烟草行业打叶复烤质量监控平台案例

打叶复烤线质量控制现状
 

构建打叶复烤质量监控平台的必要
•进一步提高打叶复烤的质量管控能力；
•实现质量管理流程、决策支持和分析应用的数字化，是实现数字化工厂的重要组成部分；
•是打造精益制造工厂，实现精细管理的重要手段之一；
•保障“支撑‘清甜香’品类构建打叶复烤特色工艺技术研究”项目的顺利开展；
•为后期卷烟厂打叶复烤线的技术改造积累经验，提供必要的技术支持。

系统平台建设目标
•构建相关的质量控制方法实现对工艺参数的稳定控制，进一步提高产品质量的一致性、均匀性；
•实现离线检测数据的实时现场反馈，为现场操作人员对加工参数的及时调整提供实时的数据依据；
•构建不同等级烟叶或模块加工参数模型曲线，用于分析及比较加工过程的一致性；
•构建打叶复烤烟叶综合质量评价方法；
•研究探索建立烟叶质量追溯机制；

打叶复烤质量监控平台功能整体构架
 

项目实施范围
•数采系统的构建：打叶复烤A线和B线；
•质量监控软件的开发：打叶复烤A线，关注的工序为：一润、二润、烤机、打包，其中又以一润、二润、烤机作为核心分析及研究对象。

系统平台实现目标详细说明
以下内容将对系统平台五个部分的目标做详细的效果说明：
1、质量一致性、均匀性控制方法效果
实施前：
•质量指标及工艺参数无法集中监控，数据处于离散分布的状态；
•现场操作人员无法实时查看到其它各工序的数据状况；
•管理层得到现场实时数据状况较为困难；
•无完整的如CPK分析等 SPC 分析及控制手段；

实施后：
•通过控制平台实现关键工序38个工艺参数及质量指标的集中监控及预警，报警；
•现场操作人员可通过系统平台实时掌握前后相关联工序的状况；
•管理层可在局域网中的任一PC随时掌控现场的实时数据状况；
•提供包括控制图，CPK分析等手段对质量的一致性，均匀性进行评价。

数据采集及管理方案
•目前打叶复烤A线采用西门子WINCC中控系统进行底层的数据采集，包括38个工艺参数及质量指标数；
•与工控系统建立相应的数据接口，从中控系统数据库中提取进行质量控制及后续分析所需的工艺参数及质量指标数据，为实现初步的烟叶质量追踪，同时将打包段的相关信息采集到质量平台中，如烟叶等级，品种，年份等信息。

系统主界面
 

实时监控总体说明
对温度链、水分链、流量链实时数据进行监控，并进行预警。

温度链控制说明
对温度链进行监控的参数为：一润热风实际温度，一润出口温度，二润热风实际温度，二润出口温度，烤区一区温度，烤区二区温度，烤区三区温度，烤区四区温度，烤机凉房温度，烤机出口温度。

异常数据剔除方法
异常数据的剔除原则为：在数据采集过程中，鉴于不影响数据完整性的原则，将全部数据采集到系统中，而后在分析的过程中，用户可以根据需求设定排除值，将异常数据排除，下图中的C1及C2值为用户设定值。
 

水分链控制说明
对水分链进行监控的参数为：一润出口水分实际值，二润出口水分实际值，烤机入口水分，烤机凉房水分，烤机出口水分。
 

流量链控制说明
对流量链进行监控的参数为：一级电子称实际值，二级电子称实际值，三级电子称实际值，以及相应的累计流量值。
 

工艺参数设定值控制说明
当设定的参数值超过限定的标准时，系统将进行报警，从而保证在操作过程中完全按照工艺标准进行操作。
 

预警历史记录
对控制过程中所有超过规格指标的情况进行记录并可进行查询。
 

对参数之间的线性关系进行分析
应用基础线性关系对参数之间关联关系进行基础分析，为控制模型构建奠定基础；
 

实时预报警功能
 

工艺参数及质量指标分析
系统平台提供包括 CPK 分析及控制图在内的多类质量分析方法；
 

控制图分析
系统平台提供包括CPK分析及 控制图 在内的多类质量分析方法；
 

工艺指标设置
 

2、质检室检测数据实时反馈效果
实施前：
•质检室烟叶检测水分及凉房水分检测数据结果与车间现场操作人员无法实现共享；
•现场操作人员无法在第一时间掌握质检室的检测结果；

实施后：
•通过网络实现质检室检测数据结果在车间操作人员的共享，为操作人员的参数调整提供数据依据；
•操作人员第一时间掌握检测结果，缩短参数调整的时间，从而对出现的偏差能够及时调整，提高产品质量的均匀性；

质检数据现场实时通讯
车间现场操作人员可以通过显示设备实时掌握质检室中水分的检测结果，在提高数据反馈速度的同时，也提高了工作效率。

质检水分数据实时监控样例
 

3、质量追溯机制建立阶段效果
实施前：
•可通过纸质记录数据对打叶复烤参数及质量指标历史数据实现一定程度的追溯；
•存在的不足之处为：记录的参数或质量指标数量较少，同时相应的记录数据也较少；

实施后：
•可通过系统平台根据打包工序的序号、烟叶等级、产地、打包时间等信息实现历史加工参数及质量指标数据的快速追溯；
•可通过系统查询到完整的一润、二润、复烤工序的各加工参数及质量指标数据；

烟叶质量追溯系统的构建思路
•在打叶复烤线中的打包工序，记录了详细的烟叶等级，产地等详细的相关信息，系统平台将数据进行整合，并根据时间实现与系统平台的工艺参数及质量指标数据的关联；
•在制丝等后端工序，用户可以根据其箱号，等级及其时间，对打叶复烤中的加工参数及质量指标进行追溯查询。
 

数据采集批次对应查询
结合打叶复烤现场的实际操作情况，数据采集的批次对应方案采用了应用打包数据与参数数据对应查询的模式进行设计，用户可通过打包信息回溯到对应时间段的参数及工艺指标数据。
 

质量数据追溯工具功能
 

烟叶信息查询功能
在打叶复烤线中的打包工序，记录了详细的烟叶等级，产地等信息；