乳劑線結(jié)合數(shù)據(jù)系統(tǒng)解決設(shè)備問題兩例及思考

廖洪浩，王志剛

（樂凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054）

1 引言

乳劑線又稱AEC，以乳劑和油乳為主要產(chǎn)品，是我公司和柯達(dá)公司根據(jù)合資合作協(xié)議，由柯達(dá)公司提供的一條先進(jìn)乳劑、油乳制備生產(chǎn)線，這套生產(chǎn)線具有設(shè)備先進(jìn)、自動化控制程度高、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，通過嚴(yán)密的程序編寫和大量的防錯設(shè)計，最大限度的預(yù)防由人為因素造成的各種質(zhì)量問題，其設(shè)計思想非常超前，數(shù)據(jù)系統(tǒng)強大而完備，我們在使用和維護(hù)這套設(shè)備時，充分感受到了數(shù)據(jù)系統(tǒng)對于車間生產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)的重大意義。

乳劑線的數(shù)據(jù)系統(tǒng)稱為PV系統(tǒng)，是乳劑線用于記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以便于技術(shù)人員進(jìn)行分析，判斷生產(chǎn)狀態(tài)及設(shè)備狀態(tài)的一套數(shù)據(jù)系統(tǒng)。他能將在生產(chǎn)過程中傳感器反饋的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、打包并保存，通過專用的軟件將其讀取用于分析。PV系統(tǒng)對于乳劑性能的監(jiān)測具有很重要的意義，通過查看數(shù)據(jù)之間的對比，能夠明確看出問題所在，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行問題的排查和解決。

2 通過查看PV系統(tǒng)解決設(shè)備問題

2.1 PV系統(tǒng)幫助查找跑膠問題

2.1.1 問題描述 2017年7月19日，油乳區(qū)操作員發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中膠鍋內(nèi)的膠沒有按照配方進(jìn)入預(yù)混鍋，及時停止后發(fā)現(xiàn)膠進(jìn)入了預(yù)混鍋旁邊的地漏，跑膠約200kg，生產(chǎn)過程中沒有按照預(yù)定程序?qū)嵤┤ㄩy轉(zhuǎn)換，多次手動切換三通閥之后，剩余的膠才得以進(jìn)入預(yù)混鍋。

2.1.2 原因分析及處理過程 從膠鍋到預(yù)混鍋的輸送過程中，首先經(jīng)過三通閥合并至共用的輸送泵，然后再經(jīng)過三通閥分入不同鍋內(nèi)，通過現(xiàn)象可以看出，膠已經(jīng)從四樓輸送至三樓，說明放料部分并未出現(xiàn)問題，即問題出在輸送泵之后的三通閥處。

首先懷疑的是三通閥轉(zhuǎn)換不靈活，造成閥門閉合不嚴(yán)造成跑膠，經(jīng)解體排查，三通閥內(nèi)沒有異物，單獨測試動作靈活。

這時通過對PV系統(tǒng)的查詢，就看出了問題，如圖1所示，黃線為輸送泵的轉(zhuǎn)速，紅線為預(yù)混鍋內(nèi)的質(zhì)量，從圖中可以明顯看出轉(zhuǎn)速與預(yù)混鍋內(nèi)質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系——當(dāng)輸送泵轉(zhuǎn)速上升時，說明膠液已經(jīng)開始輸送，而后輸送泵轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，預(yù)混鍋質(zhì)量隨之直線上升。黃線的第二個波峰印證了這個對應(yīng)關(guān)系，而第一個波峰則說明了當(dāng)輸送泵開始輸送時，膠液完全沒有進(jìn)入預(yù)混鍋，而是全部進(jìn)入了地漏。那么這就說明了輸送泵之后的這三個三通閥并不是閥芯不到位，而是閥芯完全沒有動作。之后對于三通閥的檢查也印證了這一點——三通閥內(nèi)無異物，切換有動作時能夠順利到位，拆解氣缸時，氣缸密封良好，沒有漏氣的現(xiàn)象。這樣一來就明確了問題的排查方向，問題并非來源于閥門，而是來源于信號，或是電控氣閥未接到配方中的指令，或是電控氣閥接到指令了，但是未能執(zhí)行該指令，或是電控氣閥執(zhí)行了指令，但是壓縮空氣壓力不足甚至沒有壓縮空氣導(dǎo)致閥門不動作。最終證實，壓縮空氣壓力不足是主因。

圖1 PV系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖Fig.1 PV System Data Chart

