基于智能化控制的切烘掺配工序生产模式的改进

基于智能化控制的切烘掺配工序生产模式的改进

何雨清、毛宇航

红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂，云南弥勒，652399

摘要：红河卷烟厂异地技改后，针对切烘掺配工序存在生产效率低、非稳态时间长、过程损耗大等问题，立足于新工艺、新设备、新系统，通过实现批次连续生产模式、优化生产组织方式、系统优化控制参数、实现生产结束自动停机功能、开展标准化作业训练等方式，有效提升了制丝线生产组织综合成效。

关键词：切烘掺配工序；生产模式；智能化；效率

0 引言

质量、物耗、效率是衡量一个卷烟制造工厂精益制造水平的关键因素，持续提升制丝产品均质化品控水平、物耗管控水平及制丝各环节生产效率，是落实集团“三优一精”专项工作要求的具体举措。

红河卷烟厂异地技改后，提升精益制造水平，提升产品质量控制水平成为重中之重，通过对制丝线集约化智能生产模式的专项研究，分析现状查找问题，发现切烘掺配工序为制约新制丝线生产组织成效提升的关键，。立足于新工艺、新设备、新系统，如何降低过程消耗、提升产品质量、提高生产效率，如何发挥新制丝线“新”的优势，成为新制丝线迫切需要解决攻关的课题。

1 现状分析

1.1 生产效率低

通过统计2021年7月至2022年3月切烘掺配工序ABC线各作业时间分析对生产效率影响。可以看出切烘掺配工序ABC线日平均作业时间约为15.15小时，其中日生产前准备时间约为1小时，生产过料时间约为11.8小时，批间隙时间约为2.1小时，生产结束物料回收时间约为0.25小时，日生产用时占总生产作业时间的78%。

由统计数据可知切烘掺配工序生产过料时间较长，而生产前检查、批间隙和生产结束物料回收时间占据约三分之一的生产过料时间，且随着批次数的增加，批间隙时间随之增加，切烘掺配工序成为制丝线综合生产效率提升的瓶颈。

1.2 非稳态时间长

通过统计2021年7月至2022年3月烘丝机单批次料头料尾非稳态生产时间可以看出烘丝机单批次非稳态时间约为378秒，对比制丝线加料机单批次稳态时间约210秒左右，烟草行业烘丝机每批次过料时间均值为110秒至210秒左右，而我厂烘丝机单批次稳态时间偏长，不利于均质化品控水平的提升。

1.3 过程损耗大

由于烘丝机料头料尾烟丝量减少，生产非稳态时间增长，导致烟丝香气降低、杂气增多，进入后续加工造碎增大，增加了烟丝消耗。经过跟踪观察发现，烘丝机单批次干头干尾烟丝重量偏大，约为25kg，占整批次的0.26%，《制丝车间物耗管控办法》中提出烘丝损耗率应该控制目标值为0.25%，超出范围值，不利于制丝线物耗管控水平的提升。

2 改善措施

2.1切烘掺配工序实现物料连续生产模式

（1）原生产模式需要当前批次过料结束并停机后才能进行下一批次任务操作，并且重新预热主机设备需要很长时间。在满足工艺技术标准前提下，生产过程所需用时无法改变，而通过缩短生产前准备，批次间隙保养时间，减少设备重新预热到达生产所需的时间，可以提高生产效率。

（2）当上下批次为同牌号时可以实现同牌号不同批次物料连续生产功能。当前批次正常生产后，可以通过选择“批次连续生产功能”后，当各控制单元达到切换条件时，批次及数采自动进行切换。在连续生产模式下无需停机、重新预热及启动设备，当前批次自动过渡到下批次，实现了上下批次的连续生产，减少了批次间隙时间，减少了各批次料头尾次数，从而减少了烘丝机料头料尾非稳态时间及干头干尾烟丝数量。

2.2优化排产策略

同一工序在连续生产相同牌号不同批次时设备处于稳定生产模式不需要频繁调整PID控制，也不需要人工进行干预，切烘掺配工序利用这一点来实现物料连续生产模式，此模式的前提条件是工序上下批次为同牌号生产，因此在生产排产上需要根据月、周生产计划，结合制丝各工序在线物料缓存能力，进一步优化制丝排产策略，协调制丝三条线的生产能力和效率，保障切烘掺配工序日作业计划中，同牌号的物料尽量连续生产，智能排产后还需要调度员协调每一工段，进一步保障制丝三线均匀，考虑如何实现换线生产、烟叶装箱通道占用问题、叶库储叶时间限制、梗丝准备是否充足问题等等，每一问题环环相扣，不断优化排产策略，为同牌号不同批次物料连续生产创造条件。

2.3 优化生产组织方式

（1）从月、周生产计划管理，日作业计划制定及执行，常规、异常生产组织，出口烟丝生产等方面修订完善《制丝线生产组织管理办法》，避免因生产要素准备不到位、生产组织异常、异常问题处置不当等因素对生产效率的影响。

