設(shè)備精益管理不僅是卷煙廠“向管理要效益”的重要抓手，更是促進高質(zhì)量發(fā)展的有力支撐。

近年來，上海煙草集團有限責任公司天津卷煙廠扎實推進數(shù)字化賦能與設(shè)備精益管理深度融合，以關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)、創(chuàng)新設(shè)備管理模式為突破口，積極推進數(shù)據(jù)信息技術(shù)在設(shè)備運行控制、狀態(tài)檢測中的應(yīng)用，不斷提升設(shè)備精益管理水平。

立足狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 構(gòu)建設(shè)備健康管理模式

現(xiàn)代卷煙生產(chǎn)設(shè)備不斷向連續(xù)化、高速化、精細化和智能化方向發(fā)展，精度高、傳動機構(gòu)復(fù)雜，相應(yīng)地也導(dǎo)致設(shè)備故障表現(xiàn)出越來越大的隨機性，潛在的故障風險不僅會對設(shè)備效能產(chǎn)生影響，還會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。

天津卷煙廠積極探索狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)在卷包設(shè)備上的應(yīng)用，預(yù)測設(shè)備潛在故障風險，從而有效減少故障停機時間。

據(jù)天津卷煙廠工程設(shè)備科項目負責人孫夢迪介紹，從2017年10月在第一臺ZB47包裝機組完成試裝以來，他們目前已經(jīng)實現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在9組ZJ112-ZB47卷包機組上的落地應(yīng)用。

“我們在每組包裝機的推進器、傳動箱、主油箱等關(guān)鍵部位安裝了14個監(jiān)測點，在卷煙機風機、刀頭傳動、蜘蛛手、上膠傳動等關(guān)鍵部位安裝了12個監(jiān)測點，通過加速度傳感器、光學傳感器，收集設(shè)備實時數(shù)據(jù)和波形數(shù)據(jù)。”孫夢迪說。

通過傳感器采集設(shè)備運行時的轉(zhuǎn)速、振動、溫升、油液清潔度等各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備專家、數(shù)據(jù)分析專家的經(jīng)驗和實踐應(yīng)用數(shù)據(jù)經(jīng)驗積累，他們建立了設(shè)備關(guān)鍵點位預(yù)警閾值，判斷設(shè)備健康狀況，進而達到預(yù)測設(shè)備潛在故障風險的目的。

為了讓狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)從“有用”變成“好用”，讓數(shù)據(jù)分析成為設(shè)備“體檢”的診斷利器，提高設(shè)備狀態(tài)、維修情況可視化管理水平，天津卷煙廠設(shè)計研發(fā)了設(shè)備健康管理平臺。

設(shè)備健康管理平臺包括監(jiān)控平臺、工作平臺、故障預(yù)警、數(shù)據(jù)看板、工具平臺五個模塊，維修人員、設(shè)備管理人員可以通過各類終端設(shè)備的IE網(wǎng)頁登陸，直觀地查看到整個卷包設(shè)備的運行狀態(tài)、預(yù)警統(tǒng)計、待執(zhí)行工單以及歷史故障分布情況，點擊界面信息區(qū)域可以逐層展開信息對應(yīng)的具體內(nèi)容，大幅提高了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的反饋及時性、操作便捷性。

以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心，設(shè)備健康管理平臺的數(shù)據(jù)看板模塊可以集成化發(fā)揮數(shù)據(jù)診斷作用。該模塊一方面為各級使用人員提供了全面、直觀的監(jiān)測點數(shù)據(jù)預(yù)警狀態(tài)展示，以及與之對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)比對信息；另一方面提供了同機型、同測點的橫向?qū)斯δ?#xff0c;進一步保證了預(yù)測結(jié)果的準確性。

