基于批次管理系統(tǒng)的濾棒質(zhì)量監(jiān)控體系應(yīng)用

宋 韜，趙 亮，葉 蔚

（浙江中煙有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，浙江杭州 310024）

0 引言

濾棒生產(chǎn)是卷煙生產(chǎn)的上游環(huán)節(jié)，其產(chǎn)品質(zhì)量影響下游卷煙工藝的各項(xiàng)指標(biāo)，如何提升濾棒的質(zhì)量管控，一直是濾棒成型管理工作的難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)許多卷煙制造企業(yè)依然存在著物流、數(shù)據(jù)流、信息流彼此孤立問題，沒有得到有效的系統(tǒng)整合，導(dǎo)致質(zhì)量事件頻發(fā)、質(zhì)量問題追溯難、追溯不徹底等問題時(shí)有發(fā)生。

目前，車間成型機(jī)設(shè)備生產(chǎn)效率和速度日益提升，質(zhì)量管控水平面臨著巨大考驗(yàn)，為此，提出一種新型的濾棒批次管理系統(tǒng)，旨在解決當(dāng)前追溯難、追溯慢、效率低、消耗高等質(zhì)量追溯難點(diǎn)，致力于實(shí)現(xiàn)濾棒生產(chǎn)管控全生命周期管理。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

濾棒批次管理系統(tǒng)是從濾棒生產(chǎn)的最小顆粒度出發(fā)，通過(guò)輔料信息（成型紙、纖維素紙、絲束包）的采集，以時(shí)間為主線，采集生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)備狀態(tài)信息、工藝參數(shù)、檢測(cè)質(zhì)量信息，結(jié)合濾棒塑格RFID 信息，對(duì)濾棒生產(chǎn)、入庫(kù)、使用進(jìn)行全生命周期的跟蹤監(jiān)控。建立在物流、數(shù)據(jù)流、信息流三者有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，按功能劃分，由工單管理模塊、數(shù)據(jù)集采模塊和質(zhì)量控制模塊構(gòu)成的系統(tǒng)流程（圖1）。

圖1 系統(tǒng)流程

1.1 工單管理模塊

工單管理模塊是整個(gè)批次管理流程的起始模塊，負(fù)責(zé)機(jī)臺(tái)產(chǎn)品牌號(hào)與高架庫(kù)濾棒代碼保持一致，避免出現(xiàn)下一工序的產(chǎn)品混牌、錯(cuò)用。在具體工作流程中，根據(jù)生產(chǎn)需求，機(jī)臺(tái)需要更換牌號(hào)時(shí)，前一牌號(hào)濾棒放空，由當(dāng)班濾棒管理人員下達(dá)新的生產(chǎn)牌號(hào)工單。新工單經(jīng)由數(shù)采中心分發(fā)至機(jī)臺(tái)觸摸屏和高架庫(kù)，分別覆蓋兩者的原有信息。此后，高架庫(kù)會(huì)主動(dòng)向機(jī)組發(fā)送信息校驗(yàn)，若兩者信息不一致，向管理人員主動(dòng)反饋，對(duì)已生產(chǎn)的濾棒拒絕入庫(kù)，形成自動(dòng)防差錯(cuò)閉環(huán)機(jī)制。

1.2 數(shù)據(jù)集采模塊

數(shù)據(jù)集采模塊負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)組正常生產(chǎn)后產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性匯總，是整個(gè)批次管理系統(tǒng)的核心。數(shù)采系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源主要分為時(shí)間信息、樣本采樣數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)。可以看出，隨著物料進(jìn)入下一道環(huán)節(jié)，每一種物料都對(duì)應(yīng)著一項(xiàng)時(shí)間信息，設(shè)備生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生工藝參數(shù)數(shù)據(jù)流，在原輔料生成濾棒后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)時(shí)間的樣本數(shù)據(jù)流。物流、工藝參數(shù)數(shù)據(jù)流、樣本數(shù)據(jù)流、時(shí)間信息流通過(guò)人工掃碼、自動(dòng)掃碼、人工采樣、自動(dòng)采樣的方式有機(jī)結(jié)合，建立了符合邏輯的紐帶關(guān)系，這樣的關(guān)系對(duì)精準(zhǔn)質(zhì)量控制起到了至關(guān)重要的作用。