2.2 PV系統(tǒng)指導(dǎo)解決Dp3系統(tǒng)問題

PV系統(tǒng)能夠記錄大量的設(shè)備數(shù)據(jù)，每天都能實時記錄，在數(shù)據(jù)記錄并打包后，存儲在服務(wù)器中，設(shè)備人員通過比較不同日期的數(shù)據(jù)曲線可以很容易的得出設(shè)備的運行狀況，乳劑區(qū)dopant3系統(tǒng)流量低問題的發(fā)現(xiàn)、查找和解決就是對PV系統(tǒng)一個應(yīng)用實例。

2.2.1 問題描述 2016年底，乳劑區(qū)蠕動泵出現(xiàn)實際流量達(dá)不到設(shè)定流量的情況，經(jīng)過更換乳膠管，恢復(fù)正常，2017年7月初，乳劑區(qū)dopant3（以下簡稱Dp3）蠕動泵再次出現(xiàn)達(dá)不到設(shè)定流量的現(xiàn)象，設(shè)備組將蠕動泵上的乳膠管更換之后，蠕動泵流量會達(dá)到流量的要求，但是經(jīng)過四到五天的使用之后就達(dá)不到設(shè)定流量了，且試水時仍然流量正常。

2.2.2 原因分析及處理過程 2016年底時出現(xiàn)流量不達(dá)標(biāo)的狀況時，根據(jù)以往經(jīng)驗更換了蠕動泵的乳膠管，檢查到了蠕動泵輸出功率偏高（正常38%現(xiàn)在65%）的異常現(xiàn)象，懷疑羅拉泵泵頭精度下降，雖然泵輸出偏高，但是能夠達(dá)到使用需求，設(shè)備人員準(zhǔn)備羅拉泵泵頭備件。7月6日乳劑生產(chǎn)黃乳劑{生產(chǎn)黃乳劑時通過Dp3加入的補加劑銥鹽14.4Kg，生產(chǎn)青乳劑時加入3.42Kg，生產(chǎn)品乳劑時加入6Kg，dopant3蠕動泵預(yù)設(shè)流量為6Kg/min，故而只有生產(chǎn)黃乳劑時才能看出Dp3蠕動泵的能力是否達(dá)標(biāo)，其他兩種乳劑生產(chǎn)時，未達(dá)到穩(wěn)定的流量就已經(jīng)加料結(jié)束。dopant2（簡稱Dp2）與Dp3的蠕動泵預(yù)設(shè)流量相同，可以作為參考，dopant4系統(tǒng)已經(jīng)停用，相關(guān)設(shè)備可以作為備件使用。}，再次出現(xiàn)流量達(dá)不到，于是更換了乳膠管，此時新購置的乳膠管備件已經(jīng)到貨，于是更換了新的乳膠管。使用幾天之后，在17日檢查時發(fā)現(xiàn)乳膠管磨損嚴(yán)重，因此進(jìn)行了新管的第二次更換。

在25日時，再次出現(xiàn)流量不足的問題，第三次進(jìn)行了更換。由于更換時間很短，同時使用的是新購置的乳膠管，因此更換之前，查看了PV系統(tǒng)中記錄的泵輸出曲線，可以看到當(dāng)剛剛更換完乳膠管的那幾批明顯輸出較低，但是每一批都會惡化，泵的輸出不斷上漲，從這個現(xiàn)象來看，乳膠管質(zhì)量仍然是主要懷疑對象。如圖2所示。

圖2 Dp3蠕動泵輸出曲線Fig.2 Dp3 Peristaltic Pump Output Curve.

然而7月25日更換之后，在8月1日再次出現(xiàn)流量達(dá)不到的情況。由于間隔時間過短，因此我們開始懷疑該現(xiàn)象與乳膠管本身質(zhì)量之間是否有實際關(guān)系。拆開蠕動泵之后，查看蠕動泵泵輪，發(fā)現(xiàn)中間部分出現(xiàn)磨損，因此懷疑是否是此處打滑造成蠕動泵的輸出，并更換了全新的泵輪，更換之后試水正常，但是在生產(chǎn)過程中仍然達(dá)不到設(shè)定流量。這樣就排除了泵輪的問題。

驗證泵輪并無問題之后，再次回看PV系統(tǒng)中的相關(guān)曲線，發(fā)現(xiàn)如果泵本體出現(xiàn)問題，那么不應(yīng)出現(xiàn)泵輸出不斷升高的狀況，同時還發(fā)現(xiàn)記錄曲線中，并不是批次越靠后，泵輸出值越高，而是在整體升高的趨勢下，無規(guī)則的變化。雖然仍然懷疑乳膠管質(zhì)量問題，但是該現(xiàn)象較為奇怪。如圖3所示。

圖3 黃乳劑加藥時Dp3蠕動泵穩(wěn)定輸出值折線圖Fig.3 The Dp3 Peristaltic pump stable output value line of Yellow emulsion medicated

