摘要:本文介紹了一種實現(xiàn)卷煙生產(chǎn)中煙絲制造加工過程穩(wěn)態(tài)控制的方法，描述了質(zhì)量穩(wěn)態(tài)控制模型的結(jié)構(gòu)，對特性加工模型、參數(shù)指標(biāo)穩(wěn)態(tài)控制模型、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)等內(nèi)容的建立方法及運用進行了具體的說明。

關(guān)鍵詞:模型、穩(wěn)態(tài)控制、過程工藝

1、引言

生產(chǎn)過程的穩(wěn)態(tài)控制是每個企業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)質(zhì)量管理追求的目標(biāo)，實現(xiàn)過程的穩(wěn)態(tài)控制有很多方法，通過建模把過程要素控制優(yōu)化固定并形成標(biāo)準(zhǔn)化操作，是一種先進的工藝控制辦法。

煙草制絲生產(chǎn)線點多面廣線長，工序個性特征強，要實現(xiàn)過程的穩(wěn)態(tài)控制，工序穩(wěn)態(tài)是基礎(chǔ)，串聯(lián)成線的穩(wěn)態(tài)，最終實現(xiàn)質(zhì)量穩(wěn)態(tài)的目的。

產(chǎn)品“均質(zhì)化”的要求從參數(shù)、指標(biāo)規(guī)范中得到了充分體現(xiàn)，如何減少波動、消除異常，實現(xiàn)參數(shù)、指標(biāo)的精準(zhǔn)控制，提高正態(tài)分布的符合性是工序穩(wěn)態(tài)研究的重點?？紤]到工序質(zhì)量特性的不可復(fù)制性及工序質(zhì)量的可傳遞性，制絲生產(chǎn)過程的穩(wěn)態(tài)要從生產(chǎn)要素的穩(wěn)態(tài)控制著手，建立基于物料、設(shè)備、人三位一體的過程工藝穩(wěn)態(tài)控制模型，針對性及可操作性將更加符合企業(yè)實際，我廠近幾年在這些方面進行了一些有益的探索并取得一定的成效。

2、過程工藝穩(wěn)態(tài)控制體系的結(jié)構(gòu)

2.1 體系的基本框架

(1)體系的構(gòu)筑思路

過程工藝穩(wěn)態(tài)控制體系的作用是確保質(zhì)量穩(wěn)態(tài)，質(zhì)量是一組固有特性滿足要求的程度，特性含固有的及賦予的。所以模型要同時實現(xiàn)兩個方面的功能，一是通過過程工藝控制使物料固有的質(zhì)量特性發(fā)生改變，滿足設(shè)計要求。二是通過過程工藝控制賦予物料質(zhì)量特性并使賦予的質(zhì)量特性符合設(shè)計要求。

所以，過程工藝的穩(wěn)態(tài)控制體系一要控制制造過程，二要控制傳遞過程，使缺陷(這里的缺陷是相對于滿足要求的程度而言)不在接受、制造、傳遞三個環(huán)節(jié)中產(chǎn)生。通過控制制造過程使固有及賦予的質(zhì)量滿足設(shè)計要求，通過控制傳遞過程消除不良質(zhì)量的工序間傳遞或通過有效的傳遞使固有質(zhì)量特性及時得到改變，滿足設(shè)計要求。

基于以上思路，過程工藝穩(wěn)態(tài)控制體系由物料特性穩(wěn)態(tài)、設(shè)備保障穩(wěn)態(tài)、操作行為穩(wěn)態(tài)三個方面支撐，涵蓋特性加工模型、參數(shù)/指標(biāo)穩(wěn)態(tài)模型、防錯混牌模型、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模型等四個子模型，其中參數(shù)/指標(biāo)穩(wěn)態(tài)模型又包括預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)控制模型、過程糾偏模型、異常診斷模型，層次結(jié)構(gòu)如下圖所示:

