基于移動設(shè)備的制絲車間質(zhì)量管理系統(tǒng)應(yīng)用研究

曹曉冬，王濤，楊萍，林碩

(1.吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司延吉卷煙廠，吉林 延吉 133000；2.沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168)

0 引言

隨著科技的快速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)在各個領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。在通信領(lǐng)域，5G的快速發(fā)展和普及讓民眾享受到了高速網(wǎng)絡(luò)所帶來的便利，電影的下載速度是原來的幾十倍，高清直播也不再是視頻服務(wù)的“奢侈品”。以上還只是新技術(shù)在生活服務(wù)方面的應(yīng)用，在制造業(yè)新技術(shù)也已經(jīng)做好了準備，在各個方面提高現(xiàn)有技術(shù)水平，改變現(xiàn)有的規(guī)則和限制。傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)線，通過傳感器收集設(shè)備狀態(tài)和在制品參數(shù)，判斷設(shè)備是否正常運行，產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求[1]。現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度大幅提升，可以實現(xiàn)更多更大數(shù)據(jù)和文件的發(fā)送與接收，所以制造業(yè)的生產(chǎn)方式也在變化，來適應(yīng)新技術(shù)的應(yīng)用[2]。

本文通過對移動設(shè)備應(yīng)用的特點，結(jié)合煙草企業(yè)制絲車間的質(zhì)量管理實際情況，分析和設(shè)計了適合移動設(shè)備應(yīng)用的制絲車間質(zhì)量管理系統(tǒng)模塊，并在車間實際應(yīng)用驗證，證明新技術(shù)對原有生產(chǎn)管理方式的提升是有效的。

1 生產(chǎn)管理移動設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

當前，移動設(shè)備在生產(chǎn)車間的應(yīng)用還比較少見，因為機械加工車間內(nèi)的電磁干擾較強，以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差等因素，PDA和手持終端的應(yīng)用比較受限制。現(xiàn)在由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和質(zhì)量有了明顯的提升。而且隨著制造技術(shù)的升級，企業(yè)的自動化和信息化程度也大大提高，為移動設(shè)備的應(yīng)用打好了技術(shù)基礎(chǔ)[3]。

當前的移動設(shè)備不是以前的定制設(shè)備或者掃碼槍之類的用途單一的設(shè)備，而是較為通用的設(shè)備或者民用設(shè)備，例如平板電腦和手機等。這樣的好處是：不但使用方便，適合移動辦公，而且對應(yīng)的軟件開發(fā)也更為方便，與原有系統(tǒng)的集成度也較好[4]。

同時，因為平板電腦等設(shè)備本身帶有攝像頭、麥克風(fēng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)拍照、錄像、錄音和手寫輸入等信息采集方式，大大方便了生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集。使原來的現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，返回辦公室上傳數(shù)據(jù)的方式，變成了只要連接上企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，隨時隨地采集數(shù)據(jù)、隨時隨地上傳數(shù)據(jù)，方便進行數(shù)據(jù)分析，也豐富了生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的維度[5]。

2 制絲車間質(zhì)量管理需求

嚴格執(zhí)行的制絲工藝流程是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，現(xiàn)有的制絲工藝如圖1所示。在制絲車間，所有的原料在使用前需要按照訂單確認其規(guī)格和數(shù)量，而且設(shè)備在加工時設(shè)置的參數(shù)需要嚴格按照產(chǎn)品的工藝標準設(shè)定。在投料前，檢查原材料的質(zhì)量，如果出現(xiàn)異常，需要上報并進行更換。每天的產(chǎn)品也需要進行質(zhì)量分析，形成報表并上報。目前，還需要對質(zhì)量問題繼續(xù)進行深度分析，調(diào)整生產(chǎn)環(huán)節(jié)的操作或者定位問題的原因，并徹底解決以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 制絲工藝流程

