基于批次管理系统的滤棒质量监控体系应用

宋 韬，赵 亮，叶 蔚

（浙江中烟有限责任公司杭州卷烟厂，浙江杭州 310024）

0 引言

滤棒生产是卷烟生产的上游环节，其产品质量影响下游卷烟工艺的各项指标，如何提升滤棒的质量管控，一直是滤棒成型管理工作的难点。国内许多卷烟制造企业依然存在着物流、数据流、信息流彼此孤立问题，没有得到有效的系统整合，导致质量事件频发、质量问题追溯难、追溯不彻底等问题时有发生。

目前，车间成型机设备生产效率和速度日益提升，质量管控水平面临着巨大考验，为此，提出一种新型的滤棒批次管理系统，旨在解决当前追溯难、追溯慢、效率低、消耗高等质量追溯难点，致力于实现滤棒生产管控全生命周期管理。

1 系统架构

滤棒批次管理系统是从滤棒生产的最小颗粒度出发，通过辅料信息（成型纸、纤维素纸、丝束包）的采集，以时间为主线，采集生产过程的设备状态信息、工艺参数、检测质量信息，结合滤棒塑格RFID 信息，对滤棒生产、入库、使用进行全生命周期的跟踪监控。建立在物流、数据流、信息流三者有机结合的基础上，按功能划分，由工单管理模块、数据集采模块和质量控制模块构成的系统流程（图1）。

图1 系统流程

1.1 工单管理模块

工单管理模块是整个批次管理流程的起始模块，负责机台产品牌号与高架库滤棒代码保持一致，避免出现下一工序的产品混牌、错用。在具体工作流程中，根据生产需求，机台需要更换牌号时，前一牌号滤棒放空，由当班滤棒管理人员下达新的生产牌号工单。新工单经由数采中心分发至机台触摸屏和高架库，分别覆盖两者的原有信息。此后，高架库会主动向机组发送信息校验，若两者信息不一致，向管理人员主动反馈，对已生产的滤棒拒绝入库，形成自动防差错闭环机制。

1.2 数据集采模块

数据集采模块负责对机组正常生产后产生的各项数据进行系统性汇总，是整个批次管理系统的核心。数采系统的数据来源主要分为时间信息、样本采样数据和工艺参数。可以看出，随着物料进入下一道环节，每一种物料都对应着一项时间信息，设备生产会产生工艺参数数据流，在原辅料生成滤棒后会自动产生对应时间的样本数据流。物流、工艺参数数据流、样本数据流、时间信息流通过人工扫码、自动扫码、人工采样、自动采样的方式有机结合，建立了符合逻辑的纽带关系，这样的关系对精准质量控制起到了至关重要的作用。

1.3 质量控制模块

质量控制模块是整个批次管理系统的重要环节，其功能是基于数采系统对数据流的分析结果做出及时的调节和反馈。数采系统按照特定的逻辑判定，从集采模块汇总的数据中筛选出异常信息，并将异常信息分发至相对应的质量管理模块。质量控制模块可分为三个部分，原辅材料防差错、滤棒生产过程质量控制和工艺参数监控。

2 应用实例

以生产普通规格滤棒为例，挡车工放空机前一牌号滤棒后，管理人员下达新的工单（图2），系统自动分发至机组和高架库。AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引运输车）依据机组工单信息自动将所需材料运送至机台（图3）。机组扫码设备对材料进行扫码验证（图4），数据上传至数采系统，判断辅料信息是否正确，若存在信息不匹配，通过短信及时反馈至滤棒管理人员（图5）。

图2 下达新工单

图3 AGV 自动送料

图4 扫码验证

图5 短信反馈

成型机设备正常生产过程中，在线样检测系统每8 min 取样一次（图6），检测数据自动上传至数采系统。系统对采集的样本数据进行逻辑判定，当样本数据存在少量超标现象时及时发出反馈单（图7），通知管理人员处理，对于连续多次出现数据超标的样本，系统将根据取样时间，对该时间段内批次滤棒进行自动锁定，并向管理人员发出反馈单，请求处理。同时设备上部分关键位置的工艺参数将实时上传至数采系统，系统会根据已设定的阈值范围进行监控，对连续超过阈值范围2 min 以上的工艺参数进行报警和短信通知管理人员。

图6 在线样检测系统

图7 反馈单

正常生产4 h 后，数采系统会对所有机台的样本数据，包括圆周、吸阻、圆度等进行P 值计算，计算后的数据以表格的形式通知滤棒管理人员查看（图8）。管理人员根据滤棒参数P 值信息判断设备生产的稳定性，并作出相应调整。

图8 机台样本数据P 值计算

4 结语

滤棒批次管理系统是一项物联网技术在烟草制造领域的模块化创新应用，整合了物流、数据流和信息流，从辅料进场、牌号更换、产品生产过程监督等方面对滤棒质量进行全方位监测，从而实现精准质量管控。滤棒生产车间应用该套管理系统后，产品质量和参数稳定性均有较大提高，从根本上解决了质量追溯难、追溯慢、效率低等问题。