卷烟厂卷包车间SPC系统功能设计

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本栏目责任编辑：唐一东
卷烟厂卷包车间SPC 系统功能设计
杨萍1，曹晓冬1，朱江2,3,4，罗赛2,3,4，朱金华2,3,4
（1.吉林烟草工业有限责任公司，吉林延吉133000；2.中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016；3.中国科学院机器人与智能制造创新研究院，辽宁沈阳110016；4.中国科学院网络化控制系统重点实验室，辽宁沈阳110016）
摘要：本文主要介绍烟草行业卷包SPC 系统的功能构建，应用SPC 技术对设备参数、卷接包过程质量指标、质量成本等数据
进行多维度监控、分析、评价，实现卷接包过程工艺参数化、精准化控制，推动管理与技术创新，为提质降耗和质量创优核心工作提供基础保障。

描述利用SPC 工具对卷接包过程质量数据进行管理、分析、评价和改进。

关键词：卷包SPC ；卷烟厂；信息化中图分类号：TP311文献标识码:A 文章编号：1009-3044(2021)09-0003-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID ）:
1背景介绍
卷烟厂MES 系统质量管理模块一直缺少对卷包在线质量数据支撑，未对卷包数采系统的实时数据进行集成与利用，这些数据一直是卷包质量过程控制迫切需要的。

目前卷包车间应用系统现状是卷包数采数据存在但未利用，完全是对数据资源的浪费，而部分综合测试台的数据为事后人工检测数据，未能达到实时数据的要求，对质量过程分析应用控制能力较弱。

质量管理模块一直缺少对动力车间在线质量数据支撑，未对动力车间的环境温湿度等实时数据进行集成与利用，从全厂质量
管控的角度出发，这些数据一直是盲区[1]。

2需求分析
为保证产品质量连续稳定，生产过程控制始终坚持“设备为工艺服务、工艺为质量服务”的理念。

设备在管理方面坚持事前控制、事中控制、事后控制进行科学有效的监督和分析。

事前控制的重点放在设备的维修、保养、润滑等工作方法的制定上，放在各种管理漏洞的查找上，为科学化、精细化操作提供支持，从机制上减少质量隐患[2]。

事中控制重点做好过程的监视与测量，从原辅材料的出库、使用及过程产品质量的抽查，确保生产过程中各个环节做到严格检查、快速整改、及时反馈，维护工艺技术标准的严肃性。

事后控制是要对发生的产品质量问题的快速反应，无论是生产现场、市场反馈的质量问题，高度重视，认真加以持续改进，不断提高产品质量。

如图1所示，基于质量管理部门及车间建设质量管理体系的要求，为了对质量评价模型、质量成本、供应商评价等业务进行支撑，如下图所示，需要重新对一头一尾和中间过程的质量数据流进行梳理，对缺失的部分如卷包实时质量数据进行补充，夯实数据基础，为建设全面质量管理体系及系统做准备[3]。

图1卷烟厂质量管理业务流程图
3功能设计
（1）完成系统与卷包数采系统、动力车间系统数据集成硬件环境搭建。

尽可能利用现有服务器及实时数据库软件，不再在硬件上投入成本。

（2）完成系统与卷包数采系统、动力车间系统实时数据集成功能。

采集的数据内容包括五类，基础数据类如通讯协议、PLC 通讯状、机器类型、车间号、机台号、日期、时间、班次、当前班次开始时间、当前班次结束时间等。

生产数据类如总产量PROC 、总废品量PROC 、废品率PROC 、利用率PROC 等。

质量数据类，如质量_SRM_烟支外形_重量_设定值、质量_SRM_烟支外形_重量_当前值、质量_SRM_烟支外形_重量_短期标准偏差_当前值等。

设备数据类如状态、状态信息、机器速度、停机时间秒数、停机次数等。

消耗数据类如本班耗纸盘(米)、本班耗水松纸(米)、本班盘纸单耗(米/箱)、本班水松纸单耗(米/箱)等。

收稿日期：2020-11-12
作者简介：杨萍（1979—），吉林烟草工业有限责任公司，延吉卷烟厂，大学本科，工程师，主要研究方向：工业企业软件系统设计与应
用；曹晓冬（1983—），吉林烟草工业有限责任公司，延吉卷烟厂，大学本科，工程师，主要研究方向：工业企业软件系统设计与应用；朱江（1984—），年中国科学院沈阳自动化研究所，研究生，副研究员，主要研究方向：工业信息化；罗赛（1989—），中国科学院沈阳自动化研究所，研究生，助理研究员，主要研究方向：工业信息化；朱金华（1986—），中国科学院沈阳自动化研究所，研究生，助理研究员，主要研究方向：工业信息化。