3 系統(tǒng)功能設(shè)計

煙絲質(zhì)量關(guān)系到產(chǎn)品的最終成品的質(zhì)量，并且風(fēng)味都是由煙絲所體現(xiàn)，所以制絲車間的產(chǎn)品質(zhì)量非常重要。車間對煙絲生產(chǎn)的質(zhì)量管理主要分為兩大部分，生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)管理和在制品質(zhì)量管理，其中制絲經(jīng)驗庫是在制品質(zhì)量管理的重要功能模塊，能夠為質(zhì)量異常事件提供快速處理的方案。

3.1 設(shè)備參數(shù)管理

因為煙絲的生產(chǎn)主要依靠設(shè)備進行較長時間的加工，在過程中設(shè)備參數(shù)的設(shè)計和生產(chǎn)過程中實際參數(shù)非常關(guān)鍵，主要包括水分、溫度、流量及加香加料精度等。如果不能按照產(chǎn)品的工藝要求進行設(shè)置，其產(chǎn)品無法達到要求，質(zhì)量檢驗不能合格，所以設(shè)備運行時的生產(chǎn)參數(shù)一定要準確，并且能夠即時采集，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化趨勢調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)。其中一部分需求，通過設(shè)備本身就能夠?qū)崿F(xiàn)，但是實際的生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)還是需要采集，作為本批次產(chǎn)品的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)記錄，便于后續(xù)的產(chǎn)品追溯。一方面，要采集設(shè)備設(shè)置的生產(chǎn)參數(shù)；另一方面，還要記錄實際的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。兩類數(shù)據(jù)作為產(chǎn)品的生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)對產(chǎn)品進行綁定，為其他功能模塊分析產(chǎn)品質(zhì)量和追溯提供原始的數(shù)據(jù)，也是信息化管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 在制品質(zhì)量管理

與設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)不同，在制品的質(zhì)量檢驗需要在完成本階段生產(chǎn)時進行，包括分析煙絲的水分控制情況等，對照工藝要求檢查煙絲各方面的質(zhì)量。煙絲的質(zhì)量標準有對應(yīng)的數(shù)據(jù)指標，同時在出現(xiàn)問題產(chǎn)品時，也需要進行記錄。移動設(shè)備可以很好地利用其具有的拍照和錄像錄音功能，對質(zhì)量問題進行多維度的記錄。這也是基于移動設(shè)備的質(zhì)量管理系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)越的方面。通過高速網(wǎng)絡(luò)，移動設(shè)備可以將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，由其他質(zhì)量分析功能模塊進行記錄和分析。同時，可以結(jié)合制絲經(jīng)驗庫對異常情況進行快速處理。

3.3 制絲經(jīng)驗庫

制絲經(jīng)驗庫的主要功能是保存有參考價值的工藝事件，預(yù)報警等異常處理方式，以便于以后生產(chǎn)過程中出現(xiàn)類似的異常時操作員可以參考經(jīng)驗庫對相應(yīng)異常的處理方式來處理異常，以確保工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

基于以往記錄的質(zhì)量異常事件和處理方案，系統(tǒng)能夠形成異常轉(zhuǎn)化經(jīng)驗，異常轉(zhuǎn)化經(jīng)驗是把已處理完成訂單異常和工藝事件進行經(jīng)驗轉(zhuǎn)化保存，使制絲經(jīng)驗庫更加完整。同時，為了保證制絲經(jīng)驗庫的經(jīng)驗準確，在生成每一條經(jīng)驗后，都需要對其進行審核，只有通過審核的經(jīng)驗，才能進入經(jīng)驗庫，提供用戶使用。

4 系統(tǒng)應(yīng)用驗證

基于移動設(shè)備的運算能力與服務(wù)器相比較差的特征，所以數(shù)據(jù)的分析和運算功能由服務(wù)器上的功能模塊完成，例如制絲經(jīng)驗庫中經(jīng)驗的生成。移動設(shè)備主要的功能是數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的查詢和顯示。并且，要將其與現(xiàn)有系統(tǒng)的功能模塊進行結(jié)合，避免重復(fù)開發(fā)造成的浪費和數(shù)據(jù)冗余，使系統(tǒng)效率更高，用戶體驗更好。

