卷烟制造过程中的烟丝损耗模型研究
来源:用户上传
作者:王琪 柳雨明 刘万里
摘 要：采集卷包环节烟丝消耗数据，确定影响烟丝损耗的各个相关因素，并对数据进行分析和探讨。在此基础上，设计烟丝损耗模型参数，建立烟丝损耗的应用模型，实现对卷包全过程烟丝损耗的预测、分析、统计、反馈，为生产过程管理提供依据，使烟丝在生产过程中的损耗得到了有效监控。
关键词：烟丝 损耗 模型 过程管理
中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章編号：1674-098X（2019）05（a）-0095-02
烟叶是卷烟生产的重要原料，是烟草工业企业生存、发展的命脉。虽然烟叶的生产一直保持稳定发展，但是卷烟工厂的产品结构不断提升，使优质烟叶原料需求一直从紧，供给滞后。从卷烟生产工业企业的产品成本构成来看，原料消耗成本占总成本的49%左右，烟叶消耗的高低直接影响着产品的生产成本和企业的经济效益。因此控制生产过程中的原料消耗，降低加工过程中的烟丝损耗，生产成本就能大大降低。
单箱卷烟的烟丝耗用量是衡量卷烟工厂烟丝利用率的一个重要的技术经济指标，是各卷烟工业企业关注的重点。卷包是卷烟产品生产制造中最重要的一个环节，对卷包过程中烟丝投料的分析，对降低烟丝损耗，提高单箱卷烟的烟丝耗用量都有重要的意义，而且烟丝利用率也是卷包环节的过程管理把控能力的体现。
1 卷包环节烟丝损耗的分析
1.1 卷烟制造过程现状分析
卷烟制造环节主要包括烟支卷接和烟支包装两大工艺流程，利用专门的卷烟机和包装机设备，完成烟丝原料和包装辅料的烟支卷接、小盒包装、条盒包装工艺。
在卷包生产线上，并不是所有投入的烟丝都能制成卷烟成品，各道工序均会有烟丝损耗。卷烟机会剔除烟梗、烟末、缺陷烟支、跑条，包装机会剔除不合格小包、条烟，这些取决于设备的运行状态、生产过程的管控和工人的操作技能。
通过对当前烟丝投用量与成品产量的统计，我们发现投入定量的烟丝而得到的最终成品是一个不确定性的数字，通常会有3～5个百分点的误差，如果是小批量牌号，误差值更大。根据市场需要，一个订单下达到车间时，烟丝的投入量是按照以往经验进行计算。由于卷包过程生产环节复杂，设备型号多，影响设备的不稳定因素也多，因此按经验估算的烟丝投入量误差较大。在订单生产结束时，经常会发现投入的烟丝量不够或者过多的现象，一方面烟丝不足会严重影响订单的正常生产，另一方面烟丝投料过多会造成烟丝的浪费及烟丝降级使用等一系列问题。
1.2 卷包各环节点烟丝损耗分析
烟丝损耗分析是基于卷包生产流程展开的，以烟丝投料为起点，成品产量为终点，结合基础参数，对各环节点的数据进行测量计算，并分析烟丝损耗。
卷包环节烟丝投入产出各环节点数据分析：
（1）烟丝投料的翻箱数据获取。
成品烟丝储存在烟丝柜中，根据卷包车间的烟丝需求，将成品烟丝送入喂丝机的暂存装置中，当工单比对一致后，通过负压风将烟丝送至一个或多个卷包机台。喂丝机是卷包车间烟丝的供应源头，烟丝投料数据（单位：kg）从DAS数采系统中获取。
（2）报工产量。
报工产量即为最终的卷烟成品数据，统计员会上报在DAS数采系统中。
（3）基础参数。
为将烟丝投料和报工产量数据进行有效比较，利用基础参数，对数据进行处理。
单支净耗丝（单位：g）：烟支单支净耗丝即为一支烟支中的烟丝重量，不同品牌的工艺标准不同。
根据烟丝投料和单支烟支的净耗丝，理论可产烟支的计算公式如下：
（4）根据卷包环节的过程监控，得到六个节点的产量数据。
①卷烟机MAX入口烟支数;②卷烟机MAX出口烟支数;③包装机入口烟支数;④包装机主机产量;⑤包装机出口CT产量;⑥大条提升机产量。
以上6个数据是根据生产的工艺流程顺序的一个正向序列数据，理论上后一个数据由于不合格品剔除等原因会小于前一个数据，比较前后数据大小，可以简单判断哪个环节上有所浪费。
2 烟丝损耗模型的建立
