本发明属于卷烟生产技术领域，具体涉及一种卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法。
背景技术：
卷烟作为一种快速消费品，其卷制质量的稳定性对消费者的感官感受具有较为直接和显著的影响。卷烟在卷制加工环节受控的物理指标众多，存在相互关联又相互制约的关系，共同对烟支的质量稳定发挥影响。
目前烟支质量的评价主要是通过物理指标进行单因素变量分析，通过方差分析、统计假设检验等方法对指标的均值、标准差等进行差异显著性分析，从而对卷制过程的质量稳定性进行评价。尽管这些方法在生产过程中促进了烟支卷制质量的稳定提升，但仍存在如下较为明显缺陷。首先，当评价指标较多时，单因素统计评价分析工作量大，后期数据处理复杂，增加了各指标协同性评价的复杂性，不利于对卷烟质量稳定性做出快速、准确、客观的评价结论；其次，卷烟生产企业采用单因素指标控制体系对卷烟质量进行改进提升时，可能会在提高某个质量指标稳定性的同时导致另一个（或多个）质量指标的波动变动增大，难以有效直观的反应各个单因素之间的关联程度以及指导卷烟综合加工质量的改进；最后，当前不同卷烟企业对于卷烟感官风格的定位差异化较大，对于烟支物理指标的重视程度各有不同，对于不同指标的控制权重和控制范围各有不同，在当前并未加入差异化权重数值的评价体系中难以体现烟支卷制质量风格的差异化评价成果。
基于上述缺陷，设计新的、具有一定统一度和区分度的、易于直观分析的卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法，对于卷烟生产过程的改进优化具有重要的指导意义。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法，从而能够较为客观和综合性的反应卷烟烟支的卷制质量，以便为卷制质量的稳定提高奠定评价基础。
本申请所采取的技术方案详述如下。
一种卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法，该方法包括针对卷烟烟支质量进行层次化分类、对卷烟卷制过程中质量评价参数进行分类并量化表征、对机台卷制质量进行稳定性综合评价、对卷烟批次的卷制质量进行稳定性综合评价等多个方面的综合评价，具体评价步骤如下：
（一）对卷烟烟支质量评价进行层次化分类，具体分为批次综合评价、机台综合评价、单因素评价三个层次；实际生产中，可根据需要仅采用单因素评价、或者单因素与机台综合评价结合、或者对三个层次进行综合评价；
卷烟卷制生产时，通常每个批次所生产的卷烟烟支包含有多个机台，因而批次综合评价时，当每批次卷烟制品包含有多个机台时，批次综合评价采用基于机台评价结果加权平均值的评价模型；
而机台卷制卷烟过程中通常需要检测多个变量，因而机台综合评价时采用基于变量评价结果加权平均值的评价模型；
单因素评价主要是对烟支的各项指标，依据其变量的属性选择相应评价模型，单因素包括：烟支单支重量、单支圆周、单支长度、吸阻、硬度、总通风率、含水率、端部落丝量、含末率等对烟支质量具有影响的主要指标；
（二）对卷烟卷制过程中的质量评价参数进行分类，同时依据其重要性赋予适当的权重值；
对质量评价参数进行分类时，例如对单支重量、圆周、长度、吸阻、硬度、总通风率、含水率等定义为望目控制型，用偏离度和变异程度来表征；对端部落丝、含末率等定义为极值控制型，通过实测值与设定值的偏移程度来表征；
对质量评价参数进行权重赋值时，单因素变量对综合质量评价影响的权重设置通过专家经验法设置，具体可参考设置如下：
一般而言，烟支吸阻、烟支重量对于卷烟卷制质量影响较大，因此权重赋值可分别设为0.2；烟支含水率对卷烟感官风格影响较大，因此可赋值0.15；烟支硬度、总通风率、烟支端部落丝率相对而言为次要指标，因此权重赋值可分别设为0.1；由于烟支圆周、长度出现质量问题的概率相对较小，因此圆周、长度、含末率的权重赋值可分别设为0.05；
具体列表如下：
；
（三）设计计算模型，对单因素质量评价参数进行量化表征，并对机台卷制质量进行稳定性综合评价，具体为：
望目型变量质量稳定性采用基于偏离度和变异程度的望目控制变量模型进行评价；
极值型变量质量稳定性采用基于实测值与设定值偏移程度的极值控制变量模型进行评价；
