煙草智慧化工廠建設研究

摘 要：隨著信息技術(shù)的極速發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)、圖像處理、大數(shù)據(jù)、深度學習等為代表的新一代信息技術(shù)正在改變著生活的方方面面。建立數(shù)字化、智能化、精益化的現(xiàn)代工廠已成為煙草行業(yè)未來的發(fā)展主流方向。本文首先對煙草行業(yè)智慧化工廠現(xiàn)狀進行了總結(jié)分析，立足卷煙工廠現(xiàn)場設備現(xiàn)狀和業(yè)務實際需求，從設備感知智能化研究、設備運維智能化研究、保障管理智能化研究三方面為煙草行業(yè)智慧化工廠的建設提出了新的實現(xiàn)思路與方案。目前，煙草行業(yè)智慧化工廠的相關建設處于初級階段，仍需進一步吸收借鑒國內(nèi)外先進理念和創(chuàng)新技術(shù)，繼而找到符合自身發(fā)展特點的智慧化工廠建設思路和解決方案。

關鍵詞：智慧工廠;感知智能化;運維智能化

1 引言

隨著信息技術(shù)的極速發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)、圖像處理、大數(shù)據(jù)、深度學習等為代表的新一代信息技術(shù)正在改變著生活的方方面面[1]，工業(yè)領域，特別是制造業(yè)領域也不例外。從曲靖卷煙廠在3D仿真及智能加水系統(tǒng)方面的應用，到合肥卷煙廠大數(shù)據(jù)連接起生產(chǎn)一線的“千條線”方面的探索，煙草行業(yè)正在充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，打通信息孤島，挖掘數(shù)據(jù)價值，建立數(shù)字化、智能化、精益化的現(xiàn)代工廠已成為煙草行業(yè)未來的發(fā)展主流方向。

2 煙草行業(yè)智慧化工廠現(xiàn)狀分析

經(jīng)過多年的發(fā)展和努力，煙草行業(yè)初步實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場的高度自動化，但距離實現(xiàn)智慧化工廠建設要求，還存在諸多薄弱環(huán)節(jié)和亟需解決的瓶頸問題，目前行業(yè)仍需從以下三方面進一步努力。

1）全面感知系統(tǒng)仍需完善。在目前的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，生產(chǎn)資源（人、機、料、產(chǎn)品、基礎設施）的自動化感知程度還不完善，卷煙生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)時間、設備狀態(tài)等信息仍無法進一步統(tǒng)計和分析應用，無法滿足智慧工廠的信息建設要求。

2）平臺間尚未實現(xiàn)互聯(lián)互通。不同信息化系統(tǒng)分別存儲在不同的平臺，形成了所謂的“信息孤島”[2]，導致系統(tǒng)間數(shù)據(jù)缺乏可用的接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時性交換與存儲。從而進一步阻礙了煙草完整智慧化鏈條的形成與系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

3）廣泛適用的智慧工廠建設模式尚未成熟。雖然目前曲靖卷煙廠、寧波卷煙廠等采用了3D數(shù)字建模、工控大數(shù)據(jù)分析和可視化展示在智慧化工廠建設方面邁出了關鍵性的一步，但仍處于零星化、區(qū)域化的探索階段，還未達到整體化、可推廣化的智慧生產(chǎn)管理水平。

3 煙草行業(yè)智慧化工廠建設思路

3.1 設備感知智能化研究

聚焦智能設備“狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準執(zhí)行、學習提升”的要求，結(jié)合卷煙工廠現(xiàn)場設備現(xiàn)狀和業(yè)務實際需求，推動設備智能化的相關研究工作[3]。首先，加強對感知數(shù)據(jù)采集分析的基礎上，加大對設備數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫接口間的連接性與可訪問性的研究;其次，針對設備運行監(jiān)測、故障預測、故障診斷決策開展相關算法的研究;同時，根據(jù)設備結(jié)構(gòu)及功能，針對數(shù)據(jù)接口、構(gòu)建方法體系、數(shù)據(jù)虛擬展示等開展深入調(diào)查與研究。

3.2 設備運維智能化研究

聚焦設備生命全周期管理思路，突出設備業(yè)務管理需求導向，以開發(fā)設備智能化管理和運維平臺為主要目標，針對以下業(yè)務開展研究與應用。

1）設備狀態(tài)監(jiān)測與故障智能診斷決策方向的研究。依托設備感知器件采集到的數(shù)據(jù)，實時掌握設備運行狀態(tài)、生產(chǎn)參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量，全面掌握設備的相關性能參數(shù)，并針對設備的異常與故障點進行智能定位[4]，故障原因分析、維修策略決策、維修工單派發(fā)，真正實現(xiàn)集在線異常檢測故障決策、故障信息推送于一體的設備智能化。

2）設備運行性能趨勢預測及分析研究。依托大數(shù)據(jù)處理平臺，利用電機振動監(jiān)測值、溫度檢測值、壓力測量值等各類實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)[5]，進行設備性能的預測，進一步掌握設備整體和關鍵部位的劣化趨勢，預測故障時間，做到設備維護精準化、設備維修精益化。

3.3 保障管理智能化研究

充分發(fā)揮設備智能保障服務，圍繞保障生產(chǎn)要求、工藝質(zhì)量及管理決策開展相關研究工作。

1）針對保障工藝質(zhì)量展開研究。通過分析設備自帶相關工藝數(shù)據(jù)對產(chǎn)品工藝質(zhì)量的在線實時監(jiān)測[6]，研究設備加工產(chǎn)品穩(wěn)定性和滿足工藝質(zhì)量的加工能力。研究設備參數(shù)對工藝質(zhì)量的影響，研究通過仿真等手段提升加工能力的方法。

2）針對支撐服務管理決策展開研究。根據(jù)設備管理數(shù)據(jù)和相關應用，研究設備數(shù)據(jù)對企業(yè)宏觀運行經(jīng)營的服務支撐[7]。研究通過數(shù)據(jù)歸集和統(tǒng)計，因果和相關關系分析，服務企業(yè)預算、投資計劃、管理目標制訂等相關業(yè)務的決策。

4 總結(jié)

綜上所述，本文首先對煙草行業(yè)智慧化工廠現(xiàn)狀進行了總結(jié)分析，立足卷煙工廠現(xiàn)場設備現(xiàn)狀和業(yè)務實際需求，從設備智能化研究、設備智能化運維研究、支撐保障服務與管理決策研究三方面為煙草行業(yè)智慧化工廠的建設提出了新的實現(xiàn)思路與方案。目前，煙草行業(yè)智慧化工廠的相關建設處于初級階段，仍需進一步吸收借鑒國內(nèi)外先進理念和創(chuàng)新技術(shù)，繼而找到符合自身發(fā)展特點的智慧化工廠建設思路和解決方案。

參考文獻

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[7]建設智慧工廠的主要因素[J].智慧工廠，2019（04）：20-21.

作者簡介

崔建華，男，碩士研究生，河南中煙工業(yè)有限責任公司安陽卷煙廠，電氣維修工，助理工程師，研究方向：工控網(wǎng)絡安全、智能制造。