柔性化生產煙絲的貯存方式

段林江 祁躍東 張梓洋

摘要：隨著制造業的發展，生產企業對產品產量的控制不再只局限于整批、大量的生產，而是逐漸走向訂單化、定制化，小批量定制化生產以成為趨勢。傳統煙草生產企業煙絲生產主要也是按大批次整批生產。本文主要研究在小批次生產煙絲的情況下，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、牌號進行出柜，便于生產追蹤。

關鍵詞：柔性化;貯絲柜;分批次貯存

國家工業制造2025規劃文件提出，中國制造業要從廉價產品制造向高端產品制造轉變[1]。煙草行業也提出要面向客戶訂單，采取柔性化的生產方式進行作業。若進行小批量多批次煙絲生產，傳統的貯絲柜設計理念和控制方式就難以滿足生產需求。

貯絲柜是煙草制絲生產線中的主要設備，暫存生產過程中煙葉、轉存成品的煙絲[2]。通過在一定溫濕度環境下存儲，能夠進一步使所存儲物料的水分、溫度等工藝指標趨于均勻，并且實現不同種類物料的配比，達到調節生產能力、均衡生產的目的[3]。在制絲車間中，貯絲柜一般是按照5000kg的容量設計的，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，按目前產量，我們對貯絲柜的占用時間情況進行了統計

可以看出貯絲柜都是處于長期占用狀態，占用比達到85%以上。當需生產小批次后，貯絲柜將無法實現周轉。

若要實現生產多個小批次煙絲，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完畢后馬上進行人工出柜。但這種方法存在很多問題，首先是人力成本的浪費，在進行人工出絲時，需要5個以上的人員同時進行出絲操作，將進柜完成的煙絲出到硬紙板流轉箱內，作業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;最后是經濟成本，現有整柜進柜方式，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大，光是人工轉儲這一過程造碎已經超過2.3%，無法滿足《卷煙工藝規范》的碎絲率應≤2%的要求[4]，轉儲過程相當于多次進出柜，也造成了設備成本的浪費[5]。

若要進行小批量產品的生產，可考慮將多個批次貯存在統一貯絲柜內。但在進柜時，若滿柜布料，是無法完成多批次進同一柜的，會造成批次混雜甚至牌號混雜，產生質量事故。

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

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。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。因此我們可以通過增加磁性接近開關的方式，對貯絲柜進行軟分隔。如下圖，在生產時，布料車從接近開關1向接近開關2運行，到達接近開關2后反向，向接近開關1運行，往復布料;本批次完成后，直跑車尋找下一個分割點進行下一個批次進柜。

我們將貯絲柜整柜有效布料長度L進行4等分，得到小批次布料長度l，相當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，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，接下來需要重新設計控制程序。

1、進柜程序

在原有進柜程序的基礎上，增加多批進柜控制塊，調用原有布料車雙向饋電器控制塊，通過調整雙向饋電器控制塊內的正反轉控制點，實現對l長度內的布料區域進行尋堆布料。在布料區域完成該批次作業后，再通過多批進柜控制塊再次調用雙向饋電器控制塊對下一布料區域進行l長度的尋堆布料。最終達到了在同一貯絲柜內進行3個小批次的物料進柜貯存。

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進行計數，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方式來換算出料底帶長度并控制出料區域。增加多批出柜控制塊，調用原有底帶變頻器控制塊，以布料長度l來進行分批次出料，在出料完成后待機等待，直到下一批出料許可后，多批出柜控制塊進行90cm的快速拉料，再調用原有底帶變頻器控制塊進行下一批次的出料

在程序完成后，不僅可以實現小批次生產后的多批進同一柜儲存，也可以在出柜部分增加條件以實現同批次內分段出料，例如本柜內共有小批次紅塔山1200kg，當生產需要300kg的紅塔山，可以利用底帶計數將布料長度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，更為實現柔性化生產提供了便利;再者，可根據生產需要，將整個貯絲柜進行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），利用調整磁性開關和程序控制來實現更小批量的煙絲生產等，以滿足生產需求。

本文所討論的小批次生產煙絲的貯存方式，也存在一些缺陷，比如分割不能做到隨意調整大小、在分割后若要改變生產產量，就需要再次調整磁性接近開關等，再有，本方式布料只能以類似先進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，我們會繼續討論改進能實現可隨產量實時調整布料區域的方式，并討論前后都出料的方式為柔性生產更添一把力。

參考文獻

[1]吾幼. 也談"中國制造"——廉價商品和廉價生產力的關系[J]. 標準生活，2010（2）：1.

[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用[J]. 機械，2011，38（1）：4.

[3]張廣標，陳瑩. 制絲貯柜牌號識別系統的應用[J]. 山東工業技術，2015（19）：1.

[4]《卷煙工藝規范》制訂小組. 卷煙工藝規范[M]. 輕工業出版社，1985.

[5]李慶安，夏小燕. 機械設備運行成本管理探討[J]. 科協論壇：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，本科學歷，助理工程師，就職于紅塔煙草（集團）責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備。