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本栏目责任编辑：唐一东
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Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第17卷第9期(2021年3月)
（3）完成系统与封装箱机缺陷检测设备实时数据集成功能。

采集的数据内容包括主机通道全息检测类，如封签歪斜、无封签、盒皮歪斜、盒皮印刷错误、小盒折叠错误等。

辅机入口全息检测类，如封签粘贴歪斜、无封签、小盒倒置、盒皮印刷错误、盒皮歪斜等。

辅机透明纸飞包检测，如烟包飞包等。

缺盒检测类，如条中缺盒。

装箱机条烟入口全息检测类，如条透明纸折叠异常、拉线错位、其他明显变形及异常等。

装箱推烟全息检测等，如缺条、缺层、倒垛和箱倒置、贴码歪斜、无码、无胶。

（4）基础标准设置
在系统中对工艺事件、异常处理时需要事先对异常以及事件类型进行定义，供其他功能调用。

（5）质量过程监控
系统展示该工序监控参数的箱线彩虹图。

图中根据箱子的高度判断这一组10个数据的波动情况。

箱子的中心点表示这10个数据的平均值。

如果连续的几个箱子都比较高则说明这短时间内数据波动都比较大。

箱子的中心点到了黄区或者红区说明数据里工艺标准中心线偏离大，生产已经有点失去控制，连续几个点在黄区或者红区这一段时间属于失控状态。

系统则会根据预报警规则进行预报警，图中会有红、黄灯进行预报警提示。

各种指标进行当前生产的判断，如DQI 、AVG 、SD 、不合格时间等。

DQI 表示当前生产的实施QI 得分。

AVG 表示当前所有数据的平均值。

SD 表示当前所有数据的标准偏差（数据的偏离程度）。

图2质量过程监控界面图
（6）参数分析
参数是生产的最小控制单元也是评价体系中最基础的单元，参数的控制好坏直接影响到工序的整体生产情况。

故在系统中把参数单独列出来进行分析。

系统中可以直接查看每个参数的具体统计指标，
以及该参数的时间序列图。

图3参数分析界面图
（7）质量分析
质量分析模块分为两个主要模块，一是生产过程的分析，便于相关人员及时准确的了解生产现状，做出有效判定。

另一个是通过分析，找出问题点，为改进提出方向。

关键工艺参数质量评价趋势图--通过看趋势图能直观的掌握各机台参数的变化趋势，是否在可控范围内。

机台参数对比图—包括产量、烟用材料消耗、废品等项目，掌握机台的生产状况，提出改进方向。

4总结
通过开发卷包车间SPC 系统，将烟厂制丝、卷包、动力实时数据均在MES 中进行集成，并以实时判定方式进行呈现，可以为后续实施全面质量管理的进行支撑。

参考文献：
[1]张弛.HC 公司生产管理流程改进研究[D].北京:首都经济贸易大学,2018.
[2]寇建立,孙建华.基于J2EE 轻量级框架的能源管理系统设计[J].电脑编程技巧与维护,2019(3):101-102,112.
[3]鞠翠.MES 对过程控制系统的数据采集[J].中国高新区,2018(9):220.
【通联编辑：梁书】
（上接第2页）
己的任课老师进行视频授课，将数据结构课程尝试做成校内SPOC 课，吸取两周期的跨校选课的成功经验，继续将课程改革进行下去。

参考文献：
[1]张美娜,张玉军.基于CDIO 和两课结合的教学方法改革研究[J].教育现代化,2019,6(57):71-72,82.
[2]李敏之,王阳萍,李海军.新工科建设指引下的西部高校一流本科课程建设——以大学计算机基础课程为例[J].计算机教
育,2020(11):89-93.[3]张媛媛,马云吉,宫玺.《数据结构》课程跨校选课模式教学的实践与研究[J].电脑知识与技术,2019,15(34):118-119.[3]张媛媛,马云吉,宫玺.《数据结构》课程跨校选课模式教学的实践与研究[J].电脑知识与技术,2019,15(34):118-119.[4]任雪萍,王立波,赵葆华.融入PIC-CDIO 理念的“数据结构”课程教学改革[J].计算机教育,2012(12):29-32.
[5]陈纪铭,刘君,陈利平,等.基于智慧型课程教学模式培养和提高高校学生创新能力应用研究[J].科教文汇,2019(9):52-53.
【通联编辑：谢媛媛】
4。