基于标准靶向控制的打叶复烤批次质量评价

李善莲，邓国栋，周 东，杜 薇，陈 平，余 雯，邹严颉，周进华

（1. 中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 450001；2. 四川中烟工业有限责任公司，四川 成都 200082；3. 四川烟叶复烤有限责任公司，四川 成都 610041；4. 郑州轻工业大学，河南 郑州 450002）

打叶复烤是将烟叶从农业产品转变为工业生产原料的一个整理和准备性的加工过程[1]，是卷烟生产大工艺中的“第一车间”。打叶复烤加工质量与管控水平直接影响卷烟后续加工质量及卷烟产品质量，对于中式卷烟品牌原料保障发挥着重要的桥梁作用[2]。在卷烟加工质量评价领域，对制丝批次质量的分析评价研究较多，如廖材河等[3]提出了基于ISA-SP95的柔性制丝线批次管理模式，并结合柔性制丝工艺的特征建立了批次管理模型；李善莲等[4]采用功效系数法对制丝过程批次质量进行了分析评价；罗志雪等[5]构建了卷烟制丝过程参数稳定性评价指数；但对打叶复烤批次质量的量化评价研究较少。近年来，卷烟工业企业对打叶复烤的加工要求不再局限于成品片烟质量，对加工过程参数和指标也越来越重视[6]。因此，笔者以工艺标准的控制要求为基础，通过实际值与标准要求的定量比较以及多元参数指标的赋权计算，建立了基于标准靶向控制的打叶复烤批次质量的分析评价方法，以期为加强生产过程的管控，提高烟叶加工质量提供参考。

1 评价指标要求与数据处理

1.1 评价指标与要求

以打叶复烤工艺技术标准为基础，以“精细、稳定、量化”为原则，结合历史数据分析和专家讨论，确定了打叶复烤批次质量分析评价的主要工序参数指标，其具体要求如表1所示。

表1 打叶复烤批次质量评价的指标与要求

1.2 数据采集与处理

可在线采集的参数指标，按照规则（表2）筛除料头料尾后，计算各参数指标的平均值、标准偏差；离线检测指标计算测试数据的平均值。

表2 在线数采数据处理规则

2 质量表征与评价

根据表1批次质量控制要求，打叶复烤质量管控与评价可分为3种类型，一是单一范围控制的符合型，二是单一优化控制的望目型和极值型，三是范围控制与优化控制相结合的类型。

2.1 参数指标评价

（1）单一范围控制型。当实测结果在要求范围内时，赋值100，否则赋值0。

（2）单一优化控制型。对于优化控制参数指标，可分为望目控制和极值控制2种类型，其质量指数分别按式（1）和式（2）进行计算，质量指数取值范围为[0,100]，即当计算结果小于0时赋值0，计算结果大于100时赋值100。

式中，Id为极值控制参数指标质量指数；为实测平均值；xpv为标准设计值；xbest为理论或实际最优值。

（3）范围与优化控制相结合型。分别按单一控制方式计算质量指数，最终质量指数以4∶6的权重进行综合。

2.2 工序评价

工序内各变量是平行的，采用统计加权的方法，工序管控质量指数按式（3）计算。

式中，G为工序管控质量指数；Ii为第i个变量的管控指数；wi为第i个变量的权重。

2.3 批次评价

批次各工序是前后相互影响的，采用几何平均的方法，批次综合质量指数按式（4）计算。

式中，L为批次综合质量指数；Gi为第i个工序的管控指数；di为第i个工序的权重。

3 实证分析

3.1 质量指数取值

按工艺管控要求，质量指数取值如图1所示。并从左上往右下划分为：（1）优（≥80）；（2）良（70＜I＜80）；（3）需关注（60＜I≤70）；（4）差（≤60），需改进。

图1 质量指数得分区间与级别

3.2 结果分析

按照建立的评价方法，选取2020烤季打叶复烤5个生产批次数据（表3），分别编号A～E。5个批次均为优的下限控制水平，工序过程结果表明，批次D和批次E分别在二次润叶和打叶去梗工序质量得分偏低，需要进行分析关注。从二次润叶和打叶去梗工序各参数指标质量得分（表4和表5）可以看出，批次A和批次D的二次润叶的物料流量管控得分较低，没有达到标准控制要求，打叶去梗工序各批次叶片结构控制均需提高，尤其是批次E有2项指标没有达到标准控制要求。

表3 批次综合质量得分计算结果 （分）

表4 二次润叶工序参数指标质量得分计算结果 （分）

表5 打叶去梗工序参数指标质量得分计算结果 （分）

3.3 应用效果

表6为某打叶复烤厂2020烤季管控指数月度均值与改进项目统计结果，从表6中可以看出，2020烤季打叶复烤生产过程中，发现改进项共89项，范围包括设备异常、过程稳定性、指标符合性、流量控制精度等方面，通过持续改进，打叶复烤过程批次管控指数均值由最初的61.2提高至78.3。

从应用效果来看，根据该评价方法建立的打叶复烤工艺质量分析平台，通过与生产实时数据的对接，可实现参数、工序、批次等多维度工艺过程管控水平的量化分析，从而有效地监督过程管控的执行程度，能够及时地发现并追溯生产过程中管控薄弱的工序或参数指标，并加以改进，显著增强了打叶复烤过程的管控能力，提升了烟叶加工质量。

4 结 论

以打叶复烤工艺标准的控制要求为基础，根据工艺过程参数指标的数据特点，建立了基于标准靶向控制的打叶复烤批次质量评价方法，并开发了打叶复烤工艺质量分析平台，实现了打叶复烤批次质量的多维度量化分析，实时监控批次质量状态的变化情况，及时发现、追溯生产过程中管控薄弱的工序或参数指标，加以改进，为持续改进打叶复烤过程、提高管控水平提供了有效途径。