柔性化生產(chǎn)煙絲的貯存方式

段林江 祁躍東 張梓洋

摘要：隨著制造業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品產(chǎn)量的控制不再只局限于整批、大量的生產(chǎn)，而是逐漸走向訂單化、定制化，小批量定制化生產(chǎn)以成為趨勢。傳統(tǒng)煙草生產(chǎn)企業(yè)煙絲生產(chǎn)主要也是按大批次整批生產(chǎn)。本文主要研究在小批次生產(chǎn)煙絲的情況下，如何做到充分利用有限的貯絲柜，做到柔性化、小批量分批貯存煙絲，并在需要的時候可以分批次、牌號進(jìn)行出柜，便于生產(chǎn)追蹤。

關(guān)鍵詞：柔性化;貯絲柜;分批次貯存

國家工業(yè)制造2025規(guī)劃文件提出，中國制造業(yè)要從廉價產(chǎn)品制造向高端產(chǎn)品制造轉(zhuǎn)變[1]。煙草行業(yè)也提出要面向客戶訂單，采取柔性化的生產(chǎn)方式進(jìn)行作業(yè)。若進(jìn)行小批量多批次煙絲生產(chǎn)，傳統(tǒng)的貯絲柜設(shè)計理念和控制方式就難以滿足生產(chǎn)需求。

貯絲柜是煙草制絲生產(chǎn)線中的主要設(shè)備，暫存生產(chǎn)過程中煙葉、轉(zhuǎn)存成品的煙絲[2]。通過在一定溫濕度環(huán)境下存儲，能夠進(jìn)一步使所存儲物料的水分、溫度等工藝指標(biāo)趨于均勻，并且實現(xiàn)不同種類物料的配比，達(dá)到調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力、均衡生產(chǎn)的目的[3]。在制絲車間中，貯絲柜一般是按照5000kg的容量設(shè)計的，如圖所示：

按玉溪卷煙廠制絲車間布局，5000kg貯絲柜總共有有12組，按目前產(chǎn)量，我們對貯絲柜的占用時間情況進(jìn)行了統(tǒng)計

可以看出貯絲柜都是處于長期占用狀態(tài)，占用比達(dá)到85%以上。當(dāng)需生產(chǎn)小批次后，貯絲柜將無法實現(xiàn)周轉(zhuǎn)。

若要實現(xiàn)生產(chǎn)多個小批次煙絲，需考慮如何充分利用貯絲柜。目前可采取的小批次方式主要是生產(chǎn)完畢后馬上進(jìn)行人工出柜。但這種方法存在很多問題，首先是人力成本的浪費，在進(jìn)行人工出絲時，需要5個以上的人員同時進(jìn)行出絲操作，將進(jìn)柜完成的煙絲出到硬紙板流轉(zhuǎn)箱內(nèi)，作業(yè)強度大且存在一定危險性;其次是時間成本，每批次人工出柜需要大概兩小時時間，效率太低;最后是經(jīng)濟(jì)成本，現(xiàn)有整柜進(jìn)柜方式，料鋪的很薄，在鋪料過程和出料、裝箱、再次供料過程中造碎相當(dāng)大，光是人工轉(zhuǎn)儲這一過程造碎已經(jīng)超過2.3%，無法滿足《卷煙工藝規(guī)范》的碎絲率應(yīng)≤2%的要求[4]，轉(zhuǎn)儲過程相當(dāng)于多次進(jìn)出柜，也造成了設(shè)備成本的浪費[5]。

若要進(jìn)行小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，可考慮將多個批次貯存在統(tǒng)一貯絲柜內(nèi)。但在進(jìn)柜時，若滿柜布料，是無法完成多批次進(jìn)同一柜的，會造成批次混雜甚至牌號混雜，產(chǎn)生質(zhì)量事故。

考慮對貯絲柜進(jìn)行分割，可將多批煙絲貯存在同一貯絲柜內(nèi)。考慮到后期出絲情況，只能將貯絲柜進(jìn)行長度向分割。注意，此處所說分割，并不是將貯絲柜進(jìn)行物理分割，而是通過一些控制方法將貯絲柜貯存區(qū)域進(jìn)行分割，以柜內(nèi)有效布料長度L來分堆布料方式實現(xiàn)。

