基于標(biāo)準(zhǔn)靶向控制的打葉復(fù)烤批次質(zhì)量評(píng)價(jià)

李善蓮，鄧國(guó)棟，周 東，杜 薇，陳 平，余 雯，鄒嚴(yán)頡，周進(jìn)華

（1. 中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，河南 鄭州 450001；2. 四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，四川 成都 200082；3. 四川煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司，四川 成都 610041；4. 鄭州輕工業(yè)大學(xué)，河南 鄭州 450002）

打葉復(fù)烤是將煙葉從農(nóng)業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)原料的一個(gè)整理和準(zhǔn)備性的加工過(guò)程[1]，是卷煙生產(chǎn)大工藝中的“第一車間”。打葉復(fù)烤加工質(zhì)量與管控水平直接影響卷煙后續(xù)加工質(zhì)量及卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于中式卷煙品牌原料保障發(fā)揮著重要的橋梁作用[2]。在卷煙加工質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域，對(duì)制絲批次質(zhì)量的分析評(píng)價(jià)研究較多，如廖材河等[3]提出了基于ISA-SP95的柔性制絲線批次管理模式，并結(jié)合柔性制絲工藝的特征建立了批次管理模型；李善蓮等[4]采用功效系數(shù)法對(duì)制絲過(guò)程批次質(zhì)量進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)；羅志雪等[5]構(gòu)建了卷煙制絲過(guò)程參數(shù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指數(shù)；但對(duì)打葉復(fù)烤批次質(zhì)量的量化評(píng)價(jià)研究較少。近年來(lái)，卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)打葉復(fù)烤的加工要求不再局限于成品片煙質(zhì)量，對(duì)加工過(guò)程參數(shù)和指標(biāo)也越來(lái)越重視[6]。因此，筆者以工藝標(biāo)準(zhǔn)的控制要求為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)際值與標(biāo)準(zhǔn)要求的定量比較以及多元參數(shù)指標(biāo)的賦權(quán)計(jì)算，建立了基于標(biāo)準(zhǔn)靶向控制的打葉復(fù)烤批次質(zhì)量的分析評(píng)價(jià)方法，以期為加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的管控，提高煙葉加工質(zhì)量提供參考。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)要求與數(shù)據(jù)處理

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)與要求

以打葉復(fù)烤工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以“精細(xì)、穩(wěn)定、量化”為原則，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析和專家討論，確定了打葉復(fù)烤批次質(zhì)量分析評(píng)價(jià)的主要工序參數(shù)指標(biāo)，其具體要求如表1所示。

表1 打葉復(fù)烤批次質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)與要求

1.2 數(shù)據(jù)采集與處理

可在線采集的參數(shù)指標(biāo)，按照規(guī)則（表2）篩除料頭料尾后，計(jì)算各參數(shù)指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差；離線檢測(cè)指標(biāo)計(jì)算測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值。

表2 在線數(shù)采數(shù)據(jù)處理規(guī)則

2 質(zhì)量表征與評(píng)價(jià)

根據(jù)表1批次質(zhì)量控制要求，打葉復(fù)烤質(zhì)量管控與評(píng)價(jià)可分為3種類型，一是單一范圍控制的符合型，二是單一優(yōu)化控制的望目型和極值型，三是范圍控制與優(yōu)化控制相結(jié)合的類型。

2.1 參數(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)

（1）單一范圍控制型。當(dāng)實(shí)測(cè)結(jié)果在要求范圍內(nèi)時(shí)，賦值100，否則賦值0。

（2）單一優(yōu)化控制型。對(duì)于優(yōu)化控制參數(shù)指標(biāo)，可分為望目控制和極值控制2種類型，其質(zhì)量指數(shù)分別按式（1）和式（2）進(jìn)行計(jì)算，質(zhì)量指數(shù)取值范圍為[0,100]，即當(dāng)計(jì)算結(jié)果小于0時(shí)賦值0，計(jì)算結(jié)果大于100時(shí)賦值100。

式中，Id為極值控制參數(shù)指標(biāo)質(zhì)量指數(shù)；為實(shí)測(cè)平均值；xpv為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值；xbest為理論或?qū)嶋H最優(yōu)值。

（3）范圍與優(yōu)化控制相結(jié)合型。分別按單一控制方式計(jì)算質(zhì)量指數(shù)，最終質(zhì)量指數(shù)以4∶6的權(quán)重進(jìn)行綜合。