2.2 物料特性穩(wěn)態(tài)

1)物料特性穩(wěn)態(tài)通過特性加工模型來保障;

2)模型功能是通過時序折線圖將質(zhì)量特性值傳遞，對不同質(zhì)量特性的物料采取不同的加工參數(shù)或方法，消除固有質(zhì)量特性波動，提高工序加工質(zhì)量穩(wěn)定性。

3)模型結(jié)構(gòu)示意圖如下:

2.3 設(shè)備保障穩(wěn)態(tài)

1)設(shè)備保障穩(wěn)態(tài)通過參數(shù)、指標(biāo)穩(wěn)態(tài)控制模型來控制;

2)模型功能主要是通過批次生產(chǎn)的啟車快速穩(wěn)定、過程偏差快速糾正、異?？焖僭\斷并防止誤操作發(fā)生。

3)模型結(jié)構(gòu)

參數(shù)/指標(biāo)穩(wěn)態(tài)控制模型，包括了預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)控制模型、過程糾偏模型、異常診斷模型等三個子模型，如下圖所示:

2.4 操作行為穩(wěn)態(tài)

1)操作行為穩(wěn)態(tài)則通過標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模型，即作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書來控制;

2)模型功能是通過將每個工序均需進行的點檢、保養(yǎng)、換牌、啟車等操作行為進行規(guī)范化，讓作業(yè)者熟知，從而提高工作效率，降低安全、質(zhì)量風(fēng)險。

3)模型結(jié)構(gòu)的例表如表2所示。對于制絲線主要對松散、加料、烘絲、加香等9個筒體的4類操作行為進行規(guī)范，并用不同的編號標(biāo)示。

3、過程工藝穩(wěn)態(tài)控制體系的建立與運用

3.1 穩(wěn)態(tài)控制模型搭建的工作流程

穩(wěn)態(tài)控制模型搭建的工作流程如下圖:

3.2 穩(wěn)態(tài)控制模型的運用

(1)穩(wěn)態(tài)控制模型在工序的綜合運用

我們以制絲線的松散工序為例，對如何運用穩(wěn)態(tài)控制模型進行說明。表1中闡述了從生產(chǎn)前準(zhǔn)備到生產(chǎn)結(jié)束松散工序的穩(wěn)態(tài)控制過程。

(2)各子模型運用

①特性加工模型

特性加工模型的結(jié)構(gòu)如下圖5所示。

質(zhì)量特性數(shù)據(jù)的收集整理是利用在線指標(biāo)檢測儀或物理判定結(jié)果得到工序物料的質(zhì)量特性值(在線檢測指標(biāo)主要是水分，物理判定結(jié)果包括由等級、產(chǎn)地、部位等衍生出來的質(zhì)量特性，如中長梗率、吸水性、水分等指標(biāo))，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件整理加工后自動形成有質(zhì)量特性內(nèi)容的編碼信號。

②參數(shù)/指標(biāo)穩(wěn)態(tài)控制模型

參數(shù)、指標(biāo)的穩(wěn)態(tài)控制模型包括:預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)控制模型、過程糾偏模型、異?？焖僭\斷模型，整個模型的結(jié)構(gòu)如下圖6所示。

③標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模型

我們以制絲線的梗加料衛(wèi)生保養(yǎng)為例加以說明，如下表2所示。

備注:作業(yè)類別按工序分保養(yǎng)、啟車、點檢、換牌四種行為，分別用拼音首字母表示，如梗加料的保養(yǎng)，簡稱:梗料-保養(yǎng)，用GL-BY表示，依此類推。

