煙草智慧化工廠建設研究

摘 要：隨著信息技術的極速發展，以物聯網、圖像處理、大數據、深度學習等為代表的新一代信息技術正在改變著生活的方方面面。建立數字化、智能化、精益化的現代工廠已成為煙草行業未來的發展主流方向。本文首先對煙草行業智慧化工廠現狀進行了總結分析，立足卷煙工廠現場設備現狀和業務實際需求，從設備感知智能化研究、設備運維智能化研究、保障管理智能化研究三方面為煙草行業智慧化工廠的建設提出了新的實現思路與方案。目前，煙草行業智慧化工廠的相關建設處于初級階段，仍需進一步吸收借鑒國內外先進理念和創新技術，繼而找到符合自身發展特點的智慧化工廠建設思路和解決方案。

關鍵詞：智慧工廠;感知智能化;運維智能化

1 引言

隨著信息技術的極速發展，以物聯網、圖像處理、大數據、深度學習等為代表的新一代信息技術正在改變著生活的方方面面[1]，工業領域，特別是制造業領域也不例外。從曲靖卷煙廠在3D仿真及智能加水系統方面的應用，到合肥卷煙廠大數據連接起生產一線的“千條線”方面的探索，煙草行業正在充分發揮信息技術優勢，打通信息孤島，挖掘數據價值，建立數字化、智能化、精益化的現代工廠已成為煙草行業未來的發展主流方向。

2 煙草行業智慧化工廠現狀分析

經過多年的發展和努力，煙草行業初步實現了工業現場的高度自動化，但距離實現智慧化工廠建設要求，還存在諸多薄弱環節和亟需解決的瓶頸問題，目前行業仍需從以下三方面進一步努力。

1）全面感知系統仍需完善。在目前的生產環節中，生產資源（人、機、料、產品、基礎設施）的自動化感知程度還不完善，卷煙生產環節的生產時間、設備狀態等信息仍無法進一步統計和分析應用，無法滿足智慧工廠的信息建設要求。

2）平臺間尚未實現互聯互通。不同信息化系統分別存儲在不同的平臺，形成了所謂的“信息孤島”[2]，導致系統間數據缺乏可用的接口實現數據的實時性交換與存儲。從而進一步阻礙了煙草完整智慧化鏈條的形成與系統間數據的互聯互通。

3）廣泛適用的智慧工廠建設模式尚未成熟。雖然目前曲靖卷煙廠、寧波卷煙廠等采用了3D數字建模、工控大數據分析和可視化展示在智慧化工廠建設方面邁出了關鍵性的一步，但仍處于零星化、區域化的探索階段，還未達到整體化、可推廣化的智慧生產管理水平。

3 煙草行業智慧化工廠建設思路

3.1 設備感知智能化研究

聚焦智能設備“狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升”的要求，結合卷煙工廠現場設備現狀和業務實際需求，推動設備智能化的相關研究工作[3]。首先，加強對感知數據采集分析的基礎上，加大對設備數據存儲數據庫接口間的連接性與可訪問性的研究;其次，針對設備運行監測、故障預測、故障診斷決策開展相關算法的研究;同時，根據設備結構及功能，針對數據接口、構建方法體系、數據虛擬展示等開展深入調查與研究。

3.2 設備運維智能化研究

聚焦設備生命全周期管理思路，突出設備業務管理需求導向，以開發設備智能化管理和運維平臺為主要目標，針對以下業務開展研究與應用。

1）設備狀態監測與故障智能診斷決策方向的研究。依托設備感知器件采集到的數據，實時掌握設備運行狀態、生產參數、產品質量，全面掌握設備的相關性能參數，并針對設備的異常與故障點進行智能定位[4]，故障原因分析、維修策略決策、維修工單派發，真正實現集在線異常檢測故障決策、故障信息推送于一體的設備智能化。

2）設備運行性能趨勢預測及分析研究。依托大數據處理平臺，利用電機振動監測值、溫度檢測值、壓力測量值等各類實時數據及歷史數據[5]，進行設備性能的預測，進一步掌握設備整體和關鍵部位的劣化趨勢，預測故障時間，做到設備維護精準化、設備維修精益化。

3.3 保障管理智能化研究

充分發揮設備智能保障服務，圍繞保障生產要求、工藝質量及管理決策開展相關研究工作。

1）針對保障工藝質量展開研究。通過分析設備自帶相關工藝數據對產品工藝質量的在線實時監測[6]，研究設備加工產品穩定性和滿足工藝質量的加工能力。研究設備參數對工藝質量的影響，研究通過仿真等手段提升加工能力的方法。

2）針對支撐服務管理決策展開研究。根據設備管理數據和相關應用，研究設備數據對企業宏觀運行經營的服務支撐[7]。研究通過數據歸集和統計，因果和相關關系分析，服務企業預算、投資計劃、管理目標制訂等相關業務的決策。

4 總結

綜上所述，本文首先對煙草行業智慧化工廠現狀進行了總結分析，立足卷煙工廠現場設備現狀和業務實際需求，從設備智能化研究、設備智能化運維研究、支撐保障服務與管理決策研究三方面為煙草行業智慧化工廠的建設提出了新的實現思路與方案。目前，煙草行業智慧化工廠的相關建設處于初級階段，仍需進一步吸收借鑒國內外先進理念和創新技術，繼而找到符合自身發展特點的智慧化工廠建設思路和解決方案。

參考文獻

[1]農英雄.DT時代·卷煙智能制造的探索與研究[J].數字通信世界，2018（03）：148+277.

[2]王鐵，金向穎.面向大數據的智能制造發展探究[J].國防科技工業，2019（ 2）： 22-23.

[3]馬洪晶，陳傳通，霍文文.卷煙智慧工廠建設規劃研究[J].中國設備工程，2019（17）：31-32.

[4]李浩鉉.“中國制造”如何走向“工業4.0”[J].企業管理，2016（12）.

[5]王飛躍.智能制造：新時代智能產業革命的基石[J].高科技與產業化，2017（11）：26-29.

[6]工業4.0時代智慧工廠的“智造”之路[J].智慧工廠，2019（04）：18-19.

[7]建設智慧工廠的主要因素[J].智慧工廠，2019（04）：20-21.

作者簡介

崔建華，男，碩士研究生，河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠，電氣維修工，助理工程師，研究方向：工控網絡安全、智能制造。