2.2 工序評(píng)價(jià)

工序內(nèi)各變量是平行的，采用統(tǒng)計(jì)加權(quán)的方法，工序管控質(zhì)量指數(shù)按式（3）計(jì)算。

式中，G為工序管控質(zhì)量指數(shù)；Ii為第i個(gè)變量的管控指數(shù)；wi為第i個(gè)變量的權(quán)重。

2.3 批次評(píng)價(jià)

批次各工序是前后相互影響的，采用幾何平均的方法，批次綜合質(zhì)量指數(shù)按式（4）計(jì)算。

式中，L為批次綜合質(zhì)量指數(shù)；Gi為第i個(gè)工序的管控指數(shù)；di為第i個(gè)工序的權(quán)重。

3 實(shí)證分析

3.1 質(zhì)量指數(shù)取值

按工藝管控要求，質(zhì)量指數(shù)取值如圖1所示。并從左上往右下劃分為：（1）優(yōu)（≥80）；（2）良（70＜I＜80）；（3）需關(guān)注（60＜I≤70）；（4）差（≤60），需改進(jìn)。

圖1 質(zhì)量指數(shù)得分區(qū)間與級(jí)別

3.2 結(jié)果分析

按照建立的評(píng)價(jià)方法，選取2020烤季打葉復(fù)烤5個(gè)生產(chǎn)批次數(shù)據(jù)（表3），分別編號(hào)A～E。5個(gè)批次均為優(yōu)的下限控制水平，工序過(guò)程結(jié)果表明，批次D和批次E分別在二次潤(rùn)葉和打葉去梗工序質(zhì)量得分偏低，需要進(jìn)行分析關(guān)注。從二次潤(rùn)葉和打葉去梗工序各參數(shù)指標(biāo)質(zhì)量得分（表4和表5）可以看出，批次A和批次D的二次潤(rùn)葉的物料流量管控得分較低，沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)控制要求，打葉去梗工序各批次葉片結(jié)構(gòu)控制均需提高，尤其是批次E有2項(xiàng)指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)控制要求。

表3 批次綜合質(zhì)量得分計(jì)算結(jié)果 （分）

表4 二次潤(rùn)葉工序參數(shù)指標(biāo)質(zhì)量得分計(jì)算結(jié)果 （分）

表5 打葉去梗工序參數(shù)指標(biāo)質(zhì)量得分計(jì)算結(jié)果 （分）

3.3 應(yīng)用效果

表6為某打葉復(fù)烤廠2020烤季管控指數(shù)月度均值與改進(jìn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從表6中可以看出，2020烤季打葉復(fù)烤生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)項(xiàng)共89項(xiàng)，范圍包括設(shè)備異常、過(guò)程穩(wěn)定性、指標(biāo)符合性、流量控制精度等方面，通過(guò)持續(xù)改進(jìn)，打葉復(fù)烤過(guò)程批次管控指數(shù)均值由最初的61.2提高至78.3。

從應(yīng)用效果來(lái)看，根據(jù)該評(píng)價(jià)方法建立的打葉復(fù)烤工藝質(zhì)量分析平臺(tái)，通過(guò)與生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)、工序、批次等多維度工藝過(guò)程管控水平的量化分析，從而有效地監(jiān)督過(guò)程管控的執(zhí)行程度，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并追溯生產(chǎn)過(guò)程中管控薄弱的工序或參數(shù)指標(biāo)，并加以改進(jìn)，顯著增強(qiáng)了打葉復(fù)烤過(guò)程的管控能力，提升了煙葉加工質(zhì)量。

4 結(jié) 論

以打葉復(fù)烤工藝標(biāo)準(zhǔn)的控制要求為基礎(chǔ)，根據(jù)工藝過(guò)程參數(shù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，建立了基于標(biāo)準(zhǔn)靶向控制的打葉復(fù)烤批次質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，并開(kāi)發(fā)了打葉復(fù)烤工藝質(zhì)量分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了打葉復(fù)烤批次質(zhì)量的多維度量化分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控批次質(zhì)量狀態(tài)的變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、追溯生產(chǎn)過(guò)程中管控薄弱的工序或參數(shù)指標(biāo)，加以改進(jìn)，為持續(xù)改進(jìn)打葉復(fù)烤過(guò)程、提高管控水平提供了有效途徑。