制丝生产过程分散化质量管理和追溯

文杰

【摘要】：本文从重点生产工艺点为虚拟分界面的分步生产出发，以实时历史数据库为基础的大数据分析手段，将质量管理分散到制丝生产加工的实时过程中，形成数据分析、分散生产过程模拟/分析、质量影响因素判定、生产及其过程质量控制融合、成品质量分析对生产过程的验证、再回到实时历史数据库为基础的大数据分析的一个闭环；在小批量多批次的生产模式下，为实现快速优化生产和稳定质量控制，提出了制丝生产过程分散化质量管理和追溯新思路。

【关键字】：虚拟分步生产 批次 实时历史数据 分散化质量管理和追溯

中图分类号：O213.1文献标识码：A

1、 前言

海南红塔卷烟有限责任公司易地技改项目于2012年8月26日正式投产，产能由原来的16万箱扩大到30万箱；根据国家卷烟品牌整合战略，企业年生产品牌成上升趋势；结合海南国际旅游岛的建设，自主创新，培育地域特色的品牌；多品牌、小批量的快速应对生产模式将成为主流，现有的以成品质量检验为主的事后追责质量管理思路已经不能应对企业新的发展需要；结合新投产制丝生产线的工艺、设备、控制、生产、管理等各方面，以稳定的过程质量为目的，设计新的制丝生产过程质量管理和控制的策略。

2、 生产工艺点虚拟分界面及数据采集

海南红塔卷烟有限责任公司新建的3000Kg/h制丝生产线，包含了叶片处理段、烘丝处理段、梗处理段、梗丝闪蒸膨化段、混丝处理段、储丝出料段、风送除尘段等七个工艺段；虚拟分步生产工艺界面有以下几个要点：投料、润叶、润梗、加料、加香、烘叶丝/烘梗丝、掺配、储叶/储梗/储丝、送丝等环节。

数据采集包括以下几方面，并形成实时历史数据库，为工艺分析、模拟、优化提供了实时海量数据源：

生产环境及过程实时自然条件数据：气压、风速、温度、湿度；

生产过程数据采集：根据海南红塔卷烟有限责任公司制丝过程质量评价相关要求进行实时采集；

虚拟分步生产工艺点产品感观品吸结果。

3、 质量管理与追溯

质量的管理与分析，是一个庞大的体系，从知识上涉及很多的数理统计及SPC知识，而从所关注的工序点及数据上来说又是海量的数据。在连续生产中，若没有相应的管理分析工具及数据上的分层处理、面向不同人员展示不同格式的报表数据，是很难做到实时质量管控的。就拿一个批次的生产数据来说，每个工艺段有十多个关键工艺点，每个工艺点包括几百条过程数据，而且各个工艺点间的数据不是孤立的，出口水分的分析必然涉及到入口水分、物料波动、加水量等相关环节。一个工艺段的质量分析数据，大概有几千条上万的数据记录，没有一个科学合理易用的质量管理与追溯模手段，是很难快速定位质量原因的。为此，须设计专业质量管理与追溯模块，帮助质量管理人员快速准确完成质量管理分析工作。

针对每一层次的质量管理人员，提供针对本层次的质量数据查询入口，同时，又为进一步的分析质量事故原因提供向下一级的数据钻取通道。当本层次质量数据正常时，分析完成；若发现质量数据异常，分析人员可通过数据钻取通道进入下一级质量报表，分析影响质量的原因。管理分析流程如下图所示：

4、 长期质量数据分析入口

长期的质量管理与分析，主要是分析系统质量控制的长期稳定性以及与物料、季节天气变化的影响变化分析。相同的配方标准，工艺管理人员会根据不同的物料、季节等因素调整参数，系统将自动关联生产时采用的工艺标准分析。系统提供长期质量统计数据、长期质量分析报告等多层次的数据统计窗口。

5、 批次质量数据分析入口

质量管理人员可直接查询本层质量数据或是由上一层进入查询，在本层的数据展示中，用户可以单独查看一个批次的生产质量数据，发现影响本批次的异常工艺点。

6、 有效数据分析入口

有效数据分析入口提供了工序单元批次内的有效过程数据记录，当质量分析人员发现某个工艺点质量波动异常（均值、标偏、合格率等异常），可以查询有效数据记录，分析质量异常的原因。

7、 原始数据分析入口

如果在有效数据记录一层还无法获取质量异常的原因信息，生产过程的原始数据记录将向用户提供实时的过程数据信息。原始过程数据记录将向用户再现生产过程中每一个数据的变化记录，为分析人员再现生产情况提供最原始准确的数据记录。

8、 系统日志记录

有些质量异常可能是人为误操作或是系统的异常故障引起的，这时，分析人员就可以查看系统日志记录，系统日志记录了人员登录信息及对系统参数的修改信息，可以追溯过程和操作。

9、 结束语

将连续的生产过程虚拟为分散的生产节点，通过海量的历史实时数据库的追溯分析手段，将工艺质量控制分散于工艺路线设计开始的各个生产环节/可控环节，稳定生产节点的工艺质量指标，从而降低了质量异常累积导致的不可逆转的废品风险，将现有的质量管理转变为工艺验证和生产工艺控制优化的职能。

10、 参考文献

【1】国家烟草专卖局颁发.卷烟工艺规范 .中央文献出版社 2003.4

【2】中华人民共和国烟草行业标准.YC/Z317-2009 卷烟生产工艺参数管理的信息化规范.

【3】李江 制丝生产线生产管理系统 昆明理工大学2011年