由于Dp2系統(tǒng)一直處于正常狀態(tài)，因此決定使用Dp2系統(tǒng)驗證乳膠管質(zhì)量。將7月25日安裝在Dp3蠕動泵上的那根乳膠管安裝在Dp2蠕動泵上，實驗時發(fā)現(xiàn)流量正常，泵輸出尚優(yōu)于Dp2蠕動泵原來的狀況。由此可以完全判定乳膠管質(zhì)量沒有問題。如圖4所示。

圖4 Dp2蠕動泵實驗輸出曲線Fig.4 Peristaltic pump output curve in experiment

排除了乳膠管質(zhì)量問題和蠕動泵本身的問題之后，問題的源頭指向了Dp3系統(tǒng)管路。如果管路出現(xiàn)堵塞，也會造成流量上不去。

首先檢查管路，使用手電照射塑料管路，未發(fā)現(xiàn)異常狀況。其次是檢查Dp3的鍋底閥。使用手電照射查看，未發(fā)現(xiàn)異常，向Dp3罐內(nèi)打水，打開鍋底閥后，水流動非常緩慢，可以初步判定鍋底閥出現(xiàn)了問題。為了進(jìn)一步確認(rèn)問題所在，我們決定將Dp4鍋底閥移到Dp3上進(jìn)行測試。結(jié)果將Dp4鍋底閥安裝到Dp3上之后，打水實驗結(jié)果非常好，問題得到了解決。拆解Dp3鍋底閥之后，發(fā)現(xiàn)Dp3原鍋底閥內(nèi)堵了一塊塑料布，此塑料布幾乎堵死了鍋底閥，導(dǎo)致流量始終無法達(dá)到預(yù)設(shè)值。這也證實了泵的穩(wěn)定輸出值不斷波動上漲的原因?qū)嶋H上是塑料布被不斷向鍋底閥閥體深處吸的原因——因為塑料布的移動過程中堵塞程度是成無規(guī)則變化的。

取出堵塞物并將Dp3系統(tǒng)裝好并試車，可以看到Dp3系統(tǒng)流量穩(wěn)定，蠕動泵輸出穩(wěn)定，保持在38.2%左右。如圖5所示。

圖5 Dp3蠕動泵輸出曲線對比Fig.5 The comparison of Dp3 peristaltic pump output curve

2.3 PV系統(tǒng)對設(shè)備維護(hù)的作用

在這兩個問題的處理過程中，我們可以看到PV系統(tǒng)起到了很關(guān)鍵的作用，其分析過程體現(xiàn)了PV系統(tǒng)對于設(shè)備維修的意義——我們既能通過單獨一條曲線分析問題所在，也能通過比對不同批號產(chǎn)品的曲線變化，觀察設(shè)備的變化趨勢，從而得出設(shè)備維護(hù)的思路。

比如從跑膠問題的解決中，通過數(shù)據(jù)分析，我們能輕而易舉的看出三通閥不動作這個問題點，給問題分析指出了明確的方向，使分析過程少走很多彎路。分析問題的過程也印證了這一點——在我沒有看到PV系統(tǒng)中的這張趨勢圖之前，排查工作做了很多的無用功，浪費了大量的精力。突出檢測功能對問題排查的優(yōu)點

而從Dp3系統(tǒng)問題的解決過程中，我們可以看到，在這個問題的解決過程中，首先通過不同批次的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，能夠明確問題所在，之后通過對數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，就能看到蠕動泵輸出的無規(guī)律的變化，從而得到不一樣的結(jié)論。如果沒有PV系統(tǒng)，那么就只能看到流量不能滿足需求，而他不穩(wěn)定的狀態(tài)則無法明確的得到，那么判斷問題時就會一直把思路放在泵本身，而不會發(fā)現(xiàn)泵有時是能夠達(dá)到流量標(biāo)準(zhǔn)的，從而走向歧途。

3 解決這兩個問題中的心得

通過這兩個問題的解決，我得到了一些心得體會，主要在于兩個方面，第一方面是關(guān)于PV系統(tǒng)的使用，第二個方面是關(guān)于這兩個問題本身的總結(jié)。

3.1 關(guān)于PV系統(tǒng)的使用

在解決這兩個問題的過程中，并不是一帆風(fēng)順的，傳統(tǒng)排障措施我們使用的是排除法，根據(jù)故障現(xiàn)象分析羅列種種產(chǎn)生該問題的因素，甄別主因逐一排查，這種方法受到“人”的因素制約較多，往往會走彎路，費工費時。例如：乳劑區(qū)蠕動泵出現(xiàn)實際流量達(dá)不到設(shè)定流量的問題，就將主因確定在了羅拉泵泵頭與乳膠管上面大費周折，而利用“PV系統(tǒng)”很容易辨識“泵前供料不足”為故障主因。在解決問題時還是走了彎路的原因還是在于對PV系統(tǒng)的不熟悉，之前乳劑線沒有將這套PV系統(tǒng)與設(shè)備問題分析有機結(jié)合起來，而當(dāng)我通過它來指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)時，問題可以說迎刃而解，對我們的工作起到了巨大的幫助。

