王中山?趙靜宜?楊正軍

摘 要：本文建立了在線紅外水分儀檢測(cè)準(zhǔn)確性監(jiān)控機(jī)制，即在保證外部影響因素及設(shè)備自身技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，按照檢測(cè)規(guī)則對(duì)在線紅外水分儀進(jìn)行抽樣檢測(cè)，與烘箱法做比對(duì)測(cè)試，運(yùn)用控制圖對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，按照控制圖的判定準(zhǔn)則進(jìn)行判定，再根據(jù)判定結(jié)果是否符合要求，來(lái)判定儀器是否需要調(diào)校，并做好記錄。該機(jī)制能使工作人員掌握在線紅外水分儀的準(zhǔn)確性，為生產(chǎn)過(guò)程控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控機(jī)制;紅外水分儀;檢測(cè)準(zhǔn)確性;誤差趨勢(shì);判定準(zhǔn)則

中圖分類號(hào)：TS41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）05-0054-03

Abstract： In this paper， the online infrared moisture meter detection accuracy monitoring mechanism was established. On the basis of ensuring the external influencing factors and the technical conditions of the equipment， the online infrared moisture meter is sampled and tested according to the detection rules， and compared with the oven method. The control chart is used to trace the test data， and the judgment is made according to the judgment criteria of the control chart， and then the instrument needs to be adjusted and adjusted according to the judgment results Good record. This mechanism can make the staff master the accuracy of on-line infrared moisture meter and provide reliable data basis for production process control.

Keywords： monitoring mechanism;infrared moisture meter;detection accuracy;error trend;judgment criteria

卷煙制絲環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量管控核心是物料含水率和溫度。在線紅外水分儀因能實(shí)現(xiàn)非接觸式、連續(xù)快速測(cè)量物料含水率，被廣泛應(yīng)用于卷煙制絲生產(chǎn)線的各個(gè)關(guān)鍵工序管控點(diǎn)上[1]，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料含水率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋。在線紅外水分儀對(duì)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量和自動(dòng)化生產(chǎn)具有重要作用，其一旦不能提供準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)，就會(huì)向自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)。因此，建立一套科學(xué)、系統(tǒng)的方法，對(duì)在線水分儀嚴(yán)加監(jiān)控，做好比對(duì)、分析、調(diào)校工作，是保障制絲生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

1 在線紅外水分儀的誤差控制要求

不同工序、不同位置的在線紅外水分儀分別起到監(jiān)視、參考、控制等作用。各卷煙生產(chǎn)企業(yè)均會(huì)制定相應(yīng)的文件制度，對(duì)在線紅外水分儀的檢測(cè)精度、比對(duì)頻次、保養(yǎng)要求等予以明確，以保證測(cè)量精度滿足要求。根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)和現(xiàn)場(chǎng)使用需要，卷煙廠會(huì)派專人定期對(duì)在線紅外水分儀進(jìn)行檢測(cè)準(zhǔn)確度驗(yàn)證，以確保檢測(cè)誤差在要求范圍內(nèi)。

一般情況下，當(dāng)在線紅外水分儀檢測(cè)值偏離烘箱法[2]測(cè)定的真實(shí)值，即檢測(cè)誤差（[δ]）的絕對(duì)值>0.3%或檢測(cè)誤差（[δ]）的絕對(duì)值>0.5%時(shí)，需要進(jìn)行在線紅外水分儀修正值的調(diào)整，以使檢測(cè)值更加接近真實(shí)值。檢測(cè)誤差（[δ]）的計(jì)算公式如式（1）所示。為避免偶然因素引起的誤差或頻繁調(diào)整修正值導(dǎo)致設(shè)備失控，當(dāng)?shù)退治锪系臋z測(cè)誤差絕對(duì)值≤0.3%、高水分物料的檢測(cè)誤差絕對(duì)值≤0.5%時(shí)，不進(jìn)行修正值調(diào)整。

[檢測(cè)誤差δ=在線紅外水分儀檢測(cè)值-烘箱法檢測(cè)真實(shí)值]? ? ?（1）

與檢測(cè)誤差大小相等、符號(hào)相反的量即為修正值。在檢測(cè)準(zhǔn)確度驗(yàn)證周期內(nèi)，可以認(rèn)為含有誤差的在線紅外水分儀檢測(cè)值加上修正值后，在現(xiàn)有技術(shù)條件下消除了誤差的影響。

