基于移动设备的制丝车间质量管理系统应用研究

曹晓冬，王涛，杨萍，林硕

(1.吉林烟草工业有限责任公司延吉卷烟厂，吉林 延吉 133000；2.沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110168)

0 引言

随着科技的快速发展，越来越多的新技术在各个领域发挥了巨大的作用。在通信领域，5G的快速发展和普及让民众享受到了高速网络所带来的便利，电影的下载速度是原来的几十倍，高清直播也不再是视频服务的“奢侈品”。以上还只是新技术在生活服务方面的应用，在制造业新技术也已经做好了准备，在各个方面提高现有技术水平，改变现有的规则和限制。传统的自动化生产线，通过传感器收集设备状态和在制品参数，判断设备是否正常运行，产品是否符合质量要求[1]。现在移动网络的数据传输速度大幅提升，可以实现更多更大数据和文件的发送与接收，所以制造业的生产方式也在变化，来适应新技术的应用[2]。

本文通过对移动设备应用的特点，结合烟草企业制丝车间的质量管理实际情况，分析和设计了适合移动设备应用的制丝车间质量管理系统模块，并在车间实际应用验证，证明新技术对原有生产管理方式的提升是有效的。

1 生产管理移动设备应用现状

当前，移动设备在生产车间的应用还比较少见，因为机械加工车间内的电磁干扰较强，以及网络环境较差等因素，PDA和手持终端的应用比较受限制。现在由于网络技术的进步，网络传输速度和质量有了明显的提升。而且随着制造技术的升级，企业的自动化和信息化程度也大大提高，为移动设备的应用打好了技术基础[3]。

当前的移动设备不是以前的定制设备或者扫码枪之类的用途单一的设备，而是较为通用的设备或者民用设备，例如平板电脑和手机等。这样的好处是：不但使用方便，适合移动办公，而且对应的软件开发也更为方便，与原有系统的集成度也较好[4]。

同时，因为平板电脑等设备本身带有摄像头、麦克风等，能够实现拍照、录像、录音和手写输入等信息采集方式，大大方便了生产现场的数据采集。使原来的现场采集数据，返回办公室上传数据的方式，变成了只要连接上企业内网，随时随地采集数据、随时随地上传数据，方便进行数据分析，也丰富了生产相关数据的维度[5]。

2 制丝车间质量管理需求

严格执行的制丝工艺流程是产品质量的保证，现有的制丝工艺如图1所示。在制丝车间，所有的原料在使用前需要按照订单确认其规格和数量，而且设备在加工时设置的参数需要严格按照产品的工艺标准设定。在投料前，检查原材料的质量，如果出现异常，需要上报并进行更换。每天的产品也需要进行质量分析，形成报表并上报。目前，还需要对质量问题继续进行深度分析，调整生产环节的操作或者定位问题的原因，并彻底解决以提高产品质量。

图1 制丝工艺流程

3 系统功能设计

烟丝质量关系到产品的最终成品的质量，并且风味都是由烟丝所体现，所以制丝车间的产品质量非常重要。车间对烟丝生产的质量管理主要分为两大部分，生产设备参数管理和在制品质量管理，其中制丝经验库是在制品质量管理的重要功能模块，能够为质量异常事件提供快速处理的方案。

3.1 设备参数管理

因为烟丝的生产主要依靠设备进行较长时间的加工，在过程中设备参数的设计和生产过程中实际参数非常关键，主要包括水分、温度、流量及加香加料精度等。如果不能按照产品的工艺要求进行设置，其产品无法达到要求，质量检验不能合格，所以设备运行时的生产参数一定要准确，并且能够即时采集，根据数据的变化趋势调节生产参数。其中一部分需求，通过设备本身就能够实现，但是实际的生产过程中数据还是需要采集，作为本批次产品的生产过程数据记录，便于后续的产品追溯。一方面，要采集设备设置的生产参数；另一方面，还要记录实际的生产过程数据。两类数据作为产品的生产相关数据对产品进行绑定，为其他功能模块分析产品质量和追溯提供原始的数据，也是信息化管理的基础数据。

