卷煙質(zhì)檢數(shù)據(jù)采集方法的研究與應(yīng)用①

曹琦 鄭松潘 郭天文

摘 ? 要：本文重點(diǎn)研究卷煙質(zhì)量檢驗(yàn)管理的P（策劃）環(huán)節(jié)已在龍巖煙草工業(yè)有限責(zé)任公司實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)明一種卷煙質(zhì)檢數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)，重點(diǎn)解決D（執(zhí)行）環(huán)節(jié)中存在的問題，通過建立融合公司局域網(wǎng)的新型檢測(cè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、建立支持多種類檢測(cè)設(shè)備的通用數(shù)采解析模塊、建立基于設(shè)備鎖定的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，規(guī)范業(yè)務(wù)操作，提高工作效率，優(yōu)化設(shè)備資源利用，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)減少開發(fā)成本及新設(shè)備的投入周期。

關(guān)鍵詞：卷煙質(zhì)量檢驗(yàn) ?數(shù)據(jù)采集 ?數(shù)采解析

中圖分類號(hào)：TP274 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（a）-0045-02

在卷煙工業(yè)質(zhì)量管理活動(dòng)中，質(zhì)量檢驗(yàn)雖然是作為一項(xiàng)常規(guī)基礎(chǔ)性工作[1-3]，但在卷煙生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量管控、測(cè)量儀器校準(zhǔn)等方面仍起到十分重要的作用[4-5]。以卷制包裝為例，卷包是典型的離散型生產(chǎn)流程，質(zhì)量把控尤其依賴質(zhì)量檢驗(yàn)，目前行業(yè)內(nèi)外的質(zhì)量檢驗(yàn)管理活動(dòng)基本遵循P（策劃）、D（執(zhí)行）、C（分析）、A（改進(jìn)）質(zhì)量閉環(huán)。

從結(jié)論導(dǎo)向過程，反觀龍煙公司等一部分煙草工業(yè)公司原有質(zhì)檢管理流程，主要存在以下問題;

（1）P（策劃）環(huán)節(jié)，質(zhì)檢業(yè)務(wù)離散，缺乏整體策劃，生產(chǎn)信息傳遞、質(zhì)檢任務(wù)工單創(chuàng)建過度依賴人工，人員的責(zé)任心及職業(yè)素養(yǎng)決定了質(zhì)檢工作完成的好壞、多少，檢驗(yàn)工作質(zhì)量很難得到有效監(jiān)管;

（2）D（執(zhí)行）環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集缺口較大，如卷包現(xiàn)場(chǎng)綜合測(cè)試臺(tái)全部沒有數(shù)采，缺乏系統(tǒng)支持機(jī)臺(tái)自檢業(yè)務(wù);檢測(cè)數(shù)據(jù)與作業(yè)工單脫節(jié)，作業(yè)工單與原始數(shù)據(jù)采用事后人工選擇關(guān)聯(lián)，尤其是不同人員使用同一臺(tái)檢測(cè)設(shè)備時(shí)，數(shù)據(jù)特別容易混淆出錯(cuò)，無法保證數(shù)據(jù)質(zhì)量;檢測(cè)設(shè)備數(shù)量有限，存在設(shè)備資源競爭使用問題;每當(dāng)新增一臺(tái)檢測(cè)設(shè)備時(shí)，需要額外單獨(dú)開發(fā)一套數(shù)采組件，開發(fā)成本及維護(hù)部署成本高;

（3）正由于P和D環(huán)節(jié)產(chǎn)生的諸多問題，進(jìn)而影響C（分析）、A（改進(jìn)）的實(shí)際應(yīng)用效果。

基于以上存在的問題，本文旨在發(fā)明一種卷煙質(zhì)檢數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)，重點(diǎn)解決D（執(zhí)行）環(huán)節(jié)中存在的問題。

1 ?建立基于NPORT的質(zhì)檢設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

通過NPORT串口通訊設(shè)備，將質(zhì)檢設(shè)備的串口通訊轉(zhuǎn)換為TCP/IP通訊，建立質(zhì)檢設(shè)備通訊網(wǎng)絡(luò)，并與現(xiàn)有公司生產(chǎn)局域網(wǎng)相連， 使任一質(zhì)檢終端與任一質(zhì)檢設(shè)備都能通過該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通，通過在每臺(tái)質(zhì)檢終端部署相同的通用數(shù)采組件，檢驗(yàn)員或現(xiàn)場(chǎng)操作員可以通過質(zhì)檢終端的應(yīng)用程序輕松獲取網(wǎng)絡(luò)上任一類型質(zhì)檢設(shè)備的產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物之間的互聯(lián)互通，也為基于設(shè)備鎖定的標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)操作設(shè)計(jì)提供了前提基礎(chǔ)。

