专利名称：一种提高烘丝工序过程能力的方法
技术领域：
本发明涉及卷烟制丝加工叶丝干燥技术，尤其涉及提高烘丝工序过程能力的方法。
背景技术：
在卷烟加工制丝环节，烘丝工序是制丝加工过程的核心工序，其处理效果直接影 响卷烟产品质量，因此稳定烘丝工艺参数，达到烘丝工艺设计要求，提高烘丝过程能力，对 提高卷烟产品质量及稳定性具有重要的意义。现有对烘丝效果的评价是基于对烘丝机出口的叶丝以抽样检验的方式来确定其 符合性，根据抽样检测结果对烘丝工艺参数进行优化。由于现有的工艺参数优化是基于对 烘丝工序出口叶丝抽样检测的结果，而其结果是烘丝工序多项工艺参数综合作用的效果体 现，其样品检测结果的合格率并不能够完全体现烘丝工序各工艺参数在整个生产过程的控 制效果，进行工艺过程控制优化需要技术人员具有较丰富的经验才能够找出具体的原因并 给出相应的解决方案，而对于经验较浅的技术人员，则显然非常困难，往往需要耗费较多的 工时进行反复试验才能够有好的优化效果，这必然增加了优化过程的人力成本和时间成 本。
发明内容
本发明的目的是提出一种提高烘丝工序过程能力的方法，及时发现烘丝工艺过程 中的薄弱环节，并依此来指导工艺改进和优化设备控制，从而使得优化过程不再依赖于经 验丰富的技术人员，并且降低了人力成本和时间成本。为实现上述目的，本发明提供一种提高烘丝工序过程能力的方法，包括采集烘丝工序多项工艺参数的原始数据；根据所述多项工艺参数的原始数据分别计算出各项工艺参数的过程能力指数；根据预设的过程能力评价函数对各项工艺参数的过程能力指数进行评价，得到各 项工艺参数的过程能力评估值；对所述各项工艺参数的过程能力评估值进行加权平均，获得当前批次的批次过程 能力评估值；判断所述当前批次的批次过程能力评估值是否达到预设阈值，若未达到预设阈 值，则检查所述当前批次中的各项工艺参数的过程能力评估值是否达到预设阈值，并对未 达到预设阈值的工艺参数执行过程进行相应调整和控制优化。进一步的，所述多项工艺参数包括烘丝机的出口烟丝含水率、筒壁压力、出料罩 负压、电秤流量、入口烟丝含水率和热风温度。进一步的，在对所述各项工艺参数的过程能力评估值加权时，各项工艺参数的权 重的大小按出口烟丝含水率、筒壁压力、出料罩负压、电秤流量、入口烟丝含水率和热风温 度的顺序排序。
进一步的，所述过程能力评价函数在过程能力指数的各个分段取值范围内的曲线 斜率不同，其中取值范围较小的分段的曲线斜率大于取值范围较大的分段的曲线斜率。进一步的，在过程能力指数在W，0.83]分段对应的函数值所拟合成的曲线的斜 率高于过程能力指数在(0. 83，1.67]分段对应的函数值所拟合成的曲线的斜率，过程能力 指数在W，1.67]分段对应的函数值所拟合成的曲线的斜率为正数，当过程能力指数大于 1. 67，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。进一步的，所述根据工艺参数的原始数据计算出对应的过程能力指数的操作具体 包括根据工艺参数的原始数据中的采样值和采样数计算出所述工艺参数的均值和标 偏；根据所述工艺参数的均值和标偏计算稳态过程中的过程能力和制程准确度，其中 所述过程能力表示数据分布的离散情况，所述制程准确度表示稳态过程中数据总体分布偏 离情况；根据稳态过程中的过程能力和制程准确度计算出过程能力指数。进一步的，在计算当前批次的批次过程能力评估值时，对所述各项工艺参数的过 程能力评估值和不合格烟丝时间对应的过程能力评估值进行加权平均。进一步的，在对所述各项工艺参数和不合格烟丝时间的过程能力评估值加权时， 各项工艺参数的权重的大小按出口烟丝含水率、筒壁压力、出料罩负压、不合格烟丝时间、 电秤流量、入口烟丝含水率和热风温度的顺序排序。进一步的，所述不合格烟丝时间对应的过程能力评估值通过不合格烟丝时间过程 能力评价函数计算得出，在不合格烟丝时间在[A，B]时对应的函数值所拟合成的曲线的斜 率为负数，当不合格烟丝时间大于B，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最小值，当 不合格烟丝时间小于A，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。进一步的，时间A的取值区间为
