān)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中集結(jié)，利用SQL應(yīng)用于煙絲損耗的數(shù)據(jù)分析。

為保證整合數(shù)據(jù)有效，利用WEB技術(shù)將數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行頁(yè)面展示并提供檢查修正窗口。從展示的數(shù)據(jù)來(lái)看，基本能清晰地看出三個(gè)損耗值，如果有異常也能從相應(yīng)的數(shù)據(jù)中判斷出大致的原因。但制表形式不容易看出利群（新版）生產(chǎn)歷程中煙絲損耗的趨勢(shì)。利用百度的ECharts圖形技術(shù)展示，考慮到主要關(guān)注的總損耗、煙支前損耗、煙支后損耗三個(gè)數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)間又存在密切的相關(guān)性，所以設(shè)計(jì)了柱狀堆疊圖加折線圖的圖形展示方式。

在一天的柱狀圖中能清晰分辨煙支前、后的損耗比例，綜合來(lái)看，序列折線圖又能表達(dá)近期煙絲損耗的總比例處于何種狀態(tài)。

3? 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)降低卷包環(huán)節(jié)煙絲損耗和提高生產(chǎn)過(guò)程管理都有切實(shí)的成效。

一方面通過(guò)建立煙絲損耗模型，根據(jù)訂單需求量，可以直接預(yù)測(cè)需要投料的最佳煙絲量，指導(dǎo)生產(chǎn)計(jì)劃科制定煙絲投料計(jì)劃，既有效控制了煙絲消耗，又保證了成品產(chǎn)量的穩(wěn)定。

另一方面由于卷包環(huán)節(jié)工序多、生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，生產(chǎn)過(guò)程管控十分重要。通過(guò)煙絲損耗模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析對(duì)比，為卷包生產(chǎn)過(guò)程管理提供依據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，并將對(duì)損耗產(chǎn)生比例較高的環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝和設(shè)備改造。

卷包煙絲損耗模型運(yùn)用以來(lái)，對(duì)企業(yè)卷包煙絲損耗控制起到了顯著的效果，如果以單箱卷煙的煙葉單耗降低2KG/箱，那么年產(chǎn)100萬(wàn)箱卷煙產(chǎn)品可直接節(jié)約資金近億元。

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