2 ?配置多種類質(zhì)檢設(shè)備的解析規(guī)則

2.1 配置化多種不同質(zhì)檢設(shè)備的解析規(guī)則

通過對(duì)多種質(zhì)檢設(shè)備的串口接口協(xié)議和輸出文本格式進(jìn)行測(cè)試分析和解釋，得到不同種類不同型號(hào)設(shè)備串口數(shù)據(jù)輸出的開始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)、原始數(shù)據(jù)（行）、原始數(shù)據(jù)（列）、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（行）、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（列）等解析規(guī)則的正則表達(dá)式，通過系統(tǒng)預(yù)先配置化后供數(shù)據(jù)解析引擎隨時(shí)調(diào)用。

2.2 數(shù)據(jù)解析

通用數(shù)采組件會(huì)根據(jù)當(dāng)前連接的設(shè)備類型，在解析規(guī)則配置表中找到對(duì)應(yīng)的解析表達(dá)式，例如數(shù)采組件檢測(cè)到當(dāng)前連接的是QTM（Quality Testing Machine）綜合測(cè)試臺(tái)，那么就會(huì)在配置表中查找QTM設(shè)備對(duì)應(yīng)的解析表達(dá)式，這些表達(dá)式會(huì)被提供給解析引擎作為判斷的當(dāng)前傳輸文本的依據(jù)。

例如QTM設(shè)備的開始信號(hào)解析正則表達(dá)式為： ^（？：（？：maker＼sno.＼s+=＼s+（？：＼d+）＼s+（.*））|MEASURE MODE），當(dāng)QTM設(shè)備傳輸了一行文本：maker no. = 001 07/06/15 16：37：25，解析引擎使用上面的表達(dá)式對(duì)這行文本進(jìn)行匹配，如果匹配成功，那么解析引擎就可以判斷通過串口傳輸過來的數(shù)據(jù)是一個(gè)開始信號(hào)，從而開始觸發(fā)對(duì)每個(gè)樣品的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配解析，包括檢測(cè)原始數(shù)據(jù)的行和列數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的行和列，在解析引擎獲得結(jié)束信號(hào)之前，所有數(shù)據(jù)以表的形式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，直至收到結(jié)束信號(hào)，程序從緩存讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，寫入對(duì)應(yīng)工單庫表中。

解析規(guī)則表達(dá)式與原有技術(shù)的數(shù)據(jù)解析模塊最根本的區(qū)別在于解析表達(dá)式是作為一種數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在配置表中，而原有技術(shù)的數(shù)據(jù)解析模塊是一些針對(duì)某種設(shè)備寫的獨(dú)有程序代碼。如果采用現(xiàn)有技術(shù)，新增已有相同型號(hào)或類型的設(shè)備，意味著不需要開發(fā)新的模塊，哪怕新增新類型或新型號(hào)設(shè)備，也只要分析出該設(shè)備的解析規(guī)則并配置化即可，無須修改程序代碼，這時(shí)候本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在維護(hù)工作上就體現(xiàn)地特別明顯，另外由于解析引擎統(tǒng)一了數(shù)據(jù)采集的流程，當(dāng)修復(fù)數(shù)采程序BUG的時(shí)候，只要修改一處，就可以修復(fù)所有設(shè)備的問題，而原有技術(shù)則需要修改各個(gè)專用數(shù)采模塊的程序代碼才能修復(fù)所有設(shè)備的問題，大大提升維護(hù)效率。

