葉絲加料工藝連批生產模式的設計與應用

李秀芳，趙春元

（河南中煙黃金葉生產制造中心，河南鄭州 450016）

葉絲加料工藝連批生產模式的設計與應用

李秀芳，趙春元

（河南中煙黃金葉生產制造中心，河南鄭州 450016）

為解決規格牌號集中生產時，每批斷料間隔時間較長，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模式。在保證同牌號的基礎上，將批次的運行和設備的啟停分離，計量統計也不能影響單批次的質量分析。結果證明：連批生產模式能夠適應生產需要，每天可節省1 h時間，出絲率提高0.56%，過程質量更加穩定，能耗降低明顯，全年節省500余萬元。

連批次生產；啟停；出絲率；過程質量

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.42

0 前言

煙草行業制絲生產線根據工藝要求，不同牌號之間不能連批次生產，但是隨著規模生產牌號的增加，同牌號連批生產的機會逐漸增多，而工藝設計要求必須批次之間斷料處理，平均每次換批時間約15 min，每天制絲線用于換批的非生產時間為195 min，嚴重制約制絲線生產效率的提升和能源消耗控制，同時制絲線每批次加工過程均存在料頭料尾現象，換批次數多對過程質量的穩定性和過程損耗均產生不利影響。國內目前有同牌號連批次生產的模式，但是其實現是在葉片加料工藝的基礎上，葉絲加料新工藝技術生產線上沒有此先例。

1 問題分析

首先制絲線的布局及工藝流程線路拉長，生產時間大大延長。按工藝要求平均每次換批時間15 min，每天用于換批的非生產時間19 min，嚴重制約制絲線生產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象，換批次數多對過程質量的穩定性和過程損耗均產生不利影響。新工藝的引進，減少了緩存設備的配備，使連批生產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，葉片預混柜出柜處無電子皮帶秤，無法根據出柜累計重量實現批次結束的自動判定。

2 系統設計

整體設計一是批次的運行要和設備的啟停進行分離，并且制定批次轉換的條件。二是雖然是連批生產，但也要保證是同牌號。三是各批次單獨統計時可進行計量。

2.1 改進工藝系統的劃分

以梗線為例，改進前的系統化分示意圖見圖1。改進后的系統化分示意圖見2。

圖1 改進前制絲工藝系統劃分

圖2 改進后制絲工藝系統劃分

2.2 改進工藝模塊劃分

由于最初設計采用的是大制造執行系統（Manufacturing Execution System，MES）小中控的形式，如果進行連續生產就要對工藝單元和工藝系統重新劃分。制絲各生產線控制系統和MES需保持一致，將從MES接收到的工藝加工標準工藝段為最小單元下達到設備上。將工藝段進行拆分，形成設備的最小控制單元。MES劃分與改進后的工藝模塊劃分見圖3。

圖3 改進后制絲工藝系統劃分

2.3 程序優化調試

新增FC230，FC231，FC232，FC233，FC234程序塊實現工單批次開始和結束；優化原有控制程序。加料工單累計量處理程序塊FC232如圖4所示。

3 應用效果

3.1 運行模式適應生產的要求

圖4 加料工單累計量處理程序

經過工藝質量性能驗證，已經可以2批連批生產，并根據需要可以3批連批生產，換批生產時批次等待時間大致在15 min，如果1 d生產9個批次，2批連批生產大概比不連批生產節省1 h時間。

3.2 出絲率有所提高

按煙絲含水率＜10%為干頭干尾來統計，連批前品牌線干頭重量10.2 kg、干尾重量6.3 kg，干頭/尾累計重量每批為16.5 kg；規模線干頭重量13.4 kg、干尾重量9.7 kg，干頭/尾每批累計重量為23.1 kg。梗線是低速氣流干燥，干頭干尾忽略不計。連批后，按兩批次連續生產來算，品牌和規模線每天按8批次計算，最優計算可減少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（每日產生2500 kg土末，日產量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 過程質量穩定

以梗線為例，過程能力指數對比見圖6。

圖6 改進前后CPK對比情況

3.4 能耗降低顯成效

制絲規模線2013年3月13日共生產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，兩天的產量基本上差不多，連批后可以比連批前減少生產時間約45 min。耗蒸汽和耗電情況對比表見表1。

表1 規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）進行能耗對比。2016年1月25日共生產6批，梗加香前皮帶秤重量21 177.8 kg，2016年8月8日共生產6批次，梗加香前皮帶秤重量21 572.5 kg，兩天的產量基本上差不多，連批后可以比連批前減少生產時間大約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日產量高出1.8%，但電耗減少了19.4%，蒸汽消耗減少26.7%。

4 結論

通過對制絲線的優化改進，設計了新的模式，實現了同牌號的連批生產功能。應用效果表明，該模式適應了生產的要求，優化了過程質量控制，降低了消耗，出絲率和節能核算年節省500萬元，達到降本增效的目的。

［1］國家煙草專賣局.卷煙工藝規范［M］.北京：中央文獻出版社，2003.

［2］張勇，王良青，崔玲玲.制絲線生產設備節能運行模式的優化設計［J］.煙草科技，2016（3）：105-109.

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

［4］王德吉.西門子工業網絡通信技術詳解［M］.北京：機械工業出版社，2012.

［5］王永華.現場總線技術應用教程（第2版）［M］.北京：機械工業出版社，2012.

TS452.3

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〔編輯 利 文〕