控制布料長度L，從控制角度來看，可以通過控制布料車運行時間和控制布料車的運行范圍來實現(xiàn)。而控制布料車運行時間由于控制精度不夠，且目前車間采用的控制方法就是用磁性接近開關(guān)來檢測布料車位置從而控制小車運行范圍，并由接觸器控制小車正反轉(zhuǎn)。因此我們可以通過增加磁性接近開關(guān)的方式，對貯絲柜進(jìn)行軟分隔。如下圖，在生產(chǎn)時，布料車從接近開關(guān)1向接近開關(guān)2運行，到達(dá)接近開關(guān)2后反向，向接近開關(guān)1運行，往復(fù)布料;本批次完成后，直跑車尋找下一個分割點進(jìn)行下一個批次進(jìn)柜。

我們將貯絲柜整柜有效布料長度L進(jìn)行4等分，得到小批次布料長度l，相當(dāng)于每個小批次可貯存1200kg煙絲。同時在貯絲柜上增加磁性接近開關(guān)，將貯絲柜以l長度分出3份，中間留有1m作為批次間隔安全距離，防止貯存物料搭接。

共加入了6個磁性接近開關(guān)，接下來需要重新設(shè)計控制程序。

1、進(jìn)柜程序

在原有進(jìn)柜程序的基礎(chǔ)上，增加多批進(jìn)柜控制塊，調(diào)用原有布料車雙向饋電器控制塊，通過調(diào)整雙向饋電器控制塊內(nèi)的正反轉(zhuǎn)控制點，實現(xiàn)對l長度內(nèi)的布料區(qū)域進(jìn)行尋堆布料。在布料區(qū)域完成該批次作業(yè)后，再通過多批進(jìn)柜控制塊再次調(diào)用雙向饋電器控制塊對下一布料區(qū)域進(jìn)行l(wèi)長度的尋堆布料。最終達(dá)到了在同一貯絲柜內(nèi)進(jìn)行3個小批次的物料進(jìn)柜貯存。

2、出柜程序

在車間原有出柜控制方式下，對貯絲柜底帶的支撐桿以磁性接近開關(guān)進(jìn)行計數(shù)，來控制出柜的。支撐桿間隔距離是相等的，因此以底帶支撐桿計數(shù)方式來換算出料底帶長度并控制出料區(qū)域。增加多批出柜控制塊，調(diào)用原有底帶變頻器控制塊，以布料長度l來進(jìn)行分批次出料，在出料完成后待機等待，直到下一批出料許可后，多批出柜控制塊進(jìn)行90cm的快速拉料，再調(diào)用原有底帶變頻器控制塊進(jìn)行下一批次的出料

在程序完成后，不僅可以實現(xiàn)小批次生產(chǎn)后的多批進(jìn)同一柜儲存，也可以在出柜部分增加條件以實現(xiàn)同批次內(nèi)分段出料，例如本柜內(nèi)共有小批次紅塔山1200kg，當(dāng)生產(chǎn)需要300kg的紅塔山，可以利用底帶計數(shù)將布料長度l再等分成4份出料，每份就是300kg。這樣不僅大大提高了貯絲柜利用率，更為實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)提供了便利;再者，可根據(jù)生產(chǎn)需要，將整個貯絲柜進(jìn)行5等分后再10等分（約每份100kg-1000kg）、8等分后再5等分（約每份125kg-625kg），利用調(diào)整磁性開關(guān)和程序控制來實現(xiàn)更小批量的煙絲生產(chǎn)等，以滿足生產(chǎn)需求。

本文所討論的小批次生產(chǎn)煙絲的貯存方式，也存在一些缺陷，比如分割不能做到隨意調(diào)整大小、在分割后若要改變生產(chǎn)產(chǎn)量，就需要再次調(diào)整磁性接近開關(guān)等，再有，本方式布料只能以類似先進(jìn)先出堆棧的方式貯存物料，只能按順序出料。在以后的研究中，我們會繼續(xù)討論改進(jìn)能實現(xiàn)可隨產(chǎn)量實時調(diào)整布料區(qū)域的方式，并討論前后都出料的方式為柔性生產(chǎn)更添一把力。

參考文獻(xiàn)

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[2]張紅亮，李峰，崔鴻剛，等. 測距儀在檢測制絲線貯柜存料量中的應(yīng)用[J]. 機械，2011，38（1）：4.

[3]張廣標(biāo)，陳瑩. 制絲貯柜牌號識別系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015（19）：1.

[4]《卷煙工藝規(guī)范》制訂小組. 卷煙工藝規(guī)范[M]. 輕工業(yè)出版社，1985.

[5]李慶安，夏小燕. 機械設(shè)備運行成本管理探討[J]. 科協(xié)論壇：下半月，2012（8）：2.

作者簡介：段林江，男，籍貫云南省楚雄市，生于1990年8月15日，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，就職于紅塔煙草（集團(tuán)）責(zé)任有限公司玉溪卷煙廠，主要研究方向是煙草制絲工藝及設(shè)備。