卷煙制造過程中的煙絲損耗模型研究

王琪 柳雨明 劉萬里

摘? ?要：采集卷包環節煙絲消耗數據，確定影響煙絲損耗的各個相關因素，并對數據進行分析和探討。在此基礎上，設計煙絲損耗模型參數，建立煙絲損耗的應用模型，實現對卷包全過程煙絲損耗的預測、分析、統計、反饋，為生產過程管理提供依據，使煙絲在生產過程中的損耗得到了有效監控。

關鍵詞：煙絲? 損耗? 模型? 過程管理

中圖分類號：TS4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（a）-0095-02

煙葉是卷煙生產的重要原料，是煙草工業企業生存、發展的命脈。雖然煙葉的生產一直保持穩定發展，但是卷煙工廠的產品結構不斷提升，使優質煙葉原料需求一直從緊，供給滯后。從卷煙生產工業企業的產品成本構成來看，原料消耗成本占總成本的49%左右，煙葉消耗的高低直接影響著產品的生產成本和企業的經濟效益。因此控制生產過程中的原料消耗，降低加工過程中的煙絲損耗，生產成本就能大大降低。

單箱卷煙的煙絲耗用量是衡量卷煙工廠煙絲利用率的一個重要的技術經濟指標，是各卷煙工業企業關注的重點。卷包是卷煙產品生產制造中最重要的一個環節，對卷包過程中煙絲投料的分析，對降低煙絲損耗，提高單箱卷煙的煙絲耗用量都有重要的意義，而且煙絲利用率也是卷包環節的過程管理把控能力的體現。

1? 卷包環節煙絲損耗的分析

1.1 卷煙制造過程現狀分析

卷煙制造環節主要包括煙支卷接和煙支包裝兩大工藝流程，利用專門的卷煙機和包裝機設備，完成煙絲原料和包裝輔料的煙支卷接、小盒包裝、條盒包裝工藝。

在卷包生產線上，并不是所有投入的煙絲都能制成卷煙成品，各道工序均會有煙絲損耗。卷煙機會剔除煙梗、煙末、缺陷煙支、跑條，包裝機會剔除不合格小包、條煙，這些取決于設備的運行狀態、生產過程的管控和工人的操作技能。

通過對當前煙絲投用量與成品產量的統計，我們發現投入定量的煙絲而得到的最終成品是一個不確定性的數字，通常會有3～5個百分點的誤差，如果是小批量牌號，誤差值更大。根據市場需要，一個訂單下達到車間時，煙絲的投入量是按照以往經驗進行計算。由于卷包過程生產環節復雜，設備型號多，影響設備的不穩定因素也多，因此按經驗估算的煙絲投入量誤差較大。在訂單生產結束時，經常會發現投入的煙絲量不夠或者過多的現象，一方面煙絲不足會嚴重影響訂單的正常生產，另一方面煙絲投料過多會造成煙絲的浪費及煙絲降級使用等一系列問題。

1.2 卷包各環節點煙絲損耗分析

煙絲損耗分析是基于卷包生產流程展開的，以煙絲投料為起點，成品產量為終點，結合基礎參數，對各環節點的數據進行測量計算，并分析煙絲損耗。

卷包環節煙絲投入產出各環節點數據分析：

（1）煙絲投料的翻箱數據獲取。

成品煙絲儲存在煙絲柜中，根據卷包車間的煙絲需求，將成品煙絲送入喂絲機的暫存裝置中，當工單比對一致后，通過負壓風將煙絲送至一個或多個卷包機臺。喂絲機是卷包車間煙絲的供應源頭，煙絲投料數據（單位：kg）從DAS數采系統中獲取。

（2）報工產量。

報工產量即為最終的卷煙成品數據，統計員會上報在DAS數采系統中。

（3）基礎參數。

為將煙絲投料和報工產量數據進行有效比較，利用基礎參數，對數據進行處理。

單支凈耗絲（單位：g）：煙支單支凈耗絲即為一支煙支中的煙絲重量，不同品牌的工藝標準不同。

根據煙絲投料和單支煙支的凈耗絲，理論可產煙支的計算公式如下：

（4）根據卷包環節的過程監控，得到六個節點的產量數據。

①卷煙機MAX入口煙支數;②卷煙機MAX出口煙支數;③包裝機入口煙支數;④包裝機主機產量;⑤包裝機出口CT產量;⑥大條提升機產量。

以上6個數據是根據生產的工藝流程順序的一個正向序列數據，理論上后一個數據由于不合格品剔除等原因會小于前一個數據，比較前后數據大小，可以簡單判斷哪個環節上有所浪費。

