趙曉芳 陳迎春

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，卷煙包裝企業(yè)在技術(shù)上也進(jìn)行了比較大的改革，特別在出現(xiàn)了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，讓企業(yè)逐漸引進(jìn)智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)而大大提高了卷煙包裝企業(yè)生產(chǎn)的基本效率。因此，本文深入研究了當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在煙草行業(yè)中的問題與對(duì)策、條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控的重要性以及智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)等方面，力求進(jìn)一步促進(jìn)卷煙包裝企業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：卷煙包裝企業(yè);智能條煙缺包檢測(cè);現(xiàn)狀;原理

在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展越來越快的背景下，物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。就物聯(lián)網(wǎng)在煙草行業(yè)的應(yīng)用而言，主要涉及現(xiàn)代物流、安全監(jiān)控、質(zhì)量和資產(chǎn)管理等四個(gè)主要領(lǐng)域。目前，物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)物流領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛和成熟，其他領(lǐng)域的應(yīng)用還處在探索期和萌芽期，需要進(jìn)一步探討和挖掘，因此，物聯(lián)網(wǎng)在煙草行業(yè)還有很大的應(yīng)用空間和發(fā)展前景。生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過最底層的感知層獲得，經(jīng)過中間網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行傳輸，最后由應(yīng)用層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、發(fā)出執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)-廠級(jí)管理-在途管理-高層指導(dǎo)等整套流程的閉環(huán)控制，提高管理效率，減少管理漏洞[1]。因此，本文深入研究了當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在煙草行業(yè)中的問題與對(duì)策，條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控的重要性，智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)等方面，力求進(jìn)一步促進(jìn)卷煙包裝企業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展。

1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在煙草行業(yè)中的問題與對(duì)策

1.1 缺乏數(shù)據(jù)采集與分析應(yīng)用能力成行業(yè)核心痛點(diǎn)，歸類為以下幾點(diǎn)

第一，數(shù)據(jù)管理覆蓋一個(gè)或幾個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，缺少對(duì)全流程的統(tǒng)一管理。第二，數(shù)據(jù)采集方式?jīng)]有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。第三，缺乏數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能力，許多生產(chǎn)企業(yè)還是由人工和分析軟件來分析數(shù)據(jù)，并依靠有經(jīng)驗(yàn)的工程人員花費(fèi)大量時(shí)間和精力來提出改進(jìn)建議，有時(shí)甚至無法分析出有效的結(jié)論。企業(yè)依然缺乏對(duì)于大數(shù)據(jù)的清洗、建模、分析和應(yīng)用能力，造成數(shù)據(jù)使用效率低，難以挖掘數(shù)據(jù)的真正價(jià)值[2]。

1.2 針對(duì)以上問題我們提出以下應(yīng)對(duì)策略

第一，智能設(shè)計(jì)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，通過獲取反饋數(shù)據(jù)，改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品或者設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新能力。第二，智能生產(chǎn)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲取產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)品、機(jī)械和設(shè)備間的狀態(tài)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握設(shè)備最新工作動(dòng)態(tài)。第三，智能使用。利用云端數(shù)據(jù)平臺(tái)智能分析各類型數(shù)據(jù)，匹配數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，并發(fā)出控制指令協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀態(tài)。同量也可以通過APP可視化掌控智能設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行自動(dòng)化控制等。第四，智能維護(hù)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)掌控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)分析，提升故障處理相應(yīng)速率，優(yōu)化備件庫(kù)管理[3]。

2 條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控的重要性

一條煙包裝完成后出現(xiàn)缺一包或多包現(xiàn)象是屬于嚴(yán)重質(zhì)量事故，不僅損害消費(fèi)者利益，而且對(duì)企業(yè)及產(chǎn)品形象損害極大，因此，需杜絕此類事件發(fā)生。目前行業(yè)內(nèi)解決此類問題的主要方法有靜態(tài)稱重式缺包檢測(cè)器、負(fù)壓式缺包檢測(cè)器、光子式缺包檢測(cè)器等。然而各種方法均有其不足之處，例如靜態(tài)稱重式缺包檢測(cè)器存在檢測(cè)速度偏低、需煙條在靜止工位進(jìn)行檢測(cè);負(fù)壓式缺包檢測(cè)器存在非產(chǎn)線終端檢測(cè)以及維護(hù)量大的問題;光子式缺包檢測(cè)器存在射線泄漏風(fēng)險(xiǎn)，需專人維護(hù)且器件易老化等問題。

