人工智能背景下的煙草機械技術發展

臧德厚

（山東中煙工業公司頤中（煙草）集團有限公司， 山東 青島 266000）

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學[1]。人工智能技術已廣泛應用于汽車制造、航空航天等先進制造領域，對于煙草產業的影響研究較少。本文主要分析在人工智能技術影響下，我國煙草制造及相關機械裝備的發展趨勢和技術變革。

1 人工智能技術在煙草機械中的應用優勢

人工智能技術目前已經成為工業技術的重要組成部分， 同樣對于煙草行業發展和技術變革具有重要意義[2]。一是解放勞動力，提高煙草機械的工作效率。在煙草加工制造過程中，目前仍有很多生產過程需要人工干預，不僅降低了生產效率，存有人員安全隱患，安全責任重大。 另外，通過人工智能技術，增加相關檢測儀表，直接反饋設備控制系統并進行判斷后執行，不僅可以減少操作人員，降低安全事故發生率，同時提高了機械智能化水平，提高煙草產品的生產效率。

2 人工智能技術在煙草制造中的具體應用

2.1 故障診斷

現階段， 在煙草生產中對設備故障的診斷技術受到了高度重視，因此機械診斷技術在新時期作為新學科，在進入新世紀后得到了快速發展， 尤其是互聯網和人工智能技術的應用已經邁入了智能化階段[3]。

由于市場的不斷變化以及科技的推動， 煙草生產設備在向智能化、大型化以及高速化發展的方向快速邁進。雖然在精度及速度上都得到了很快的提升， 而故障的表現也越來越多，所以一旦出現了故障沒有得到有效解決，就會導致出現連鎖式反應，不僅會導致生產線停工，在嚴重的情況下也會對相關人員的生命造成嚴重威脅， 為公司造成較大的經濟損失。 對于機械設備的故障檢查技術必須要與時俱進， 要更改以往憑借工人經驗來判別故障的落后方法，其已不能適應現代化企業的生產要求，在煙草行業中要堅持定期維護，按照計劃檢修。

但是定期檢修也有可能提升設備的故障率。 根據國內外大量數據統計資料表明[4]，在煙草機械行業中，尤其通過對比檢修前后的數據得出， 每次檢修經常會出現由于工人經驗不足或者技術水平不夠而出現故障， 在計劃檢修的機組當中， 由于眾多因素導致在規定的期限內沒有辦法完成所規定的任務量， 或者在檢修后相關指標反而不如檢測前理想，就要進行重新檢測。有時候會出現這種情況，沒有檢修前基本上沒有任何問題，平時的運轉也很正常，完全能夠達到生產要求，可是在經過檢測后出現故障的概率不斷提高，尤其是檢修的工作量越大，設備的不斷老化現象越多。 在轉動設備當中出現這樣的問題最為明顯，很多時候在檢修的過程中會導致很多遺漏點，并且還會導致機械的震動幅度過大。究其原因就在于，對于相對穩定的系統而言，無論是檢修或是改造，對設備都是種傷害[5]，尤其是像卷煙機這樣精度比較復雜的設備，加強定期檢修反而會提升設備的故障率。 由于受到當前的技術限制，并不能夠掌握設備內部的實際運行狀況，但是為了安全生產，作為企業有必要實行定期檢修。

另外，定期檢修讓設備使用壽命減少[6]。 由于煙草設備屬于高精密設備，不僅部件多，同時各部之間的聯系牢固且精密。在檢修過程中需要將零件拆除下來，這樣就會導致一部分部件受到外力的作用受到損傷， 而這些精度較高的部件出現了問題后， 回到機械內部再次運轉起來就會出現更多的問題。因此，有必要提升設備無損診斷技術，同時還需要對相關數據進行采集，在進行充分的分析后能夠給相關人員進行針對性的指導， 才能提高檢修工作的成功率。

通過人工智能、互聯網等技術手段，提高煙草機械智能化水平勢在必行，具體表現為[7]：

（1）智能化診斷。 由于煙草機械設備精度高，當出現故障時要想準確全面的了解故障的原因比較困難， 另外由于科技水平限制， 嚴重制約了智能故障診斷技術的發展，這不僅是煙草機械所需要面對的問題，同時也是整個機械診斷領域中必須解決的問題。當前，故障診斷人員必須要重視知識的獲取， 只有在不斷學習的過程中才能完善現有的方法，同時還要開發出新的解決方案，才能不斷完善智能故障診斷系統。

（2）計算機網絡遠程故障診斷技術。隨著科技的發展尤其是移動互聯網時代的到來， 在煙草設備行業中也可實現遠程故障診斷等新技術， 其中可以在相關設備上建立監測點， 通過將采集出來的數據經過互聯網傳輸到相關診斷公司或者是診斷人員的電腦上， 不僅可以降低出現故障的概率，同時也提高了診斷水平。為了能夠實現遠程故障診斷，必須要建立完善的信號采集系統。

（3）隨著科技的不斷發展，對于煙草行業也起到了巨大推動作用， 尤其是智能機器的出現不僅提升了效率同時也降低了成本，智能機械主要還是由機械本體、傳感器等相應的設備而組成[8]。在煙草機械設備行業中實現智能化、故障自我診斷，還需要不斷加大對智能機械動力學科的投入與研究，以及相關智能材料的開發，還有人工智能算法的研究等諸多課題。

2.2 智能煙草物流系統

物流分揀環節的圖像識別、 生產線作業中的物品目標監測、貨物配送過程的流程跟蹤等，這些復雜的處理過程可以在低時延、 高帶寬的5G 網絡技術輔助下進行，從而實現智能物流系統。

根據調查[9]，不少物流企業已推出5G 無人駕駛配送方案，預測到2025 年5G 接入智能化聯網的汽車將會達到5030 萬輛。 物流企業不止步于地面無人駕駛物流運輸，同時接入5G 網絡技術的無人機也將不斷得到推廣。建立智能物流系統，不僅使煙草物流各環節積極順利運轉，還可促進其相關智能機械設備的研發， 另外增加消費者對煙草購物的信心，提升物流配送速度，滿足消費需求。

3 結束語

通過采用人工智能技術， 提高煙草加工制造智能化水平，綜合運用故障智能診斷、云監測平臺等先進技術，實現煙草加工制造和物流運輸過程中的信息共享和實時控制，實現煙草工業智能化快速發展。