今年1月,杭州卷烟厂承担的浙江中烟工业有限责任公司重点科技项目“细支卷烟制造工艺设备能力优化”获得浙江中烟科技进步二等奖。荣誉背后,是细支设备生产效率、产品质量等指标的飞跃式提升,是从传统制造到数字化制造再到智能制造的“两级跨越”。
产品物理指标波动较大、过程消耗较多、设备运转效率较低……为解决细支烟生产面临的问题,2014年以来,杭州卷烟厂工程装备科、卷包车间、生产技术科、信息中心联合中烟技术中心共同组成细支烟生产维护团队,踏上了细支设备能力优化的攻坚之路。
谋定后动,落实“两全方案”
杭州卷烟厂细支烟生产主力机型是ZJ17和ZJ118,两个机型生产的产品各项指标存在不小差异,设备工艺参数也亟待优化。对此,项目团队深入探讨,找到了“两全方案”:开发细支卷接设备全时、全态、全速检验技术,提升细支烟制造过程感知能力,在此基础上不断优化细支设备制造能力,提高不同机型产品的同质化水平。
烟支卷制工艺参数是影响细支烟质量的关键因素。项目组从两方面展开研究:首先,优化两种机型的工艺参数,先通过调整平整器规格工艺设计、风室负压以及回丝量等参数,开展烟支卷制参数的优化研究,确定各机型最佳卷制参数,改善了细支烟物理指标波动大等问题。其次,仔细分析两类机型制造原理,评价各工艺关键点对产品质量一致性的影响,研发卷烟机后身温度控制装置,提升了产品的一致性,形成了“利群”细支烟产品工艺核心技术。
与常规烟相比,原辅料波动对细支烟质量指标的影响更为显著,而且细支烟物理特性与常规烟具有较大差异,无法采用与常规烟相同的工艺调控方法。为此,项目组又通过一系列研究建立了细支烟特色工艺管控方法与流程,有效提高了生产过程卷烟质量指标的稳定性。
乘势而上,实现“两级跨越”
在细支设备制造能力不断优化的过程中,杭州卷烟厂智慧工厂建设也在稳步推进。项目组成员乘势而上,逐步实现了项目成果与智能制造的融合,卷接工序从传统走向数字化,并逐步迈向智能制造,实现了“两级跨越”。
在卷烟机运行过程中实现对烟支吸阻的在线逐支精准检测,是实现卷接工序智能制造的一个关键。对工况、检测元器件、算法准确性的要求,就像“三座大山”,横亘在项目组成员面前。上机试验过程中,连续几十次失败,让组员们的信心开始动摇。“再找找技术方面的不足,把试验方案做得更完善一些,成功的几率肯定更大一些!”项目组核心成员李钰靓不断给大家打气。
最终,经过十几次元器件迭代优化和上百次算法上机试验,项目组终于确定了实施方案:吸阻检测元器件采用细支烟特制模具,气压控制采用PID方式,清洁气路采用定频清洁方式,检测值处理采用与脉冲信号相结合的算法等。吸阻检测从传统基于统计学的抽样检测跨越到一支不落的在线检测,产品质量控制水平不断提升。
通过不断探索和实践,烟支逐支外观检测、重量和圆周的智能控制、在线质量关系构建和溯源、过程数智化决策等一系列智慧成果一一融入,成为细支设备优化提升的重要助力。
砥砺前行,收获“多重成效”
在项目组连续数年的砥砺攻坚下,项目阶段性目标依次实现:2015年,构建了核心工艺技术体系;2017年,基本形成物理指标的全检技术;2019年,形成外观指标的全检技术、精确控制技术,同年形成精准烟支卷烟过程调控技术。2020年,项目组持续巩固已有成果,在维护系统稳定性的同时,借助智能制造平台,建设智能感知、智能监测、智能控制、智能决策等四大模块,谋求细支烟生产各类指标的再提升。
以产量占比最大的“利群”(西子阳光)为例,项目实施前后,物理指标方面,重量标偏下降8.2%,吸阻标偏下降15.7%,通风度标偏下降11.3%,均优于行业指标要求;烟支外观缺陷指标降幅达44.3%;设备生产效能明显上升,设备效率从70%上升到99.04%,实现了两大机型的生产互通。从经济指标来看,总体消耗明显下降:烟丝损耗率降幅约为5%,卷烟纸、滤棒损耗率降幅约2%,据核算,近3年累计节约2000余万元。
目前,项目成果已在浙江中烟实现规模化应用,为公司卷接工序智能化升级和柔性生产提供了重要技术支撑。
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