，时间B的取值区间为[150s，500s]。进一步的，所述不合格烟丝时间为出口烟丝含水率在批次生产过程中产生的料 头、料尾的时间、断料时间和过程超差时间的总和。进一步的，所述采集烘丝工序多项工艺参数的原始数据的操作具体包括在电秤占用信号出现时，且出口烟丝含水率不低于预设烟丝含水率值时，对所述 出口烟丝含水率进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失，且出口烟丝含水率低 于所述预设烟丝含水率值后，停止对所述出口烟丝含水率的数据采样；在电秤占用信号出现时，且筒壁压力不低于预设压力值时，或者在电秤占用信号 出现时的预设时间后，对所述筒壁压力进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失， 且筒壁压力低于所述预设压力值后，停止对所述筒壁压力的数据采样；在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述出料罩负压进行当前批次的数据采 样，并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停止对所述出料罩负压的数据采样；在电秤占用信号出现时，对所述电秤流量进行当前批次的数据采样，并在电秤占 用信号消失时，停止对所述电秤流量的数据采样；在入口烟丝含水率不低于预设入口烟丝含水率值时，或在电秤占用信号出现时的 预设时间后，对所述入口烟丝含水率进行当前批次的数据采样，并在入口烟丝含水率低于预设入口烟丝含水率值时，停止对所述入口烟丝含水率的数据采样；在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述热风温度进行当前批次的数据采 样，并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停止对所述热风温度的数据采样。进一步的，不合格烟丝时间的采集操作具体为在电秤占用信号出现时，出口烟丝含水率不低于预设值到出口烟丝含水率的预设 指标下限的时间，并在电秤占用信号消失时，记录出口烟丝含水率的预设指标下限到所述 预设值的时间，还包括电秤占用信号占用时出口烟丝含水率离开预设指标的正负允差范围 的时间。进一步的，上述预设值指预设的出口烟丝含水率，上述指标下限为预设指标减去 允差的值。基于上述技术方案，本发明改变了现有对烘丝效果的评价是基于对烘丝机出口的 叶丝以抽样检验的方式来确定其符合性的方法，而是采用对烘丝工序中各项工艺参数的特 征值分散情况进行计算，并通过加权平均的方式获得当前批次的批次过程能力评估值，通 过判断当前批次的批次过程能力评估值是否达到要求来确定问题批次，再对问题批次中的 具体工艺参数进行追溯，确定工艺过程中存在缺陷的工艺参数，从而为技术人员进行工艺 调整和控制优化提供了依据，试验结果也证明了本发明确实能达到提高烘丝工序过程能力 的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明提高烘丝工序过程能力的方法的一实施例的流程示意图。图2为本发明提高烘丝工序过程能力的方法实施例中过程能力评价函数的拟合 曲线示意图。图3为本发明提高烘丝工序过程能力的方法实施例中不合格烟丝时间过程能力 评价函数的拟合曲线示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。首先对本发明中涉及的术语给出定义。过程能力是指过程满足技术要求的能力， 具体到工序上是指工序处于稳定状态下的实际加工能力，即保证产品质量的能力。这里所 指的工序，是指操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境等五个基本质量因素综合作用 的过程，也就是产品质量的生产过程。产品质量就是工序中的各个质量因素所起作用的综 合表现。对于任何生产过程，产品质量总是分散地存在着。若工序的过程能力越高，则产品 质量特性值的分散就会越小；若工序的过程能力越低，则产品质量特性值的分散就会越大。 过程能力指数是指工序在一定时间内处于稳定状态下的实际加工能力。过程能力评估值是由过程能力指数由非线性模型转换得出的值，可以根据过程能 力评估值来确定工艺参数是否存在问题，同时还可影响优化过程中各工艺参数的优先程 度。
批次过程能力评估值是由某个批次中的多个工艺参数的过程能力评估值通过加 权平均得出的值，通过与预设阈值的比较来确定该批次的过程能力是否达标，通过该批次 过程能力评估值的提高也作为优化效果的体现。如图1所示，为本发明提高烘丝工序过程能力的方法的一实施例的流程示意图。 本实施例包括以下步骤步骤101、采集烘丝工序的多项工艺参数的原始数据；步骤102、根据所述多项工艺参数的原始数据分别计算出各项工艺参数的过程能 力指数；步骤103、根据预设的过程能力评价函数对各项工艺参数的过程能力指数进行转 换，得到各项工艺参数的过程能力评估值；步骤104、对所述各项工艺参数的过程能力评估值进行加权平均，获得当前批次的 批次过程能力评估值；步骤105、判断所述当前批次的批次过程能力评估值是否达到预设阈值；步骤106、若未达到预设阈值，则检查所述当前批次中的各项工艺参数的过程能力 评估值是否达到预设阈值，并对未达到预设阈值的工艺参数执行调整操作。在本实施例中，以较广泛使用的滚筒式烘丝工序为例，工艺参数的选择可根据技 术人员的需要进行选择，并根据各个工艺参数在产品质量的影响程度来确定各个工艺参数 对应的权重。举例来说，工艺参数可以包括滚筒式烘丝机的出口烟丝含水率、筒壁压力、出 料罩负压、电秤流量、入口烟丝含水率和热风温度等，但不限于以上所举的例子，技术人员 可以根据需要对工艺参数进行添加或删减。