2 研究現(xiàn)狀分析

為了有效控制在線紅外水分儀檢測(cè)誤差，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性，相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了多方面的研究。羅志雪、周文濱等研究了不同安裝位置、不同物料狀態(tài)、不同測(cè)試環(huán)境等各種條件對(duì)TM710e型號(hào)水分儀測(cè)試結(jié)果的影響[3]。廈門大學(xué)的游文欣通過(guò)對(duì)煙草行業(yè)制絲卷煙生產(chǎn)過(guò)程水分檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及處理規(guī)則方面進(jìn)行分析研究，形成了比較合理的數(shù)據(jù)處理規(guī)則和儀器儀表安裝規(guī)范，為制絲加工過(guò)程控制及卷煙質(zhì)量提高提供了重要的技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù)[4]。盧貴龍通過(guò)采集歷史生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，建立了在線水分儀的動(dòng)態(tài)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，及時(shí)提醒操作人員關(guān)注異常過(guò)程，為修理人員快速查找故障和定位故障點(diǎn)提供科學(xué)依據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)水分儀的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，保障產(chǎn)品的工藝質(zhì)量[5]。

當(dāng)前，對(duì)于提高在線紅外水分儀檢測(cè)準(zhǔn)確性的研究已相當(dāng)成熟，但局限于環(huán)境及物料的管理、設(shè)備及技術(shù)的改進(jìn)。在日常生產(chǎn)中，設(shè)備及技術(shù)方面往往已經(jīng)成型，環(huán)境及物料的管理也有相應(yīng)的管控措施，最終都會(huì)按照不同品牌的物料、不同的生產(chǎn)工序點(diǎn)、不同的檢測(cè)誤差要求、不同的調(diào)校周期進(jìn)行在線紅外水分儀的校準(zhǔn)工作。對(duì)專職的在線紅外水分儀調(diào)校人員而言，保證檢測(cè)誤差在允許范圍內(nèi)即可。但是，隨著生產(chǎn)加工日益精細(xì)化、產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高，簡(jiǎn)單地保證檢測(cè)誤差在允許范圍內(nèi)，已經(jīng)不能滿足高標(biāo)準(zhǔn)的加工需求。

在保證外部影響因素及設(shè)備自身技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，在滿足相應(yīng)工序點(diǎn)在線紅外水分儀檢測(cè)誤差的前提下，如何合理分析每次測(cè)出的實(shí)際檢測(cè)誤差數(shù)據(jù)并建立起一套監(jiān)控機(jī)制，以及時(shí)掌握在線紅外水分儀的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，成為擺在產(chǎn)品質(zhì)量管理人員面前的一個(gè)主要問(wèn)題。

3 解決措施

通常情況下，按照標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行在線紅外水分儀檢測(cè)精度驗(yàn)證及修正值調(diào)整工作，而水分儀檢測(cè)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性又會(huì)體現(xiàn)在修正值調(diào)整頻次上。根據(jù)水分儀調(diào)校規(guī)律和工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步細(xì)化在線紅外水分儀修正值的調(diào)校標(biāo)準(zhǔn)，形成不同生產(chǎn)牌號(hào)、不同工序點(diǎn)的檢測(cè)誤差趨勢(shì)控制圖和判定準(zhǔn)則。根據(jù)日常比對(duì)數(shù)據(jù)的錄入，自動(dòng)生成控制圖，根據(jù)控制圖進(jìn)行監(jiān)控和分析，依據(jù)判定準(zhǔn)則進(jìn)行判異，以指導(dǎo)在線紅外水分儀修正值的調(diào)整工作，以穩(wěn)定制絲加工的質(zhì)量，提高加工精度，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

3.1 準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)

因不同工序點(diǎn)在線紅外水分儀比對(duì)周期和頻次不同，為了消除比對(duì)次數(shù)不同導(dǎo)致的調(diào)整次數(shù)差異，以更好地表征該工序點(diǎn)水分儀檢測(cè)的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，定義修正值“調(diào)整比例”這一概念。調(diào)整比例越小，說(shuō)明檢測(cè)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性越好。生產(chǎn)牌號(hào)一個(gè)月為周期，某工序點(diǎn)的在線水分儀修正值調(diào)整比例為：

例如：4月份某牌號(hào)在烘絲工序后的水分儀共比對(duì)5次，修正值調(diào)整1次，則調(diào)整比例為20%。

3.2 誤差分布梯度

分牌號(hào)收集并記錄每一次在線紅外水分儀檢測(cè)誤差，以烘絲工序?yàn)槔?，烘絲后在線水分儀檢測(cè)誤差分布如圖1所示。

通過(guò)對(duì)日常檢測(cè)誤差分布情況的梳理分析，并結(jié)合不同的誤差分布對(duì)設(shè)備加工控制和產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，最終細(xì)化為5個(gè)調(diào)校梯度。

梯度一：|[δ]|>0.5%;梯度二：0.5%≥|[δ]|>0.3%;梯度三：0.3%≥|[δ]|>0.2%;梯度四：0.2%≥|[δ]|>0.1%;梯度五：0.1%≥|[δ]|≥0%。