单一机台的卷制稳定性的综合评价结果为对应机台上单因素变量评价结果的最终的加权平均值；
望目型变量要求控制卷烟质量指标的中心值和标准偏差，评价模型应当是与偏离度和变异程度负相关的函数，即偏离、变异程度越小认定质量控制能力越好；
参考功效系数法的参数评价模型，对评价指标确定满意值和不允许值，以满意值为上限，以不允许值为下限，计算各指标实际满意值的程度，并以此确定各指标的指数，再经过加权法进行综合评价；因此设定卷烟质量稳定性评价方法中，望目控制模型的基础分为60分，最高分为100分；
所述望目控制变量模型为： ，其中：Ic代表机台望目型变量评价指标，D代表偏离度，V代表变异程度；
偏离度，表示实测平均值；表示标准设计值；表示标准设计标准偏差，=允差/3；下标表示标准值；
变异程度，S表示实测标准偏差；u表示实测平均值；
极值型变量要求控制卷烟质量指标的实测值和理论最优值的接近程度，评价模型应当是与接近程度正相关的函数，即实测平均值与理论最优值越接近越好；
参考功效系数法的参数评价模型，设定极值控制模型的基础分为60分，最高分为100分；
所述极值控制变量模型为：，其中：
代表实测值与设定值的偏移程度，体现实测值与理论最优值的接近程度，表示实测平均值；表示标准设计值，表示理论或实际最优值；下标表示标准值；下标best表示最优值；
所述机台综合卷制稳定性模型为：，其中，G表示机台稳定性综合评价指数；表示第i个变量的稳定性评价指数；表示第i个变量的权重；下标；
（四）对卷烟批次的卷制质量进行稳定性综合评价，具体为：
基于批次综合卷制稳定性模型的稳定性综合评价结果由机台评价结果加权平均值求得，不同型号机台的额定生产能力不同，在批次单位生产时间内，烟支生产数量存在差异，批次综合评价中的机台权重值等于机台的批次烟支产量在总产量中的比例数值；
所述批次综合卷制稳定性模型为：，其中，Gj表示第j个机台的稳定性评价结果；kj表示第j个机台的批次烟支产量；下标；
对评价结果进行评判时，采用百分制，评价标准具体可为：小于60分为不及格，60~80分为中，80~90为良，90~100分为优。
本发明所提供的卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法，其主要设计思路为：根据卷烟卷制过程中的变量的不同进行不同的量化表征，进而进行单变量评价，在单变量评价的基础上进行多变量评价，即评价机台的质量稳定性和批次综合稳定性，具体过程为：首先依据卷烟的卷制过程对卷烟质量稳定性进行层次分类，然后将机台上的单因素变量进行量化表征并进行权重赋值，再后对单机台的卷制质量稳定性进行评价，而机台的评价结果等于单因素评价结果的加权平均数，最后对批次卷制质量进行稳定性评价，并对评价结果进行评判。
总之，由于现有卷烟烟支卷制质量评价方法中不能对卷制过程中烟支的各项物理指标进行系统性评价，由此导致无法对卷烟质量稳定性进行综合管控；为尽力解决上述缺陷，本发明所提供的卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法中，不仅可以评价卷制过程中单个变量的稳定性，还可以评价机台的质量稳定性和批次综合质量的稳定性，因而可为改进卷烟卷制水平，提高产品质量稳定性提供有力支持。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请做进一步解释说明。在介绍具体实施例前，就下述实施例中部分生产背景情况简要介绍如下。
下述实施例中卷烟卷制的生产过程在河南中烟有限责任公司下属某卷烟厂内进行，该厂配备的卷烟机主要是ZJ17型号，该型号卷烟机的额定生产能力为7000~9000支/min，该型号机器主要由供丝部分、卷制部分、接装部分组成。
烟支的卷制工艺过程主要有以下几个步骤：
1、烟丝输送：成品烟丝通过风力输送进入VE喂丝机的贮料区，后通过提升输送带取出，经拨料辊初步整理均匀后，投入散料滑道中；
2、梗丝分离：棘辊从滑道中定量取出烟丝，在皮带输送机上形成均匀的烟丝层并输送至空气喷射器下方，由风机分离器气流分离出梗丝，分离后烟丝进入吸丝成型装置；
3、吸丝成型：烟丝沿吸丝通道向上运行直达吸丝网带（吸丝网带吸附的烟丝量通过平整器调节），在吸丝网带及料槽导轨构成的空间内，形成烟丝条；