工作平臺、工具平臺兩個模塊的主要作用，是保證狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的執(zhí)行落地。在監(jiān)測點位發(fā)生故障預(yù)警后，工作平臺自動生成工單，并由維修人員記錄維修過程，在實現(xiàn)預(yù)警信息快速響應(yīng)的同時，推動預(yù)警信息處置、設(shè)備維修經(jīng)驗逐步積累；維修完成后，可以在工具平臺模塊內(nèi)依據(jù)現(xiàn)場維修時間節(jié)點，對比維修前后測點數(shù)據(jù)的變化趨勢，驗證本次維修的實際效果，最終依托整個平臺的持續(xù)運轉(zhuǎn)，更加高效、精準地完成“預(yù)警—維修—跟蹤”的閉環(huán)管理，切實提升設(shè)備管控力和保障力。

2021年，卷包狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)累計執(zhí)行閉環(huán)工單174條，輔助排除了70次故障隱患，監(jiān)測點位對應(yīng)的設(shè)備部件故障停機時長較系統(tǒng)應(yīng)用前縮短87.26%，真正實現(xiàn)了設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的落地應(yīng)用與管理，為智能維護技術(shù)推廣應(yīng)用、設(shè)備管理精益化積累了經(jīng)驗。

聚焦智能單機 提升智能化管控水平

為進一步提升卷煙生產(chǎn)的智能化管控水平，天津卷煙廠在制絲生產(chǎn)方面制定了智能單機、智能生產(chǎn)線、智能車間總體發(fā)展規(guī)劃，以智能單機作為初期工程，選擇梗絲加料機作為實踐對象，在設(shè)備智能建設(shè)中展開了有益探索。

梗絲加料機作為梗線生產(chǎn)的主要設(shè)備，出口水分的穩(wěn)定性至關(guān)重要，而在實際生產(chǎn)過程中受來料水分波動大、季節(jié)性環(huán)境變化等因素影響，出口水分標準偏差在0.14%~0.22%之間，且控制結(jié)果不穩(wěn)定。

為此，工廠成立項目組，經(jīng)過反復(fù)論證，決定采用建?？刂频霓k法，控制梗絲加料機加水流量，以保障梗絲加料機物料出口含水率滿足工藝需求。

項目組核心成員張羽向記者詳細介紹了加水建?？刂葡到y(tǒng)的原理。該控制系統(tǒng)基于歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過建立不同卷煙品牌物料吸水特性、來料水分、物料流量、出口水分設(shè)定值與加水流量之間的關(guān)系，讓控制系統(tǒng)根據(jù)當前生產(chǎn)情況，智能地找到最佳加水流量，減少對反饋調(diào)節(jié)的依賴，縮短實際出口水分到達出口水分設(shè)定值的時間。

具體實施時，加水建?？刂葡到y(tǒng)將回潮過程分為料頭、過渡過程和穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)三個階段，不同階段采用相應(yīng)模型控制加水流量，且適時引入出口水分的反饋調(diào)節(jié)，消除建模誤差。此外，通過統(tǒng)計當前批次有效生產(chǎn)數(shù)據(jù)，反推標準加水量，將上一批次物料在線建模結(jié)果與同品牌歷史值進行變權(quán)值迭代運算，實現(xiàn)模型在線自學習，以適應(yīng)季節(jié)和環(huán)境溫濕度的變化。

經(jīng)過一年的試驗使用，應(yīng)用加水建模控制后，產(chǎn)品工藝指標自適應(yīng)控制的穩(wěn)定性和有效性得到了充分驗證，梗絲加料機水分標準偏差控制在0.1%~0.14%之間，CPK（過程能力指數(shù)）提升184%，特別是來料水分出現(xiàn)趨勢波動的情況下效果良好，智能單機自適應(yīng)水平高，指標穩(wěn)定性好。

此外，項目組還圍繞設(shè)備智能預(yù)熱、智能自檢、智能預(yù)警進行了攻關(guān)。截至2021年年底，項目組完成了梗絲加料機包括智能預(yù)熱、基于歷史數(shù)據(jù)的加水建模控制、智能自檢、智能預(yù)警在內(nèi)所有功能的實現(xiàn)，工藝指標顯著提升，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控能力有效加強，為今后的智能化探索勾勒出清晰的路線圖。