煙草行業打葉復烤質量監控平臺案例

打葉復烤線質量控制現狀
 

構建打葉復烤質量監控平臺的必要
•進一步提高打葉復烤的質量管控能力；
•實現質量管理流程、決策支持和分析應用的數字化，是實現數字化工廠的重要組成部分；
•是打造精益制造工廠，實現精細管理的重要手段之一；
•保障“支撐‘清甜香’品類構建打葉復烤特色工藝技術研究”項目的順利開展；
•為后期卷煙廠打葉復烤線的技術改造積累經驗，提供必要的技術支持。

系統平臺建設目標
•構建相關的質量控制方法實現對工藝參數的穩定控制，進一步提高產品質量的一致性、均勻性；
•實現離線檢測數據的實時現場反饋，為現場操作人員對加工參數的及時調整提供實時的數據依據；
•構建不同等級煙葉或模塊加工參數模型曲線，用于分析及比較加工過程的一致性；
•構建打葉復烤煙葉綜合質量評價方法；
•研究探索建立煙葉質量追溯機制；

打葉復烤質量監控平臺功能整體構架
 

項目實施范圍
•數采系統的構建：打葉復烤A線和B線；
•質量監控軟件的開發：打葉復烤A線，關注的工序為：一潤、二潤、烤機、打包，其中又以一潤、二潤、烤機作為核心分析及研究對象。

系統平臺實現目標詳細說明
以下內容將對系統平臺五個部分的目標做詳細的效果說明：
1、質量一致性、均勻性控制方法效果
實施前：
•質量指標及工藝參數無法集中監控，數據處于離散分布的狀態；
•現場操作人員無法實時查看到其它各工序的數據狀況；
•管理層得到現場實時數據狀況較為困難；
•無完整的如CPK分析等 SPC 分析及控制手段；

實施后：
•通過控制平臺實現關鍵工序38個工藝參數及質量指標的集中監控及預警，報警；
•現場操作人員可通過系統平臺實時掌握前后相關聯工序的狀況；
•管理層可在局域網中的任一PC隨時掌控現場的實時數據狀況；
•提供包括控制圖，CPK分析等手段對質量的一致性，均勻性進行評價。

數據采集及管理方案
•目前打葉復烤A線采用西門子WINCC中控系統進行底層的數據采集，包括38個工藝參數及質量指標數；
•與工控系統建立相應的數據接口，從中控系統數據庫中提取進行質量控制及后續分析所需的工藝參數及質量指標數據，為實現初步的煙葉質量追蹤，同時將打包段的相關信息采集到質量平臺中，如煙葉等級，品種，年份等信息。

系統主界面
 

實時監控總體說明
對溫度鏈、水分鏈、流量鏈實時數據進行監控，并進行預警。

溫度鏈控制說明
對溫度鏈進行監控的參數為：一潤熱風實際溫度，一潤出口溫度，二潤熱風實際溫度，二潤出口溫度，烤區一區溫度，烤區二區溫度，烤區三區溫度，烤區四區溫度，烤機涼房溫度，烤機出口溫度。

異常數據剔除方法
異常數據的剔除原則為：在數據采集過程中，鑒于不影響數據完整性的原則，將全部數據采集到系統中，而后在分析的過程中，用戶可以根據需求設定排除值，將異常數據排除，下圖中的C1及C2值為用戶設定值。
 

水分鏈控制說明
對水分鏈進行監控的參數為：一潤出口水分實際值，二潤出口水分實際值，烤機入口水分，烤機涼房水分，烤機出口水分。
 

流量鏈控制說明
對流量鏈進行監控的參數為：一級電子稱實際值，二級電子稱實際值，三級電子稱實際值，以及相應的累計流量值。
 

工藝參數設定值控制說明
當設定的參數值超過限定的標準時，系統將進行報警，從而保證在操作過程中完全按照工藝標準進行操作。
 

預警歷史記錄
對控制過程中所有超過規格指標的情況進行記錄并可進行查詢。
 

對參數之間的線性關系進行分析
應用基礎線性關系對參數之間關聯關系進行基礎分析，為控制模型構建奠定基礎；
 

實時預報警功能
 

工藝參數及質量指標分析
系統平臺提供包括 CPK 分析及控制圖在內的多類質量分析方法；
 

控制圖分析
系統平臺提供包括CPK分析及 控制圖 在內的多類質量分析方法；
 

工藝指標設置
 

2、質檢室檢測數據實時反饋效果
實施前：
•質檢室煙葉檢測水分及涼房水分檢測數據結果與車間現場操作人員無法實現共享；
•現場操作人員無法在第一時間掌握質檢室的檢測結果；

實施后：
•通過網絡實現質檢室檢測數據結果在車間操作人員的共享，為操作人員的參數調整提供數據依據；
•操作人員第一時間掌握檢測結果，縮短參數調整的時間，從而對出現的偏差能夠及時調整，提高產品質量的均勻性；

質檢數據現場實時通訊
車間現場操作人員可以通過顯示設備實時掌握質檢室中水分的檢測結果，在提高數據反饋速度的同時，也提高了工作效率。

質檢水分數據實時監控樣例
 

3、質量追溯機制建立階段效果
實施前：
•可通過紙質記錄數據對打葉復烤參數及質量指標歷史數據實現一定程度的追溯；
•存在的不足之處為：記錄的參數或質量指標數量較少，同時相應的記錄數據也較少；

實施后：
•可通過系統平臺根據打包工序的序號、煙葉等級、產地、打包時間等信息實現歷史加工參數及質量指標數據的快速追溯；
•可通過系統查詢到完整的一潤、二潤、復烤工序的各加工參數及質量指標數據；

煙葉質量追溯系統的構建思路
•在打葉復烤線中的打包工序，記錄了詳細的煙葉等級，產地等詳細的相關信息，系統平臺將數據進行整合，并根據時間實現與系統平臺的工藝參數及質量指標數據的關聯；
•在制絲等后端工序，用戶可以根據其箱號，等級及其時間，對打葉復烤中的加工參數及質量指標進行追溯查詢。
 

數據采集批次對應查詢
結合打葉復烤現場的實際操作情況，數據采集的批次對應方案采用了應用打包數據與參數數據對應查詢的模式進行設計，用戶可通過打包信息回溯到對應時間段的參數及工藝指標數據。
 

質量數據追溯工具功能
 

煙葉信息查詢功能
在打葉復烤線中的打包工序，記錄了詳細的煙葉等級，產地等信息；