煙草企業卷接設備參數化管理的系統研究與應用

汪至冬

（安徽中煙工業有限責任公司蚌埠卷煙廠，安徽蚌埠 233010）

1 實施背景及意義

隨著新版《卷煙工藝規范》的宣貫，各卷煙廠逐漸將自身指標與先進指標進行對比，發現其中的短板。其中提到要深化過程控制，做到3 個轉變：控制指標向控制參數轉變、結果控制向過程控制轉變、人工控制經驗決策向自動控制科學決策轉變，提高過程質量的穩定性、均勻性、協調性和一致性。

2 開展情況

2.1 卷接設備主要檢測裝置剔除的準確性

卷接設備生產速度快，煙支缺陷主要靠檢測裝置檢出并剔除，故卷接機檢測裝置的參數設置是保障產品質量的重要手段。以產品質量控制為基礎，識別出卷接設備重要的剔除參數。下面以重量剔除系統及空頭漏氣剔除系統為例，展開論述。

2.1.1 目標重量標準的確定

（1）廢品高限與廢品低限是將煙絲束超過范圍的煙支進行剔除，而檢測基準是卷接機設定的目標重量。因此項目組第一步對在制品的目標重量進行了研究，以滿足成品煙支重量控制范圍為標準。將車間在制牌名標準重量進行歸類，每個牌名隨機取樣100 支，對煙柱段進行稱重，測試每個牌名的煙柱段平均重量。

（2）為了方便參數控制，項目組根據煙柱平均重量和標準重量設置了各牌名的目標重量。并利用取樣功能，對目標重量進行驗證，確保目標重量能夠滿足重量控制的要求（表1）。

表1 目標重量設置標準

2.1.2 檢測剔除裝置有效性驗證

對過輕、過重、空頭、漏氣檢測的剔除有效性進行驗證，在關閉其他檢測的情況下，對某一單項檢測進行驗證。驗證這4 項檢測是否能對缺陷煙支進行剔除，系統記錄數據是否準確等。同時現場實驗空頭、漏氣檢測參數的設置范圍，是否能達到質量控制的要求。

（1）過輕、過重剔除準確性驗證及參數選定。過輕過重剔除準確性驗證，首先固定其中一個的參數值，再逐步降低另一個參數設置值，在正常運行速度下，通過觀察剔除煙支是否符合設置值，并計算剔除準確率。同時在卷煙機過道上取煙支測試重量標偏，測試標偏合格率。匯總統計見表2。

表2 過輕、過重剔除范圍實驗情況統計

從剔除準確性上來看，設置（±50～±80）mg，剔除準確性能達到90%以上，在設置到±40 mg 時，剔除準確性反而下降，是由于剔除的數量增加，剔除閥無法準確快速反應，導致準確性下降。

從重量標偏合格率上看，設置（±40～±70）mg，重量標偏的合格率可以達到80%以上，滿足考核標準。

從剔除支數上看，剔除參數過嚴會導致剔除支數成倍的增加，導致煙支消耗的增加。

綜上所述，廢品重量剔除上下限在（50～70）mg 范圍內，剔除合格率、重量標偏合格率和剔除支數均能滿足生產的需要。

（2）空頭剔除準確性驗證及參數選定。針對空頭檢測驗證，由于空頭煙支量本身較少，項目組通過降低針輥轉速、降低吸絲負壓等手段，人為制造較多量的空頭煙支，觀測剔除情況。首先要確定剔除的煙支確定為空頭煙支通過驗證過道內的煙支有無空頭煙，來逐步確定空頭檢測剔除參數。

項目組在對17 臺卷接設備進行準確性驗證及參數范圍實驗后，發現空頭檢測單元由于系統曾做過升級改造，有2 種不同的設置系統，參數設置較為混亂。以黃山（新一品）為例，1 組五部設備，空頭參數設置差異（表3）。

表3 空頭剔除參數統計

為了方便現場管理，項目組通過對A8 板上空頭電位器進行調整，以達到絕對門坎設定值的相對統一，然后重新實驗確定門坎數值能夠滿足剔除要求。

（3）漏氣剔除準確性驗證及參數選定。針對漏氣檢測驗證，項目組利用2.5 mm 鉆頭對盤紙進行打孔處理，人為制造漏氣煙支。對過道煙支中漏剔煙支和實際剔除的漏氣煙支進行檢查，確定滿足剔除率超過80%要求的參數設置。

為了防止在驗證過程中，缺陷煙支與正常產品混淆，造成質量缺陷，項目組在驗證時利用其他牌名的接裝紙進行標記，對實驗期間的質量風險進行防控。由于每部機臺的漏氣差值平均值不同，導致每部機臺的漏氣絕對門坎設置值不同，不利于現場管理。

為了方便現場管理，項目組通過對A8 板上漏氣電位器進行調整，以達到絕對門坎設定值的相對統一，然后重新實驗確定門坎數值能夠滿足剔除要求。

2.2 卷接設備缺陷產品剔除率不同狀態的管理

（1）在確定了卷接設備相關參數的剔除范圍之后，項目組對缺陷產品剔除率，尤其是空頭、漏氣缺陷的剔除情況進行調研。通過收集PROTOS70 設備在生產非打孔產品時的剔除情況和PROTOS1-8 設備在生產打孔產品時的剔除情況，作為剔除率的參考范圍（表4）。

表4 剔除率參考范圍

（2）項目組通過跟蹤一個月內車間換牌時，參數更改情況，和班內剔除率數據顯示，發現過程中影響剔除的情況較多，多數機臺在過輕、過重的控制上機司的主觀性較大，且受來料、風壓的影響較大。同時對消費者的影響程度相對較小，故將過輕、過重的剔除范圍適當放寬；而空頭、漏氣對消費者影響較大，故未對該范圍進行調整。

（3）根據機臺可觀測的顯示數據，修正了相關剔除范圍。將過輕、過重、漏氣、空頭的剔除支數，根據不同的產量進行劃分。

3 項目開展采用的工具

（1）項目通過參數估計法以確定剔除范圍。參數估計（Parameter Estimation）是根據從總體中抽取的樣本估計總體分布中包含的未知參數的方法。其中區間估計是通過從總體中抽取的樣本，根據一定的正確度與精確度的要求，構造出適當的區間，以作為總體的分布參數（或參數的函數）的真值所在范圍的估計。

（2）選擇PROTOS70 設備在生產非打孔產品時的剔除率數據，選擇PROTOS1-8 設備在生產預打孔產品時的剔除率數據，利用MINITAB 中的平均值區間估計，作為剔除率的參考范圍（圖1）。

圖1 區間估計

4 取得效果

（1）操作工在更換牌名時，及時調整目標重量，確保成品煙支重量。過程重量標偏達標率上升（圖2）。

（2）建立卷接機質量剔除三級管控模式（圖3）。

圖2 過程重量標偏達標率變化趨勢

圖3 三級管控模式