4、過程工藝穩(wěn)態(tài)控制體系對質(zhì)量穩(wěn)定性的保障

4.1 批次間調(diào)整后的工序加工質(zhì)量快速穩(wěn)定

①快速操作。通過將品牌的關(guān)鍵工藝、設(shè)備參數(shù)進行優(yōu)化打包，能自動跟蹤在線生產(chǎn)品牌，品牌相關(guān)的參數(shù)模型自動跟蹤適應(yīng)，無需人工更換。保證過程控制參數(shù)的匹配性和準(zhǔn)確性并有效減少每次換牌后的參數(shù)修改，提高工作效率，降低調(diào)整時間，使工序加工質(zhì)量快速穩(wěn)定。

②自動糾錯。參數(shù)的自動糾錯功能，可以預(yù)防誤操作發(fā)生，防止質(zhì)量指標(biāo)的批量偏差:一是在生產(chǎn)過程中，對需微調(diào)的參數(shù)進行辨識，對超出控制標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)能自動糾錯，當(dāng)操作人員輸入的當(dāng)前值小于參數(shù)下限或大于參數(shù)上限時，系統(tǒng)自動將自動采用初始值作為實際參數(shù)值。二是對參數(shù)修改實現(xiàn)兩級維護，一級為操作員級，即操作員根據(jù)當(dāng)前的控制要求，實現(xiàn)參數(shù)當(dāng)前值的微調(diào)，但不能超過參數(shù)的上下限;二級為工藝員級，完成對參數(shù)的上下限的維護，在標(biāo)準(zhǔn)許可范圍內(nèi)對上下限進行調(diào)整，確保加工質(zhì)量。

4.2 及時糾偏加工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量指標(biāo)或技術(shù)指標(biāo)波動

指標(biāo)超出設(shè)計范圍一定時間時，系統(tǒng)將馬上提示是否調(diào)整，當(dāng)調(diào)整指令實施時，系統(tǒng)通過預(yù)置的數(shù)據(jù)庫指令將設(shè)計好的參數(shù)最佳調(diào)整方案顯示，操作工只需確認(rèn)即完成操作，使監(jiān)控、糾偏能快速、準(zhǔn)確、自動完成，提高質(zhì)量特性的瞬時符合程度。

4.3 快速診斷并排除設(shè)備故障，避免質(zhì)量問題的發(fā)生

在生產(chǎn)穩(wěn)定進行過程中，由于設(shè)備故障導(dǎo)致的質(zhì)量指標(biāo)或技術(shù)指標(biāo)超標(biāo)，系統(tǒng)通過自動檢查核實實時設(shè)備參數(shù)與數(shù)據(jù)庫的符合性，自動判斷識別并通過對話框形式彈出，提示操作工或維修工檢查排除。

4.4 降低來料質(zhì)量特性對工序加工質(zhì)量的影響

特性加工模型針對不同物料特性采用不同處理參數(shù)，能縮小固有質(zhì)量特性差異，提高工序加工質(zhì)量穩(wěn)定性。

4.5 消除人的不穩(wěn)定因素導(dǎo)致的加工質(zhì)量問題

過程工藝穩(wěn)態(tài)控制模型通過機控、技防的手段實現(xiàn)加工過程的自動控制，以作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化實現(xiàn)行為特性的一致性，在設(shè)計上消除人的技能、經(jīng)驗差異及狀態(tài)波動帶來的不穩(wěn)定。

5、結(jié)論

過程工藝穩(wěn)態(tài)控制體系通過對設(shè)備性能、技術(shù)參數(shù)、質(zhì)量指標(biāo)三者數(shù)據(jù)關(guān)系的研究，以模型化方式自動分析自動控制，實現(xiàn)過程的精準(zhǔn)控制;通過對操作行為的分解優(yōu)化，以作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書的形式規(guī)范化流程化，實現(xiàn)過程的精細(xì)管理。該體系將“設(shè)備保工藝、工藝保質(zhì)量”的工藝控制思路及“參數(shù)控制指標(biāo)、過程控制結(jié)果、科學(xué)決策替代經(jīng)驗”的工藝控制方法進行了有效結(jié)合，能有效確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

(作者單位:湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司郴州卷煙廠)