制絲經(jīng)驗庫中的異常轉(zhuǎn)化經(jīng)驗功能界面如圖2所示。進入轉(zhuǎn)化經(jīng)驗功能界面后，選擇查詢條件，點擊右上角查詢按鈕，可以查詢到相應(yīng)的異常處理數(shù)據(jù)，分別可以查詢異常數(shù)據(jù)，異常轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗。對于新的異常經(jīng)驗，選擇任意一個異常數(shù)據(jù)，點擊“轉(zhuǎn)化經(jīng)驗”按鈕，所選異常數(shù)據(jù)就已提交到經(jīng)驗審核。待審核通過后，異常處置數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗。

圖2 異常轉(zhuǎn)化經(jīng)驗功能界面

對于制絲車間的產(chǎn)品質(zhì)量，可以結(jié)合現(xiàn)有系統(tǒng)的質(zhì)量管理模塊數(shù)據(jù)，通過移動設(shè)備查詢數(shù)據(jù)，如圖3所示。移動設(shè)備有顯示屏幕大的優(yōu)點，比傳統(tǒng)筆記本電腦屏幕尺寸略小，所以在使用時能顯示更多的內(nèi)容，在開發(fā)時，部分功能可以沿用現(xiàn)有框架和類庫，降低開發(fā)成本，提高開發(fā)速度和效率。

圖3 質(zhì)量信息查詢界面

系統(tǒng)在使用時，首先可以連接企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，完成身份認證后即可登錄進入系統(tǒng)。工人在登錄系統(tǒng)時，也相當于完成了考勤打卡，以及身份的確認。在車間對生產(chǎn)設(shè)備巡檢和產(chǎn)品質(zhì)量檢測時，通過拍照的方式，記錄設(shè)備運行情況，同時記錄設(shè)備運行時數(shù)據(jù)。在完成巡檢工作后，簽到確認設(shè)備狀態(tài)良好。當設(shè)備出現(xiàn)問題時，通過拍照和視頻等方式，記錄下設(shè)備異常的問題，并在系統(tǒng)中提交。同時，在制絲經(jīng)驗庫中自動查詢相關(guān)異常問題，如果有對應(yīng)的經(jīng)驗，則工人可以根據(jù)提示，完成異常情況的處理。在煙絲質(zhì)量檢測方面，同樣的記錄產(chǎn)品的質(zhì)量參數(shù)和對應(yīng)的產(chǎn)品信息、訂單信息、批次信息。在出現(xiàn)異常時，查詢制絲經(jīng)驗庫，來解決對應(yīng)的質(zhì)量異常問題。

5 結(jié)論

本文通過對熱點領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的研究分析，結(jié)合卷煙生產(chǎn)企業(yè)的實際需求，設(shè)計了基于移動設(shè)備的制絲車間質(zhì)量管理系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合了原有系統(tǒng)的設(shè)備管理模塊、質(zhì)量管理模塊和基礎(chǔ)信息模塊，利用移動設(shè)備便攜、能夠聯(lián)網(wǎng)、具備拍照和錄像功能等優(yōu)勢，將傳統(tǒng)的車間記錄辦公室處理的質(zhì)量管理方式，升級為發(fā)現(xiàn)即處理，明顯提高了質(zhì)量異常事件處理的效率。同時，利用移動設(shè)備的特點，多維度地記錄質(zhì)量異常問題，為智能分析產(chǎn)品質(zhì)量問題打下了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，長時間的積累能夠為算法分析提供真實可信的大量數(shù)據(jù)。

最后，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，企業(yè)的制絲車間的質(zhì)量管理效率明顯提高，大大減少了工人的工作量，同時也提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率。因為能夠?qū)|(zhì)量問題及時處理，煙絲質(zhì)量較之前也有所提高。證明本系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中，具備一定的應(yīng)用前景。