控制卷包环节单箱卷烟的烟丝耗用量是一项系统工程，涉及生产过程的各个环节。虽然初步获得了烟丝损耗的去向、损耗测量的方法和数据，但是出于后续涉及全品牌的数据分析和损耗模型建立考虑，设计了指标名称，统一后续的项目开展。基于卷包环节各个节点的烟丝损耗不同，将“卷烟机MAX入口烟支数（生产烟支）”作为烟丝损耗模型重要参数。鉴于此，将卷包环节烟丝损耗量分解为烟支前损耗和烟支后损耗两个部分。
2.1 烟支总损耗
卷烟成品的报工产量，是卷包机台的最终产量。烟丝投料是卷包机台获得的最大烟丝量，根据烟支单支净耗丝，理论可产烟支的计算公式如下：
理论可产烟支数，减去报工产量即为总的烟丝消耗数。烟丝总损耗的计算公式如下：
注：产量数据的单位口径统一为箱，1箱=50000支。
2.2 烟支前损耗
烟丝送至卷烟机的VE，先要经过梗签分离系统，剔除烟梗。同时负压通过滤网吸走烟尘和烟末。过滤后的烟丝送至SE，卷烟纸和胶水将烟丝包裹形成烟条进入切割工序，烟条切割成短支后送至MAX进行滤棒拼接。因此卷烟机MAX入口处是烟支最初成型的节点，MAX入口处的烟支数量是卷包环节的最大成型烟支数量。短烟支成型前的消耗，主要包括卷烟机集丝箱的烟灰、烟末、烟梗回收以及坏烟跑条等的损耗，将这部分的烟丝损耗定义为烟支前损耗。 烟支前损耗的计算公式如下：
注：卷烟机MAX入口烟支数定义为生产烟支。
2.3 烟丝后损耗
成型烟支进入MAX后与滤棒拼接成为烟支，MAX中的检测装置会剔除空头、漏气、重量不符等缺陷烟支。烟支再经输送通道至包装机，经过烟支小盒包装、条盒包装，再经提升通道进入封箱机封装成件烟码垛入库。包装过程中会剔除缺陷小包、条盒等。
卷烟机MAX短烟支成型后至卷烟成品入库之间整个过程的所有消耗，统称为烟支后消耗，主要包括卷烟机MAX剔除、包装机各环节剔除等损耗。烟支后损耗的计算公式如下：
烟支后损耗=总损耗-烟支前损耗
2.4 基于SQL的烟丝损耗模型建立
确定了卷包各环节数据的相互关系，通过单支净耗丝数据的介入也定义了烟支前损耗和烟支后损耗的构成，将所有相關数据在数据库中集结，利用SQL应用于烟丝损耗的数据分析。
为保证整合数据有效，利用WEB技术将数据库的信息进行页面展示并提供检查修正窗口。从展示的数据来看，基本能清晰地看出三个损耗值，如果有异常也能从相应的数据中判断出大致的原因。但制表形式不容易看出利群（新版）生产历程中烟丝损耗的趋势。利用百度的ECharts图形技术展示，考虑到主要关注的总损耗、烟支前损耗、烟支后损耗三个数据，并且数据间又存在密切的相关性，所以设计了柱状堆叠图加折线图的图形展示方式。
在一天的柱状图中能清晰分辨烟支前、后的损耗比例，综合来看，序列折线图又能表达近期烟丝损耗的总比例处于何种状态。
3 结语
该项目的实施对降低卷包环节烟丝损耗和提高生产过程管理都有切实的成效。
一方面通过建立烟丝损耗模型，根据订单需求量，可以直接预测需要投料的最佳烟丝量，指导生产计划科制定烟丝投料计划，既有效控制了烟丝消耗，又保证了成品产量的稳定。
另一方面由于卷包环节工序多、生产流程较长，生产过程管控十分重要。通过烟丝损耗模型进行数据分析对比，为卷包生产过程管理提供依据，及时发现存在的问题，并将对损耗产生比例较高的环节进行工艺和设备改造。
卷包烟丝损耗模型运用以来，对企业卷包烟丝损耗控制起到了显著的效果，如果以单箱卷烟的烟叶单耗降低2KG/箱，那么年产100万箱卷烟产品可直接节约资金近亿元。
参考文献
[1] 赵家庆，杨玉才，杨进松，等.过程质量实时监控在烟草制丝生产线中的应用[J].自动化与仪器仪表，2015（12）：22-24.
[2] 罗凯.试析卷烟工业辅料物流的精细化与生产的柔性化[J].河南科技，2014（6）：221.
[3] 郑秋生，李哲.卷烟柔性制丝中贮柜布料新技术的探讨[J].赤子（中旬），2013（8）：371.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15021910.htm