乳劑線的這套PV系統(tǒng)非常強大，它不僅僅能用于指導(dǎo)工藝生產(chǎn)，通過它對設(shè)備進(jìn)行觀察能夠發(fā)現(xiàn)不同的視角，同時，通過長時間的統(tǒng)計，我們能夠清晰的看出設(shè)備的變化趨勢，比如銀鍋輸送齒輪泵輸出持續(xù)升高，就有可能是齒輪泵出現(xiàn)了磨損，而一成熟MBS攪拌的注入壓力升高則有可能是MBS的噴射小孔出現(xiàn)了部分堵塞需要疏通，這樣通過不斷總結(jié)，即可摸索出合適的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)周期，并以此來指導(dǎo)設(shè)備的預(yù)檢預(yù)修。

3.2 關(guān)于這兩個問題本身的總結(jié)

上文所提到的兩個設(shè)備問題雖然問題點完全不同，所使用的設(shè)備不同，思路也完全不同，但是，他們的系統(tǒng)其實是相同的——都屬于物料輸送系統(tǒng)；所運行的都是物料從一個儲槽轉(zhuǎn)移到另一個儲槽中的過程；都是使用輸送泵進(jìn)行輸送。因此在解決這一類系統(tǒng)的問題時，我們完全可以總結(jié)出一套相同的判斷程序。

例如膠跑料問題的判斷中，他的判斷應(yīng)是這樣的：

A.膠鍋重量降低；

B.預(yù)混鍋重量未升高（說明物料出現(xiàn)損失）；

C.輸送泵有輸出；

D.流量正常（說明管路正常）；

E.判斷所有的三通閥的動作，可以發(fā)現(xiàn)輸送泵之后分鍋的三通閥無動作，說明問題出在此處；

F.判斷氣動三通閥的壓縮空氣壓力，如果沒有氣壓，則說明之前的電控氣閥出現(xiàn)了問題，閥門未得到信號；如果氣壓低于規(guī)定氣壓，而閥門無動作，說明出現(xiàn)了漏氣點或閥門損壞；如果氣壓正常，則說明閥門損壞；

G.人工判斷閥門狀態(tài)即可斷定問題所在，同時加以解決。

將這個思路應(yīng)用在解決Dp3系統(tǒng)問題上也能通用——Dp3系統(tǒng)的判斷過程應(yīng)該是這樣的：

a)Dp3罐重量下降

b)GR鍋重量上升

c)兩罐重量變化相同（說明管路連接正常）

d)輸送泵輸出偏高

e)流量偏低（說明流量出現(xiàn)問題）

f)判斷前后閥門動作正常

g)人工判斷蠕動泵正常

h)檢查管路堵塞（閥門未正常打開、管路中有雜物等）

這兩個問題的解決思路經(jīng)過這樣總結(jié)，能發(fā)現(xiàn)雖然問題不同，過程不同，但是我們卻能夠總結(jié)出一個完整的主要思路，即第一判斷管路連接，第二判斷輸送流量，第三判斷泵動作，第四判斷閥門動作，第五判斷管路堵塞。所有的此類系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，都可以使用這個主要思路判斷，從這個主要思路中分出不同的分叉，就像一棵樹的所有枝葉都擁有同一個樹干一樣。在乳劑線的設(shè)備中，這種物料輸送系統(tǒng)非常常見，各物料槽都是通過輸送系統(tǒng)進(jìn)行連接的，因此對這種輸送系統(tǒng)總結(jié)出一個固定的判斷思路，將對乳劑線的設(shè)備維護(hù)起到一定的指導(dǎo)作用。

4 結(jié)語

PV系統(tǒng)對于每一個設(shè)備維護(hù)人員來說，都是一個強有力的幫手，從查看設(shè)備狀態(tài)到分析設(shè)備問題，都能給出數(shù)據(jù)支持，設(shè)備技術(shù)人員通過對這些設(shè)備狀態(tài)和問題分析的長時間積累，就能夠總結(jié)出一套合適的標(biāo)準(zhǔn)，然后用這個標(biāo)準(zhǔn)來支持預(yù)檢預(yù)修，從而避免大的設(shè)備事故發(fā)生。而從設(shè)備人員本身來說，看待設(shè)備問題更應(yīng)透過現(xiàn)象看本質(zhì)，對問題進(jìn)行總結(jié)，找出其中的更深層次的相同與不同，這樣才更有利于未來水平的提高。