3.2 在制品质量管理

与设备参数的数据不同，在制品的质量检验需要在完成本阶段生产时进行，包括分析烟丝的水分控制情况等，对照工艺要求检查烟丝各方面的质量。烟丝的质量标准有对应的数据指标，同时在出现问题产品时，也需要进行记录。移动设备可以很好地利用其具有的拍照和录像录音功能，对质量问题进行多维度的记录。这也是基于移动设备的质量管理系统比传统系统优越的方面。通过高速网络，移动设备可以将数据上传至服务器，由其他质量分析功能模块进行记录和分析。同时，可以结合制丝经验库对异常情况进行快速处理。

3.3 制丝经验库

制丝经验库的主要功能是保存有参考价值的工艺事件，预报警等异常处理方式，以便于以后生产过程中出现类似的异常时操作员可以参考经验库对相应异常的处理方式来处理异常，以确保工作效率和生产质量。

基于以往记录的质量异常事件和处理方案，系统能够形成异常转化经验，异常转化经验是把已处理完成订单异常和工艺事件进行经验转化保存，使制丝经验库更加完整。同时，为了保证制丝经验库的经验准确，在生成每一条经验后，都需要对其进行审核，只有通过审核的经验，才能进入经验库，提供用户使用。

4 系统应用验证

基于移动设备的运算能力与服务器相比较差的特征，所以数据的分析和运算功能由服务器上的功能模块完成，例如制丝经验库中经验的生成。移动设备主要的功能是数据的采集和数据的查询和显示。并且，要将其与现有系统的功能模块进行结合，避免重复开发造成的浪费和数据冗余，使系统效率更高，用户体验更好。

制丝经验库中的异常转化经验功能界面如图2所示。进入转化经验功能界面后，选择查询条件，点击右上角查询按钮，可以查询到相应的异常处理数据，分别可以查询异常数据，异常转化为经验。对于新的异常经验，选择任意一个异常数据，点击“转化经验”按钮，所选异常数据就已提交到经验审核。待审核通过后，异常处置数据将转化为经验。

图2 异常转化经验功能界面

对于制丝车间的产品质量，可以结合现有系统的质量管理模块数据，通过移动设备查询数据，如图3所示。移动设备有显示屏幕大的优点，比传统笔记本电脑屏幕尺寸略小，所以在使用时能显示更多的内容，在开发时，部分功能可以沿用现有框架和类库，降低开发成本，提高开发速度和效率。

图3 质量信息查询界面

系统在使用时，首先可以连接企业的内部网络，完成身份认证后即可登录进入系统。工人在登录系统时，也相当于完成了考勤打卡，以及身份的确认。在车间对生产设备巡检和产品质量检测时，通过拍照的方式，记录设备运行情况，同时记录设备运行时数据。在完成巡检工作后，签到确认设备状态良好。当设备出现问题时，通过拍照和视频等方式，记录下设备异常的问题，并在系统中提交。同时，在制丝经验库中自动查询相关异常问题，如果有对应的经验，则工人可以根据提示，完成异常情况的处理。在烟丝质量检测方面，同样的记录产品的质量参数和对应的产品信息、订单信息、批次信息。在出现异常时，查询制丝经验库，来解决对应的质量异常问题。

5 结论

本文通过对热点领域技术发展的研究分析，结合卷烟生产企业的实际需求，设计了基于移动设备的制丝车间质量管理系统。系统结合了原有系统的设备管理模块、质量管理模块和基础信息模块，利用移动设备便携、能够联网、具备拍照和录像功能等优势，将传统的车间记录办公室处理的质量管理方式，升级为发现即处理，明显提高了质量异常事件处理的效率。同时，利用移动设备的特点，多维度地记录质量异常问题，为智能分析产品质量问题打下了数据基础，长时间的积累能够为算法分析提供真实可信的大量数据。

最后，通过该系统的应用，企业的制丝车间的质量管理效率明显提高，大大减少了工人的工作量，同时也提高了设备的生产效率。因为能够对质量问题及时处理，烟丝质量较之前也有所提高。证明本系统在实际生产中，具备一定的应用前景。