當(dāng)出現(xiàn)梯度一的情況時(shí)，說(shuō)明在線紅外水分儀檢測(cè)誤差較大，需要立即進(jìn)行復(fù)核、分析、調(diào)校、驗(yàn)證等閉環(huán)管理及改進(jìn)工作;當(dāng)出現(xiàn)梯度五的情況時(shí)，表明在線紅外水分儀檢測(cè)誤差較小，說(shuō)明檢測(cè)值與真實(shí)值很接近，能準(zhǔn)確反映物料的真實(shí)含水率。

3.3 檢測(cè)誤差監(jiān)控

將每次的檢測(cè)誤差輸入Excel表格中，做出折線統(tǒng)計(jì)圖，對(duì)不同細(xì)則進(jìn)行分區(qū)管理，形成相應(yīng)的檢測(cè)誤差控制圖。某牌號(hào)在烘絲工序后水分儀檢測(cè)誤差如圖2所示。

3.4 準(zhǔn)確性監(jiān)控準(zhǔn)則

每次在線紅外水分儀取樣比對(duì)并計(jì)算出檢測(cè)誤差后，在控制圖數(shù)據(jù)表格中輸入檢測(cè)誤差，觀察相應(yīng)的檢測(cè)誤差控制圖趨勢(shì)，并按照以下4個(gè)準(zhǔn)則確定是否進(jìn)行修正值調(diào)整。

準(zhǔn)則一：出現(xiàn)|δ|>0.5%;準(zhǔn)則二：出現(xiàn)0.5%≥|δ|>0.3%;準(zhǔn)則三：連續(xù)2個(gè)點(diǎn)在0.3%≥[δ]>0.2%一側(cè)或-0.2%>[δ]≥-0.3%一側(cè);準(zhǔn)則四：連續(xù)3個(gè)點(diǎn)在0.2%≥[δ]>0.1%一側(cè)或-0.1%>[δ]≥-0.2%一側(cè)。

當(dāng)出現(xiàn)準(zhǔn)則一的情況時(shí)，進(jìn)行復(fù)核、分析、調(diào)整、驗(yàn)證等一系列工作;當(dāng)出現(xiàn)準(zhǔn)則二的情況時(shí)，進(jìn)行復(fù)核、調(diào)整、驗(yàn)證工作;當(dāng)出現(xiàn)準(zhǔn)則三或準(zhǔn)則四的情況時(shí)，根據(jù)其檢測(cè)誤差的平均值，計(jì)算出相應(yīng)的新修正值，進(jìn)行在線紅外水分儀修正值的調(diào)整工作。若出現(xiàn)以上準(zhǔn)則之外的情況時(shí)，不予調(diào)整。

3.5 效果對(duì)比驗(yàn)證

某制絲生產(chǎn)線烘絲工序后，在線水分儀修正值調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)的要求為大于0.3%，校準(zhǔn)周期為每個(gè)生產(chǎn)牌號(hào)每周進(jìn)行一次。通過(guò)查看監(jiān)控機(jī)制建立前三個(gè)月的比對(duì)記錄可以得出：月度烘絲出口后在線水分儀修正值調(diào)整比例分別為32%、43.75%、30.77%。

監(jiān)控機(jī)制建立后，首月調(diào)整比例為26.09%;次月份調(diào)整比例為29.41%;第三個(gè)月份調(diào)整比例為16.67%。監(jiān)控機(jī)制建立前后某牌號(hào)烘絲后在線紅外水分儀修正值調(diào)整比例對(duì)比情況如表1所示。

通過(guò)建立并實(shí)施監(jiān)控機(jī)制，驗(yàn)證周期內(nèi)月度最高調(diào)整比例為29.41%，最低調(diào)整比例為16.67%，結(jié)果優(yōu)于無(wú)監(jiān)控機(jī)制的調(diào)整比例，達(dá)到了提高在線紅外水分儀準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的目的。建立在線紅外水分儀監(jiān)控機(jī)制之后，提高了相關(guān)人員對(duì)在線紅外水分儀的掌控能力;同時(shí)，由于水分儀顯示數(shù)據(jù)失效而造成的質(zhì)量事故明顯大幅降低，對(duì)提高制絲生產(chǎn)水平起到了重要作用。

4 結(jié)語(yǔ)

在保證外部影響因素及設(shè)備自身技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步細(xì)化在線紅外水分儀修正值的調(diào)校標(biāo)準(zhǔn)，并形成不同生產(chǎn)牌號(hào)、不同工序點(diǎn)的檢測(cè)誤差趨勢(shì)控制圖，再依據(jù)細(xì)化后的相應(yīng)修正值調(diào)整準(zhǔn)則進(jìn)行在線紅外水分儀修正值的調(diào)整工作，建立起一套在線紅外水分儀準(zhǔn)確性監(jiān)控機(jī)制，能穩(wěn)定制絲加工過(guò)程質(zhì)量，提高加工精度。

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