新的動(dòng)態(tài)稱重式缺包檢測(cè)器不僅大大提高檢測(cè)吞吐量，而且繼承了稱重式檢測(cè)方式的高精度、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前最優(yōu)煙條缺包檢測(cè)方案。該設(shè)備在研發(fā)初期已融入智能設(shè)備的設(shè)計(jì)思想，具備設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)上傳、工作穩(wěn)態(tài)自校準(zhǔn)等智能功能，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備缺乏智能設(shè)備框架及實(shí)際落實(shí)的短板。

3 智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)

智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)采用微電腦控制（內(nèi)置多重軟件及電氣濾波算法）、負(fù)荷傳感器作為采樣傳感器，可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)布局采用靜態(tài)稱重、皮帶式稱重等不同方式工作，具有準(zhǔn)確率高、免維護(hù)等特點(diǎn)，適用于多種包裝機(jī)型。

本系統(tǒng)采用德國(guó)HBM公司傳感器作為重量傳感器，該公司產(chǎn)品在工業(yè)稱重領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如實(shí)驗(yàn)室高精度天平，計(jì)價(jià)秤，人體秤，郵包秤和醫(yī)學(xué)天平等。

公司單點(diǎn)傳感器具有眾多優(yōu)點(diǎn)：第一，出廠時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了偏心負(fù)載補(bǔ)償，因此安裝方便快。第二，極高的負(fù)載頻率，更高的稱重速率（動(dòng)態(tài)稱重）。第三，提供多種測(cè)試認(rèn)證。第四，多種材料和保護(hù)等級(jí)可選。第五，EMC認(rèn)證（EN45501）。

該設(shè)計(jì)方案的主要思想是煙條經(jīng)輸入段皮帶（含煙條分離裝置，以保證煙條與煙條之間保證有足夠間距，避免稱重時(shí)其它煙條對(duì)待檢煙條重量的影響），進(jìn)入稱重段皮帶，煙條在通過稱重段皮帶過程中，稱重傳感器會(huì)將重量變化曲線以電信號(hào)方式傳至分析儀表，分析儀表根據(jù)特定算法運(yùn)算得出最終煙條重量值，并判斷當(dāng)前重量是否超差進(jìn)行相應(yīng)處理;最后煙條經(jīng)由輸出段皮帶離開檢測(cè)器。

智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)由輸入段、稱重段、輸出段三段組成，其中稱重段為必備段，輸入段和輸出段為非必備段。例如，如果該系統(tǒng)安裝于GD包裝機(jī)出口與提升機(jī)之間時(shí)，則僅需安裝稱重段即可滿足檢測(cè)要求。在軟件算法上，智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)處于采樣狀態(tài)，當(dāng)重量值超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，即認(rèn)為有煙條進(jìn)入，將重量數(shù)據(jù)持續(xù)寫入緩沖區(qū)內(nèi)，待重量數(shù)據(jù)低于閾值時(shí)，即認(rèn)為煙條已離開稱重段，軟件再將緩沖區(qū)中重量數(shù)據(jù)通過定制濾波算法進(jìn)行處理最終得到煙條實(shí)際重量值。

4 智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

智能條煙缺包檢測(cè)系統(tǒng)具有精確的檢測(cè)穩(wěn)定性，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)，通過以太網(wǎng)接口通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議上傳到廠級(jí)服務(wù)器，與已有MIS系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，將數(shù)據(jù)上傳，并提供相就分析功能，以便于管理層根據(jù)煙條重量數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期變化，分析整條原輔料供應(yīng)線是否存在問題，如發(fā)現(xiàn)問題可及早采取相應(yīng)措施及時(shí)糾正，避免出現(xiàn)重大生產(chǎn)質(zhì)量問題，減少消耗和浪費(fèi)，對(duì)現(xiàn)代科學(xué)、快速、準(zhǔn)確管理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)提供重要支撐。

5 結(jié)束語

經(jīng)過上述分析我們可以看出，目前，物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)物流領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛和成熟，其他領(lǐng)域的應(yīng)用還處在探索和萌芽期，需要進(jìn)一步探討和挖掘，因此，物聯(lián)網(wǎng)在煙草行業(yè)還有很大的應(yīng)用空間和發(fā)展前景。生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過最底層的感知層獲得，經(jīng)過中間網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行傳輸，最后由應(yīng)用層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、發(fā)出執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)-廠級(jí)管理-在途管理-高層指導(dǎo)等整套流程的閉環(huán)控制，提高管理效率，減少管理漏洞。

參考文獻(xiàn)

[1]喬建軍，劉暢，王鵬.條裝缺包動(dòng)態(tài)檢測(cè)的研究與應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽，2012（10）.

[2]邱崇發(fā).基于可編程序控制器的煙條缺包檢測(cè)系統(tǒng)改造[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2018（10）.

[3]秦曉敏.基于X射線的煙條缺包檢測(cè)系統(tǒng)[J].煙草科技，2018（10）.