改造后的質(zhì)檢設(shè)備串口檢測(cè)數(shù)據(jù)解析流程如圖1所示。

2 ?基于設(shè)備鎖定的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)操作員或檢驗(yàn)員通過選擇質(zhì)檢工單，在確定鎖定的質(zhì)檢設(shè)備后，則該質(zhì)檢設(shè)備被其獨(dú)占，其他質(zhì)檢終端無法使用該質(zhì)檢設(shè)備，系統(tǒng)自動(dòng)將工單信息及鎖定設(shè)備信息歸檔至數(shù)據(jù)庫表，當(dāng)用戶將樣品放置設(shè)備觸發(fā)檢測(cè)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)解析流程，調(diào)用解析引擎，根據(jù)解析規(guī)則配置表中加載對(duì)應(yīng)鎖定設(shè)備的解析規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，同時(shí)對(duì)解析的檢測(cè)數(shù)據(jù)依據(jù)質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合格判定，隨后將檢測(cè)數(shù)據(jù)及判定結(jié)果自動(dòng)歸檔至檢驗(yàn)工單，最后系統(tǒng)自動(dòng)解鎖該質(zhì)檢設(shè)備。注：（1）如果操作員在鎖定設(shè)備后，未進(jìn)行任何樣品檢測(cè)操作，則在設(shè)備閑置5min后，被鎖定的質(zhì)檢設(shè)備將自動(dòng)解鎖。（2）默認(rèn)鎖定設(shè)備原則：系統(tǒng)根據(jù)質(zhì)檢終端和質(zhì)檢設(shè)備的物理位置情況、數(shù)量匹配情況，擇優(yōu)默認(rèn)選擇離質(zhì)檢終端最近的一臺(tái)質(zhì)檢設(shè)備，盡量為現(xiàn)場(chǎng)操作員或檢驗(yàn)員提供便利，這點(diǎn)在卷包現(xiàn)場(chǎng)機(jī)臺(tái)自檢時(shí)顯得尤為重要。

基于設(shè)備鎖定的離線質(zhì)檢數(shù)采模式改變了離線數(shù)采的傳統(tǒng)模式，通過解析配置和設(shè)備鎖定達(dá)到如下效果：（1）每當(dāng)新質(zhì)檢設(shè)備上線，系統(tǒng)只需增配對(duì)應(yīng)解析規(guī)則，無需重復(fù)開發(fā)新的解析模塊;（2）解決質(zhì)檢設(shè)備使用資源沖突問題;（3）檢驗(yàn)員或操作員在系統(tǒng)鎖定設(shè)備，放入樣品進(jìn)行檢測(cè)后無需任何操作，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)歸屬、自動(dòng)寫入批次質(zhì)檢業(yè)務(wù)工單，簡化了系統(tǒng)操作，提高的工作效率。

標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)檢作業(yè)流程如圖2所示。

3 ?結(jié)語

本文針對(duì)現(xiàn)階段煙草工業(yè)質(zhì)檢時(shí)的數(shù)采環(huán)節(jié)存在的問題，研究開發(fā)了一種卷煙生產(chǎn)質(zhì)檢數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于原有質(zhì)檢管理流程，重點(diǎn)解決了機(jī)臺(tái)自檢業(yè)務(wù)系統(tǒng)支持缺失、檢測(cè)數(shù)據(jù)與作業(yè)工單脫節(jié)、設(shè)備資源競爭等問題，技術(shù)上有一定創(chuàng)新性：

（1）構(gòu)建融入公司局域網(wǎng)的新型檢測(cè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同接口協(xié)議的檢測(cè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物之間的互聯(lián)互通，為檢測(cè)設(shè)備資源共享機(jī)制及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)提供了基礎(chǔ)前提;

（2）配置化多種類質(zhì)檢設(shè)備的解析規(guī)則，建立了標(biāo)準(zhǔn)化、通用化數(shù)采組件，當(dāng)新增新種類檢測(cè)設(shè)備時(shí)，只需在配置表中維護(hù)解析規(guī)則，無須再次開發(fā)程序，減少了開發(fā)、部署成本，設(shè)備也能快速投入生產(chǎn)應(yīng)用;

（3）建立了基于鎖定設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，規(guī)范并簡化業(yè)務(wù)操作，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)歸屬清晰，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，建立檢測(cè)設(shè)備有限資源的共享機(jī)制，提高檢測(cè)設(shè)備的資源配置優(yōu)化。

該技術(shù)應(yīng)用成熟穩(wěn)定，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于龍煙公司制絲、卷包、香料、輔料、原料各環(huán)節(jié)的質(zhì)檢管理領(lǐng)域，所有具備串口通訊的所有設(shè)備均可采用本項(xiàng)目方法，在煙草行業(yè)具有一定普適性。

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