2? 煙絲損耗模型的建立

控制卷包環節單箱卷煙的煙絲耗用量是一項系統工程，涉及生產過程的各個環節。雖然初步獲得了煙絲損耗的去向、損耗測量的方法和數據，但是出于后續涉及全品牌的數據分析和損耗模型建立考慮，設計了指標名稱，統一后續的項目開展。基于卷包環節各個節點的煙絲損耗不同，將“卷煙機MAX入口煙支數（生產煙支）”作為煙絲損耗模型重要參數。鑒于此，將卷包環節煙絲損耗量分解為煙支前損耗和煙支后損耗兩個部分。

2.1 煙支總損耗

卷煙成品的報工產量，是卷包機臺的最終產量。煙絲投料是卷包機臺獲得的最大煙絲量，根據煙支單支凈耗絲，理論可產煙支的計算公式如下：

理論可產煙支數，減去報工產量即為總的煙絲消耗數。煙絲總損耗的計算公式如下：

注：產量數據的單位口徑統一為箱，1箱=50000支。

2.2 煙支前損耗

煙絲送至卷煙機的VE，先要經過梗簽分離系統，剔除煙梗。同時負壓通過濾網吸走煙塵和煙末。過濾后的煙絲送至SE，卷煙紙和膠水將煙絲包裹形成煙條進入切割工序，煙條切割成短支后送至MAX進行濾棒拼接。因此卷煙機MAX入口處是煙支最初成型的節點，MAX入口處的煙支數量是卷包環節的最大成型煙支數量。短煙支成型前的消耗，主要包括卷煙機集絲箱的煙灰、煙末、煙梗回收以及壞煙跑條等的損耗，將這部分的煙絲損耗定義為煙支前損耗。

煙支前損耗的計算公式如下：

注：卷煙機MAX入口煙支數定義為生產煙支。

2.3 煙絲后損耗

成型煙支進入MAX后與濾棒拼接成為煙支，MAX中的檢測裝置會剔除空頭、漏氣、重量不符等缺陷煙支。煙支再經輸送通道至包裝機，經過煙支小盒包裝、條盒包裝，再經提升通道進入封箱機封裝成件煙碼垛入庫。包裝過程中會剔除缺陷小包、條盒等。

卷煙機MAX短煙支成型后至卷煙成品入庫之間整個過程的所有消耗，統稱為煙支后消耗，主要包括卷煙機MAX剔除、包裝機各環節剔除等損耗。煙支后損耗的計算公式如下：

煙支后損耗=總損耗-煙支前損耗

2.4 基于SQL的煙絲損耗模型建立

確定了卷包各環節數據的相互關系，通過單支凈耗絲數據的介入也定義了煙支前損耗和煙支后損耗的構成，將所有相關數據在數據庫中集結，利用SQL應用于煙絲損耗的數據分析。

為保證整合數據有效，利用WEB技術將數據庫的信息進行頁面展示并提供檢查修正窗口。從展示的數據來看，基本能清晰地看出三個損耗值，如果有異常也能從相應的數據中判斷出大致的原因。但制表形式不容易看出利群（新版）生產歷程中煙絲損耗的趨勢。利用百度的ECharts圖形技術展示，考慮到主要關注的總損耗、煙支前損耗、煙支后損耗三個數據，并且數據間又存在密切的相關性，所以設計了柱狀堆疊圖加折線圖的圖形展示方式。

在一天的柱狀圖中能清晰分辨煙支前、后的損耗比例，綜合來看，序列折線圖又能表達近期煙絲損耗的總比例處于何種狀態。

3? 結語

該項目的實施對降低卷包環節煙絲損耗和提高生產過程管理都有切實的成效。

一方面通過建立煙絲損耗模型，根據訂單需求量，可以直接預測需要投料的最佳煙絲量，指導生產計劃科制定煙絲投料計劃，既有效控制了煙絲消耗，又保證了成品產量的穩定。

另一方面由于卷包環節工序多、生產流程較長，生產過程管控十分重要。通過煙絲損耗模型進行數據分析對比，為卷包生產過程管理提供依據，及時發現存在的問題，并將對損耗產生比例較高的環節進行工藝和設備改造。

卷包煙絲損耗模型運用以來，對企業卷包煙絲損耗控制起到了顯著的效果，如果以單箱卷煙的煙葉單耗降低2KG/箱，那么年產100萬箱卷煙產品可直接節約資金近億元。

參考文獻

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