在对各项工艺参数的过程能力评估值加权时，各项工艺参数的权重的大小(允许 工艺参数的权重相同)可以按照重要性来排序，例如按出口烟丝含水率、筒壁压力、出料罩 负压、电秤流量、入口烟丝含水率和热风温度这样顺序排序，当环境发生变化时，这种权重 的大小关系可能会发生变化，可由技术人员根据需要进行顺序的调整。在采集滚筒式烘丝工序的多项工艺参数的原始数据时，采集方式也可由技术人员 根据需要进行调整，例如对于出口烟丝含水率的原始数据的采集，可以在电秤占用信号出 现时，且出口烟丝含水率不低于预设烟丝含水率值时，对出口烟丝含水率进行当前批次的 数据采样，并在电秤占用信号消失，且出口烟丝含水率低于所述预设烟丝含水率值后，停止 对所述出口烟丝含水率的数据采样。对于筒壁压力的原始数据的采集，可以在电秤占用信号出现时，且筒壁压力不低 于预设压力值时，或者在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述筒壁压力进行当前批 次的数据采样，并在电秤占用信号消失，且筒壁压力低于所述预设压力值后，停止对所述筒 壁压力的数据采样。对于出料罩负压的原始数据的采集，可以在电秤占用信号出现时的预设时间后， 对所述出料罩负压进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停 止对所述出料罩负压的数据采样。对于电秤流量的原始数据的采集，可以在电秤占用信号出现时，对所述电秤流量 进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失时，停止对所述电秤流量的数据采样。对于入口烟丝含水率的原始数据的采集，可以在入口烟丝含水率不低于预设入口
7烟丝含水率值时，或在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述入口烟丝含水率进行当 前批次的数据采样，并在入口烟丝含水率低于预设入口烟丝含水率值时，停止对入口烟丝 含水率的数据采样。对于热风温度的原始数据的采集，可以在电秤占用信号出现时的预设时间后，对 所述热风温度进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停止对 所述热风温度的数据采样。上述工艺参数的原始数据的采集中，涉及的预设时间、预设值均可由技术人员根 据实际环境进行设置。在取得了工艺参数的原始数据后，可以通过计算将这些原始数据转换成该批次下 该工艺参数的稳定状态下的加工能力，即工艺参数对应的过程能力指数。以烘丝工序的出口烟丝含水率为例，χ设为该工艺参数的采样值，η设为采样数， 首先根据该采样值X和采样数η计算出对应的均值和标偏，公式如下 均值计算公式标偏计算公式
权利要求
1.一种提高烘丝工序过程能力的方法，包括采集烘丝工序多项工艺参数的原始数据；根据所述多项工艺参数的原始数据分别计算出各项工艺参数的过程能力指数；根据预设的过程能力评价函数对各项工艺参数的过程能力指数进行转换，得到各项工 艺参数的过程能力评估值；对所述各项工艺参数的过程能力评估值进行加权平均，获得当前批次的批次过程能力 评估值；判断所述当前批次的批次过程能力评估值是否达到预设阈值，若未达到预设阈值，则 检查所述当前批次中的各项工艺参数的过程能力评估值是否达到预设阈值，并对未达到预 设阈值的工艺参数执行调整操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多项工艺参数包括烘丝机的出口烟丝含水 率、筒壁压力、出料罩负压、电秤流量、入口烟丝含水率和热风温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在对所述各项工艺参数的过程能力评估值加权 时，各项工艺参数的权重的大小按出口烟丝含水率、筒壁压力、出料罩负压、电秤流量、入口 烟丝含水率和热风温度的顺序排序。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述过程能力评价函数在过程能力指数的各个分 段取值范围内的曲线斜率不同，其中取值范围较小的分段的曲线斜率大于取值范围较大的 分段的曲线斜率。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在过程能力指数在
分段对应的函数值所 拟合成的曲线的斜率高于过程能力指数在(0.83，1.67]分段对应的函数值所拟合成的曲 线的斜率，过程能力指数在W，1.67]分段对应的函数值所拟合成的曲线的斜率为正数，当 过程能力指数大于1. 67，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述根据工艺参数的原始数据计算出对应的过程 能力指数的操作具体包括根据工艺参数的原始数据中的采样值和采样数计算出所述工艺参数的均值和标偏；根据所述工艺参数的均值和标偏计算稳态过程中的过程能力和制程准确度，其中所述 过程能力表示数据分布的离散情况，所述制程准确度表示稳态过程中数据总体分布偏离情 况；根据稳态过程中的过程能力和制程准确度计算出过程能力指数。