1.3 質(zhì)量控制模塊

質(zhì)量控制模塊是整個(gè)批次管理系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其功能是基于數(shù)采系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)流的分析結(jié)果做出及時(shí)的調(diào)節(jié)和反饋。數(shù)采系統(tǒng)按照特定的邏輯判定，從集采模塊匯總的數(shù)據(jù)中篩選出異常信息，并將異常信息分發(fā)至相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量管理模塊。質(zhì)量控制模塊可分為三個(gè)部分，原輔材料防差錯(cuò)、濾棒生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制和工藝參數(shù)監(jiān)控。

2 應(yīng)用實(shí)例

以生產(chǎn)普通規(guī)格濾棒為例，擋車工放空機(jī)前一牌號(hào)濾棒后，管理人員下達(dá)新的工單（圖2），系統(tǒng)自動(dòng)分發(fā)至機(jī)組和高架庫(kù)。AGV（Automated Guided Vehicle，自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車）依據(jù)機(jī)組工單信息自動(dòng)將所需材料運(yùn)送至機(jī)臺(tái)（圖3）。機(jī)組掃碼設(shè)備對(duì)材料進(jìn)行掃碼驗(yàn)證（圖4），數(shù)據(jù)上傳至數(shù)采系統(tǒng)，判斷輔料信息是否正確，若存在信息不匹配，通過(guò)短信及時(shí)反饋至濾棒管理人員（圖5）。

圖2 下達(dá)新工單

圖3 AGV 自動(dòng)送料

圖4 掃碼驗(yàn)證

圖5 短信反饋

成型機(jī)設(shè)備正常生產(chǎn)過(guò)程中，在線樣檢測(cè)系統(tǒng)每8 min 取樣一次（圖6），檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至數(shù)采系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)采集的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判定，當(dāng)樣本數(shù)據(jù)存在少量超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)及時(shí)發(fā)出反饋單（圖7），通知管理人員處理，對(duì)于連續(xù)多次出現(xiàn)數(shù)據(jù)超標(biāo)的樣本，系統(tǒng)將根據(jù)取樣時(shí)間，對(duì)該時(shí)間段內(nèi)批次濾棒進(jìn)行自動(dòng)鎖定，并向管理人員發(fā)出反饋單，請(qǐng)求處理。同時(shí)設(shè)備上部分關(guān)鍵位置的工藝參數(shù)將實(shí)時(shí)上傳至數(shù)采系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)已設(shè)定的閾值范圍進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)連續(xù)超過(guò)閾值范圍2 min 以上的工藝參數(shù)進(jìn)行報(bào)警和短信通知管理人員。

圖6 在線樣檢測(cè)系統(tǒng)

圖7 反饋單

正常生產(chǎn)4 h 后，數(shù)采系統(tǒng)會(huì)對(duì)所有機(jī)臺(tái)的樣本數(shù)據(jù)，包括圓周、吸阻、圓度等進(jìn)行P 值計(jì)算，計(jì)算后的數(shù)據(jù)以表格的形式通知濾棒管理人員查看（圖8）。管理人員根據(jù)濾棒參數(shù)P 值信息判斷設(shè)備生產(chǎn)的穩(wěn)定性，并作出相應(yīng)調(diào)整。

圖8 機(jī)臺(tái)樣本數(shù)據(jù)P 值計(jì)算

4 結(jié)語(yǔ)

濾棒批次管理系統(tǒng)是一項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煙草制造領(lǐng)域的模塊化創(chuàng)新應(yīng)用，整合了物流、數(shù)據(jù)流和信息流，從輔料進(jìn)場(chǎng)、牌號(hào)更換、產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)督等方面對(duì)濾棒質(zhì)量進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)質(zhì)量管控。濾棒生產(chǎn)車間應(yīng)用該套管理系統(tǒng)后，產(chǎn)品質(zhì)量和參數(shù)穩(wěn)定性均有較大提高，從根本上解決了質(zhì)量追溯難、追溯慢、效率低等問題。