（2）从准时化生产时间、生产衔接要求、特殊批次生产要求、设备维保方式、物料回收方式等方面修订完善《制丝线生产作业组织规范》，通过缩短生产前准备时间，明确生产衔接、杂物管控、批日周三级保养、物料回收等方面的管理要求，促进工序生产效率的提升。

通过按日复盘生产效率影响因素，对生产超时（日生产结束时间超过22:00）的原因及改进措施进行分析，在车间内公示《生产组织超时异常分析》，倒逼车间各职能深挖生产效率制约因素，持续提升生产效率。

表1生产组织超时异常分析

2.4 系统优化控制参数

系统整合、优化切烘掺配工序设备参数、工艺参数、配方参数，使各块参数的划分更为合理且具备唯一性，固定不同牌号间相同的设备参数，明确设备、工艺、配方参数的维护职能，从而提升设备保障效果，降低操作人员参数核对工作量，提升日/批生产前检查效率，避免因参数维护、核对不到位造成的异常问题及处理异常问题造成的生产效率影响。

2.5 设备智能化控制

在切烘掺配工序切换不同牌号进行生产时，对于生产线段整体较长，各个设备上物料运输存在先后，且运输时间各不相同，生产批间隙设备保养工作需要等待切烘掺配工序全面停止之后进行，极大影响生产效率。通过对切烘掺配工序各设备尾料时物料输送时间的摸索，修改切烘掺配工序控制程序之后，实现了切烘掺配工序各个设备设备根据各自尾料输送时间进行延时后，按先后顺序依次自动停止运行，岗位人员可提前在停止后的设备上开展保养工作，缩短生产间隙时间，提高生产效率。

2.6标准化作业训练

制定《制丝车间2022年生产操作岗位标准化作业训练方案》并发布执行，修订完善《叶丝切烘掺配岗位操作规程》、《叶丝切烘掺配岗位SOPS》及《叶丝切烘掺配岗位标准化作业训练标准》，在叶丝切烘掺配工序开展标准化作业训练，逐步固化岗位操作方法，消除不同班次不同人员质控差异，以此提升生产前准备效果及效率，提升生产过程质控效果，减少因生产操作不当导致的质量异常问题及处理异常问题造成的生产效率影响。

3 改善效果

3.1 生产效率提高

因同牌号不同批次连续生产模式，切烘掺配工序ABC线日平均作业时间从15.15小时减少至14小时以下，有效提升生产效率的同时，切烘掺配工序ABC线日均间隙次数由2021年7月至2022年3月的5次降低为2.5次，单次间隙时间均值为0.42小时，故切烘掺配工序ABC线日均间隙时间由2021年7月至2022年3月年的2.1小时降低为1.05小时。

图1 研究前后切烘掺配工序ABC线日平均作业时间统计

3.2非稳态时间缩短

烘丝机批次综合非稳态时间主要在料头尾时产生，因批次连续生产，烘丝机ABC线由2021年7月至2022年3月的日均6个料头尾降低为2.5个料头尾，按每个料头尾6.3分钟，每批次生产118分钟计算，烘丝机批次综合非稳态时间占比从2021年7月至2022年3月的5.34%降至2.22%。

图2 研究前后烘丝机批次综合非稳态时间占比统计

3.3 物料损耗量降低

烘丝机干头干尾烟丝主要在料头尾时产生，烘丝机单批次干头干尾烟丝重量均值为25kg，批次总量均值为9700kg，因批次连续生产，切烘掺配工序ABC线由2021年的日均6个料头尾降低为2.5个料头尾，烘丝机干头干尾总量由150kg降低为62.5kg，切烘掺配工序烘丝机干头干尾烟丝重量综合占比从2021年7月至2022年3月的0.26%降至0.11%。

3.4 制度标准的完善

修订完善《制丝线生产组织管理办法》、《制丝线生产作业组织规范》、《制丝车间2022年生产操作岗位标准化作业训练方案》、《叶丝切烘掺配岗位操作规程》、《叶丝切烘掺配岗位SOPS》、《叶丝切烘掺配岗位标准化作业训练标准》等管理文件，使制丝各管理文件更科学、更合理、更实用，以此提升制丝生产组织管理成效。

3.5 人员操作水平提升

实施标准化作业训练以来，切烘掺配工序生产因素导致的物料中断由4月前的3.1次/月，降到0.8次/月；生产因素导致的质量管控状态扣分由4月前的2.8项/月，降到1.2项/月。

4 总结

由于切烘掺配工序生产模式的改进，岗位人员的操作能力也随着生产制度文件的完善得到提升，工序日平均生产运行时间降低，提高了生产效率，随着设备智能化控制水平的提升，烘丝机干头干尾烟丝重量减少，生产非稳态时间减少，物料损耗量降低，保证烟丝香气充足，提升了产品质量，实现生产可持续发展，为卷烟产品质量稳步提升提供了坚实保障。

参考文献

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姓名：何雨清  性别：女  民族： 汉族  出生日期：1998年2月15日 籍贯：云南玉溪  职务/职称：助理工程师  学历：大学本科  研究方向： 食品科学与工程