7.根据权利要求3所述的方法，其中在计算当前批次的批次过程能力评估值时，对所 述各项工艺参数的过程能力评估值和不合格烟丝时间对应的过程能力评估值进行加权平 均。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在对所述各项工艺参数和不合格烟丝时间的过 程能力评估值加权时，各项工艺参数的权重的大小按出口烟丝含水率、筒壁压力、出料罩负 压、不合格烟丝时间、电秤流量、入口烟丝含水率和热风温度的顺序排序。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述不合格烟丝时间对应的过程能力评估值 通过不合格烟丝时间过程能力评价函数计算得出，在不合格烟丝时间在[A，B]时对应的函 数值所拟合成的曲线的斜率为负数，当不合格烟丝时间大于B，则对应的函数值为过程能力 评估值的预设最小值，当不合格烟丝时间小于A，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中时间A的取值区间为
，时间B的取值区 间为[150s，500s]。
11.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述不合格烟丝时间为出口烟丝含水率在批 次生产过程中产生的料头、料尾的时间、断料时间和过程超差时间的总和。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述采集烘丝工序的多项工艺参数的原始数据 的操作具体包括在电秤占用信号出现时，且出口烟丝含水率不低于预设烟丝含水率值时，对所述出口 烟丝含水率进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失，且出口烟丝含水率低于所 述预设烟丝含水率值后，停止对所述出口烟丝含水率的数据采样；在电秤占用信号出现时，且筒壁压力不低于预设压力值的时，或者在电秤占用信号出 现时的预设时间后，对所述筒壁压力进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失，且 筒壁压力低于所述预设压力值后，停止对所述筒壁压力的数据采样；在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述出料罩负压进行当前批次的数据采样， 并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停止对所述出料罩负压的数据采样；在电秤占用信号出现时，对所述电秤流量进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信 号消失时，停止对所述电秤流量的数据采样；在入口烟丝含水率不低于预设入口烟丝含水率值时，或在电秤占用信号出现时的预设 时间后，对所述入口烟丝含水率进行当前批次的数据采样，并在入口烟丝含水率低于预设 入口烟丝含水率值时，停止对所述入口烟丝含水率的数据采样；在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述热风温度进行当前批次的数据采样，并 在电秤占用信号消失时的预设时间后，停止对所述热风温度的数据采样。
13.根据权利要求11所述的方法，其中不合格烟丝时间的采集操作具体为在电秤占用信号出现时，出口烟丝含水率不低于预设烟丝含水率值到出口烟丝含水率 的预设指标下限的时间，并在电秤占用信号消失时，记录出口烟丝含水率的预设指标下限 到所述预设烟丝含水率值的时间，还包括电秤占用信号占用时出口烟丝含水率离开预设指 标的正负允差范围的时间。
全文摘要
本发明涉及一种提高烘丝工序过程能力的方法，包括采集烘丝工序的多项工艺参数的原始数据；根据原始数据分别计算出各项工艺参数的过程能力指数；根据预设过程能力评价函数对过程能力指数进行转换，得到过程能力评估值；对过程能力评估值进行加权平均，获得当前批次的批次过程能力评估值；判断批次过程能力评估值是否达到预设阈值，若未达到预设阈值，则检查当前批次中的各项工艺参数的过程能力评估值是否达到预设阈值，并对未达到预设阈值的工艺参数执行优化操作。本发明对烘丝工序中各项工艺参数的特征值分散情况进行计算，获得当前批次的批次过程能力评估值，以确定问题批次，再追溯存在缺陷的工艺参数，从而为技术人员调整和优化提供依据。
文档编号A24B3/04GK102090705SQ20101026858
公开日2011年6月15日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者何善君, 吴永生, 张炜, 曹琦, 林天勤, 林苗俏, 江家森, 邱崇伟, 邱龙英, 钟文焱, 陈妍珣, 陈满金 申请人:龙岩烟草工业有限责任公司