基于批次管理系統(tǒng)的濾棒質(zhì)量監(jiān)控體系應用

宋 韜，趙 亮，葉 蔚

（浙江中煙有限責任公司杭州卷煙廠，浙江杭州 310024）

0 引言

濾棒生產(chǎn)是卷煙生產(chǎn)的上游環(huán)節(jié)，其產(chǎn)品質(zhì)量影響下游卷煙工藝的各項指標，如何提升濾棒的質(zhì)量管控，一直是濾棒成型管理工作的難點。國內(nèi)許多卷煙制造企業(yè)依然存在著物流、數(shù)據(jù)流、信息流彼此孤立問題，沒有得到有效的系統(tǒng)整合，導致質(zhì)量事件頻發(fā)、質(zhì)量問題追溯難、追溯不徹底等問題時有發(fā)生。

目前，車間成型機設備生產(chǎn)效率和速度日益提升，質(zhì)量管控水平面臨著巨大考驗，為此，提出一種新型的濾棒批次管理系統(tǒng)，旨在解決當前追溯難、追溯慢、效率低、消耗高等質(zhì)量追溯難點，致力于實現(xiàn)濾棒生產(chǎn)管控全生命周期管理。

1 系統(tǒng)架構

濾棒批次管理系統(tǒng)是從濾棒生產(chǎn)的最小顆粒度出發(fā)，通過輔料信息（成型紙、纖維素紙、絲束包）的采集，以時間為主線，采集生產(chǎn)過程的設備狀態(tài)信息、工藝參數(shù)、檢測質(zhì)量信息，結合濾棒塑格RFID 信息，對濾棒生產(chǎn)、入庫、使用進行全生命周期的跟蹤監(jiān)控。建立在物流、數(shù)據(jù)流、信息流三者有機結合的基礎上，按功能劃分，由工單管理模塊、數(shù)據(jù)集采模塊和質(zhì)量控制模塊構成的系統(tǒng)流程（圖1）。

圖1 系統(tǒng)流程

1.1 工單管理模塊

工單管理模塊是整個批次管理流程的起始模塊，負責機臺產(chǎn)品牌號與高架庫濾棒代碼保持一致，避免出現(xiàn)下一工序的產(chǎn)品混牌、錯用。在具體工作流程中，根據(jù)生產(chǎn)需求，機臺需要更換牌號時，前一牌號濾棒放空，由當班濾棒管理人員下達新的生產(chǎn)牌號工單。新工單經(jīng)由數(shù)采中心分發(fā)至機臺觸摸屏和高架庫，分別覆蓋兩者的原有信息。此后，高架庫會主動向機組發(fā)送信息校驗，若兩者信息不一致，向管理人員主動反饋，對已生產(chǎn)的濾棒拒絕入庫，形成自動防差錯閉環(huán)機制。

1.2 數(shù)據(jù)集采模塊

數(shù)據(jù)集采模塊負責對機組正常生產(chǎn)后產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)性匯總，是整個批次管理系統(tǒng)的核心。數(shù)采系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要分為時間信息、樣本采樣數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)?？梢钥闯?，隨著物料進入下一道環(huán)節(jié)，每一種物料都對應著一項時間信息，設備生產(chǎn)會產(chǎn)生工藝參數(shù)數(shù)據(jù)流，在原輔料生成濾棒后會自動產(chǎn)生對應時間的樣本數(shù)據(jù)流。物流、工藝參數(shù)數(shù)據(jù)流、樣本數(shù)據(jù)流、時間信息流通過人工掃碼、自動掃碼、人工采樣、自動采樣的方式有機結合，建立了符合邏輯的紐帶關系，這樣的關系對精準質(zhì)量控制起到了至關重要的作用。

1.3 質(zhì)量控制模塊

質(zhì)量控制模塊是整個批次管理系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其功能是基于數(shù)采系統(tǒng)對數(shù)據(jù)流的分析結果做出及時的調(diào)節(jié)和反饋。數(shù)采系統(tǒng)按照特定的邏輯判定，從集采模塊匯總的數(shù)據(jù)中篩選出異常信息，并將異常信息分發(fā)至相對應的質(zhì)量管理模塊。質(zhì)量控制模塊可分為三個部分，原輔材料防差錯、濾棒生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和工藝參數(shù)監(jiān)控。

2 應用實例

以生產(chǎn)普通規(guī)格濾棒為例，擋車工放空機前一牌號濾棒后，管理人員下達新的工單（圖2），系統(tǒng)自動分發(fā)至機組和高架庫。AGV（Automated Guided Vehicle，自動導引運輸車）依據(jù)機組工單信息自動將所需材料運送至機臺（圖3）。機組掃碼設備對材料進行掃碼驗證（圖4），數(shù)據(jù)上傳至數(shù)采系統(tǒng)，判斷輔料信息是否正確，若存在信息不匹配，通過短信及時反饋至濾棒管理人員（圖5）。

圖2 下達新工單

圖3 AGV 自動送料

圖4 掃碼驗證

圖5 短信反饋

成型機設備正常生產(chǎn)過程中，在線樣檢測系統(tǒng)每8 min 取樣一次（圖6），檢測數(shù)據(jù)自動上傳至數(shù)采系統(tǒng)。系統(tǒng)對采集的樣本數(shù)據(jù)進行邏輯判定，當樣本數(shù)據(jù)存在少量超標現(xiàn)象時及時發(fā)出反饋單（圖7），通知管理人員處理，對于連續(xù)多次出現(xiàn)數(shù)據(jù)超標的樣本，系統(tǒng)將根據(jù)取樣時間，對該時間段內(nèi)批次濾棒進行自動鎖定，并向管理人員發(fā)出反饋單，請求處理。同時設備上部分關鍵位置的工藝參數(shù)將實時上傳至數(shù)采系統(tǒng)，系統(tǒng)會根據(jù)已設定的閾值范圍進行監(jiān)控，對連續(xù)超過閾值范圍2 min 以上的工藝參數(shù)進行報警和短信通知管理人員。

圖6 在線樣檢測系統(tǒng)

圖7 反饋單

正常生產(chǎn)4 h 后，數(shù)采系統(tǒng)會對所有機臺的樣本數(shù)據(jù)，包括圓周、吸阻、圓度等進行P 值計算，計算后的數(shù)據(jù)以表格的形式通知濾棒管理人員查看（圖8）。管理人員根據(jù)濾棒參數(shù)P 值信息判斷設備生產(chǎn)的穩(wěn)定性，并作出相應調(diào)整。

圖8 機臺樣本數(shù)據(jù)P 值計算

4 結語

濾棒批次管理系統(tǒng)是一項物聯(lián)網(wǎng)技術在煙草制造領域的模塊化創(chuàng)新應用，整合了物流、數(shù)據(jù)流和信息流，從輔料進場、牌號更換、產(chǎn)品生產(chǎn)過程監(jiān)督等方面對濾棒質(zhì)量進行全方位監(jiān)測，從而實現(xiàn)精準質(zhì)量管控。濾棒生產(chǎn)車間應用該套管理系統(tǒng)后，產(chǎn)品質(zhì)量和參數(shù)穩(wěn)定性均有較大提高，從根本上解決了質(zhì)量追溯難、追溯慢、效率低等問題。