叶丝加料工艺连批生产模式的设计与应用

2018-01-02李秀芳赵春元

设备管理与维修 2017年5期

关键词：叶丝制丝牌号

李秀芳，赵春元

（河南中烟黄金叶生产制造中心，河南郑州 450016）

叶丝加料工艺连批生产模式的设计与应用

李秀芳，赵春元

（河南中烟黄金叶生产制造中心，河南郑州 450016）

为解决规格牌号集中生产时，每批断料间隔时间较长，造成批次料头料尾增加，单箱耗丝居高不下等问题，分析烟草叶丝加料工艺，提出基于叶丝加料工艺的连批生产模式。在保证同牌号的基础上，将批次的运行和设备的启停分离，计量统计也不能影响单批次的质量分析。结果证明：连批生产模式能够适应生产需要，每天可节省1 h时间，出丝率提高0.56%，过程质量更加稳定，能耗降低明显，全年节省500余万元。

连批次生产；启停；出丝率；过程质量

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.42

0 前言

烟草行业制丝生产线根据工艺要求，不同牌号之间不能连批次生产，但是随着规模生产牌号的增加，同牌号连批生产的机会逐渐增多，而工艺设计要求必须批次之间断料处理，平均每次换批时间约15 min，每天制丝线用于换批的非生产时间为195 min，严重制约制丝线生产效率的提升和能源消耗控制，同时制丝线每批次加工过程均存在料头料尾现象，换批次数多对过程质量的稳定性和过程损耗均产生不利影响。国内目前有同牌号连批次生产的模式，但是其实现是在叶片加料工艺的基础上，叶丝加料新工艺技术生产线上没有此先例。

1 问题分析

首先制丝线的布局及工艺流程线路拉长，生产时间大大延长。按工艺要求平均每次换批时间15 min，每天用于换批的非生产时间19 min，严重制约制丝线生产效率的提升和能源消耗控制。每批次加工过程均存在料头料尾现象，换批次数多对过程质量的稳定性和过程损耗均产生不利影响。新工艺的引进，减少了缓存设备的配备，使连批生产的布料均匀性受到影响，与目前的工艺要求有冲突。在硬件方面，叶片预混柜出柜处无电子皮带秤，无法根据出柜累计重量实现批次结束的自动判定。

2 系统设计

整体设计一是批次的运行要和设备的启停进行分离，并且制定批次转换的条件。二是虽然是连批生产，但也要保证是同牌号。三是各批次单独统计时可进行计量。

2.1 改进工艺系统的划分

以梗线为例，改进前的系统化分示意图见图1。改进后的系统化分示意图见2。

图1 改进前制丝工艺系统划分

图2 改进后制丝工艺系统划分

2.2 改进工艺模块划分

由于最初设计采用的是大制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）小中控的形式，如果进行连续生产就要对工艺单元和工艺系统重新划分。制丝各生产线控制系统和MES需保持一致，将从MES接收到的工艺加工标准工艺段为最小单元下达到设备上。将工艺段进行拆分，形成设备的最小控制单元。MES划分与改进后的工艺模块划分见图3。

图3 改进后制丝工艺系统划分

2.3 程序优化调试

新增FC230，FC231，FC232，FC233，FC234程序块实现工单批次开始和结束；优化原有控制程序。加料工单累计量处理程序块FC232如图4所示。

3 应用效果

3.1 运行模式适应生产的要求

图4 加料工单累计量处理程序

经过工艺质量性能验证，已经可以2批连批生产，并根据需要可以3批连批生产，换批生产时批次等待时间大致在15 min，如果1 d生产9个批次，2批连批生产大概比不连批生产节省1 h时间。

3.2 出丝率有所提高

按烟丝含水率＜10%为干头干尾来统计，连批前品牌线干头重量10.2 kg、干尾重量6.3 kg，干头/尾累计重量每批为16.5 kg；规模线干头重量13.4 kg、干尾重量9.7 kg，干头/尾每批累计重量为23.1 kg。梗线是低速气流干燥，干头干尾忽略不计。连批后，按两批次连续生产来算，品牌和规模线每天按8批次计算，最优计算可减少4个干头干尾，所以每个干头干尾重量取其平均值19.8 kg，即日减少干头干尾重量79.2 kg（每日产生2500 kg土末，日产量4500箱），每月减少1980 kg，每年减少23 760 kg。由于干头干尾的丝宜碎，影响出丝率，经测算，金满堂连批前综合出丝率96.34%，连批后综合出丝率96.56%。硬红旗渠连批前综合出丝率96.69%，连批后综合出丝率97.25%。对比情况见图5。

图5 出丝率对比情况

3.3 过程质量稳定

以梗线为例，过程能力指数对比见图6。

图6 改进前后CPK对比情况

3.4 能耗降低显成效

制丝规模线2013年3月13日共生产8批黄金叶 (硬红旗渠)，叶丝主秤重量79 838.1 kg，2016年8月11日共生产1个批次黄金叶(金满堂)烟丝，7个批次黄金叶(硬红旗渠)烟丝，叶丝主秤重量80 615.8 kg，两天的产量基本上差不多，连批后可以比连批前减少生产时间约45 min。耗蒸汽和耗电情况对比表见表1。

表1 规模线耗蒸汽和耗电情况对比表

从表1可以看出2016年8月11日比2016年3月13日产量高出0.97%，但电耗减少了15.6%，蒸汽消耗减少18.4%。

制丝梗线选取2016年1月25日（连批前）和2016年8月8（连批后）进行能耗对比。2016年1月25日共生产6批，梗加香前皮带秤重量21 177.8 kg，2016年8月8日共生产6批次，梗加香前皮带秤重量21 572.5 kg，两天的产量基本上差不多，连批后可以比连批前减少生产时间大约45 min。耗蒸汽和耗电情况对比见表2。