卷烟企业智能工厂建设初探

卷烟企业智能工厂建设初探

蒋东凯

陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂陕西721000

摘要：本文分析了智能工厂在国内外以及烟草行业发展的背景和趋势，提出了卷烟企业智能工厂建设目标和思路。

关键词：企业智能工厂

近年来，智能工厂建设引起了国内外的广泛关注，国内已有不少企业积极探索和试点示范智能工厂，但总体上，我国的智能工厂建设仍处在起步阶段。

1.智能工厂建设国内外发展的背景和趋势

1.1国际发展背景及态势

智能制造的提出以美国和德国为主导，2012年美国提出了“工业互联网”概念其实质就是在全面感知、全面互联的基础上，通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，形成新的模式和新的业态；2013年德国提出的“工业4.0”是利用物联网及RFID技术将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，并引入大数据技术进行分析优化管理，最终实现自动化、互联化、智能化的生产制造。

1.2国内发展态势

2015年我国为了加快部署实施从制造大国迈向制造强国的战略布局，国务院印发了“中国制造2025”，加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向。

1.3行业发展态势

2017年国家烟草专卖局印发了烟草行业“互联网+”行动计划，烟草行业的“互联网+融合”进入一个新的阶段，烟草企业需要摸索出一条适合于自己行业特点的“互联网+”融合之路，目前行业尽管尚未有权威的智能化卷烟工厂模板，但行业各卷烟厂积极实践，有多家单位分别从分布式系统的集成、信息物理系统、虚拟现实（仿真）、物联网、云平台、移动终端、大数据分析运用等方面，在智能化工厂建设方面做了许多有益的尝试。济南卷烟厂在卷烟工厂设备数据管理与应用、动能地理信息系统以及利用神经网络算法在机器学习应用方面进行了实践。红云红河集团通过对采集的大量的数据相关性分析，摸索出对烘丝机出口水分的过程工艺参数的控制范围。

2.智能工厂建设目标和思路

2.1.企业现状

宝鸡卷烟厂1949年建厂，年生产卷烟能力达到60万箱以上。目前宝鸡卷烟厂基本建成了以企业资源计划系统（ERP）为上层（经营管理与决策层）、生产制造执行系统（MES）为中间层(生产执行层)和各自动化系统为下层(设备控制层)的三层架构的数字化卷烟工厂，工厂信息化系统在支撑集团化管控、提高工厂资源管控能力、提升工厂订单响应、质量稳定、成本控制能力和提升卷烟制造力水平等方面取得了一定成效。

2.2建设目标

基于对德国“工业4.0”和“中国制造2025”等战略中关于智能化工厂的定义和描述，借鉴行业卷烟厂智能化工厂建设实践，结合宝鸡卷烟厂信息化建设现状，我们认为宝鸡卷烟厂智能工厂建设应在优化完善工厂信息系统三层应用架构体系的基础上，逐步选取卷烟生产全价值流程中控制和管理的关键节点，通过搭建大数据分析、云计算平台，并运用人工智能、专家系统、建模和虚拟仿真等智能化方法工具，挖掘生产过程中积累的海量数据价值，实时分析生产过程数据，智能指导生产组织、设备操作控制、生产过程管控和上下游协同，实现生产周期最短、工艺参数最优、产品质量最佳且稳定、生产成本最低等精益制造目标，从而带动工厂管理和卷烟制造全面升级，把宝鸡卷烟厂打造成为智能高效卷烟工厂。

2.3建设思路

2.3.1基于物联网、云平台、智能移动终端等信息技术和工业智能控制技术，提高底层设备的感知能力，提升设备智能化水平，扩展自动化系统在生产全过程中的覆盖范围，优化完善现有应用系统，逐步打造卷烟厂信息物理系统（CPS），为智能化工厂建设奠定基础。

2.3.1.1提升设备智能化水平是打造卷烟厂信息物理系统（CPS）的基础。目前一部分关键设备还不能实现稳定的自控运行，数据的采集功能还不尽完善，自身网络通信模块型号陈旧，这些因素都将制约卷烟生产自动化、智能化运行。对以上设备、环节的自动化、智能化改造都将是智能化工厂建设必不可少的内容。

2.3.1.2借助于物联网RFID技术，建设更为高效的原料管理系统，从原、辅料、成品等物流装卸和配送方面，开发基于云平台和智能移动终端的在途信息管理和物流配送管理系统，进一步提升物流管理效率及供应链上下游一体协同水平。

2.3．1.3优化完善现有应用系统。现有应用系统是工厂生产全流程和各项管理数字化、信息化、智能化的支撑，一方面系统部分功能就是实现生产控制和管理一些节点智能化管控的工具，另一方面基于大数据分析、云计算等信息技术实现生产组织、设备操作控制、生产过程监控和协同以及管理决策的智能化，必须依赖完整、稳定的系统提供真实的数据，并进行可视化展示和实现。

2.3．2基于大数据分析、云计算等信息技术，打造智能工厂“最强大脑”，将智能引入设备操作控制、生产过程的管理及工厂生产经营决策，全面提升工厂生产经营水平。

2.3.2.1搭建工厂云计算平台，为智能化应用提供物理基础。2015年我厂实现使用现有2台物理服务器和一台存储设备通过虚拟化技术进行整合和动态资源分配，满足了15个业务应用需求，通过项目的实施，我厂已经初步搭建起了云计算平台的基本架构，从理论上来说，以目前的架构今后只需要通过增加软件的授权和物理设备就可以满足更多的业务应用所需的计算资源。

2.3.2.2应用大数据分析工具，全面支撑企业精益管理创新。我厂“十三五”大数据应用主要方向是工业大数据的应用，也就是通过对工厂海量实时数据和大量累积的各方面业务数据采用不同的工具和方法进行分析，一方面做到对生产状态的全面感知，通过分析实时发现生产过程中的状态变化，使工厂有像人类一样的感知及反应能力；另一方面做到对业务流程各环节数据特别是非结构化数据的抽取、清洗、切片、旋转等全面处理，通过建立合理的模型进行分析，发现流程价值链中的浪费和短板，为精益管理提供技术支持；进一步还可建立自学习分析模型，将不同业务范围内不同结构的数据通过聚类等多种手段进行分析，为生产经营的预测和决策提供技术支撑。

3.总结

在智能制造的热潮下，企业不宜盲目跟风，应围绕企业的中长期发展规划，根据自身产品、工艺、装备的特点，合理规划智能工厂的建设方向。在实现企业标准化、自动化和信息化的基础上，从最紧迫需要解决的问题入手，切实推进智能工厂的建设。