4、滤嘴接装：刀头切割烟丝条后形成的双倍长度烟支，传送至MAX滤嘴接装机的进烟鼓轮上，切割成单支烟后在两支单倍长度烟中插一支双倍长度的滤嘴，将水松纸片包装到双倍长度滤嘴和与之对应的两支卷烟上，最后切割成单支滤嘴卷烟。
在实际生产过程中，卷烟机的额定生产速度为8000支/分，大风机负压（-10.0~-8.0bar），小风机负压（-1.1~-1.4bar），平准器规格（6槽深3.0mm），吸丝带张力（2.5~3.5bar）；
生产标准设定为：烟支单支重量为0.91g/支，圆周为24.0mm，长度为84mm，开吸阻为1000Pa/支，硬度65%，总通风率22%，含水率12%。
以某批次5000公斤某规格烟丝为例，对其中3台卷烟机的烟支卷制质量稳定性进行了评价，具体评价过程详见实施例。
实施例
本申请所提供的卷烟烟支卷制质量稳定性评价方法，具体评价步骤如下：
（一）首先，根据生产情况对卷烟烟支质量评价进行层次化分类，具体分为批次综合评价、机台综合评价、单因素评价三个层次；
卷烟卷制生产时，通常每个批次所生产的卷烟烟支包含有多个机台，因而批次综合评价时，当每批次卷烟制品包含有多个机台时，批次综合评价采用基于机台评价结果加权平均值的评价模型；
机台卷制卷烟过程中通常需要检测多个变量，因而机台综合评价时采用基于变量评价结果加权平均值的评价模型；
单因素评价主要是对烟支的各项指标，依据其变量的属性选择相应评价模型，单因素评价指标具体包括：烟支单支重量、单支圆周、单支长度、吸阻、硬度、总通风率、含水率、端部落丝量、含末率。
（二）依据步骤（一）中确定的评价方法，确定卷烟卷制过程中所需量化表征的质量评价参数并对其进行适当分类，同时对影响因素的权重进行适当赋值。
确定量化表征指标时，根据生产目的可将评价参数分为望目控制型和极值控制型两类：具体例如对单支重量、圆周、长度、吸阻、硬度、总通风率、含水率等指标，因其由生产设备及物料自身属性决定，因而定义为望目控制型，用偏离度和变异程度来表征；而对端部落丝、含末率等指标可通过物料搭配组合进行调整，因而定义为极值控制型，通过实测值与设定值的偏移程度来表征。
还需说明的是，对质量参数进行量化表征时，单因素变量（例如前述单烟支重量、圆周长度等卷制质量指标）对综合质量评价影响的权重设置通过专家经验法设置，具体可参考设置如下：
一般而言，烟支吸阻、烟支重量对于卷烟卷制质量影响较大，因此可权重赋值可分别设为0.2；烟支含水率对卷烟感官风格影响较大，因此可赋值0.15；烟支硬度、总通风率、烟支端部落丝率相对而言为次要指标，因此权重赋值可分别设为0.1；由于烟支圆周、长度出现质量问题的概率相对较小，因此圆周、长度、含末率的权重赋值可分别设为0.05；具体列表如下：
。
（三）设计计算模型，并对机台卷制质量进行稳定性评价，具体为：
望目型变量质量稳定性采用基于偏离度和变异程度的望目控制变量模型进行评价；
极值型变量质量稳定性采用基于实测值与设定值偏移程度的极值控制变量模型进行评价；
基于机台综合卷制稳定性模型的机台的综合评价结果为机台所述单变量评价结果的加权平均值。
望目型变量要求控制卷烟质量指标的中心值和标准偏差，评价模型应当是偏离度和变异程度负相关的函数，即偏离、变异程度越小认定质量控制能力越好；
参考功效系数法的参数评价模型，对评价指标确定满意值和不允许值，以满意值为上限，以不允许值为下限，计算各指标实际满意值的程度，并以此确定各指标的指数，再经过加权法进行综合评价；因此设定卷烟质量稳定性评价方法中，望目控制模型的基础分为60分，最高分为100分。
所述望目控制变量模型为：
，其中：Ic代表机台望目型变量评价指标，D代表偏离度（Deviation），V代表变异程度（Variation）；
偏离度，表示实测平均值；表示标准设计值；表示标准设计标准偏差，=允差/3；下标表示标准值，偏离度是控制值和工艺标准值的偏离程度，反映了目标值与期望值的距离，其越小越好，表明实际控制均值与技术标准值越接近，即控制准确度越好；
变异程度，S表示实测标准偏差；u表示实测平均值，变异程度表征的是实际控制波动情况，反映了质量指标与技术标准要求的满足程度，即精确度，其值越小表明实际控制的波动情况越能满足技术标准要求，即控制精度越好。
极值型变量要求控制卷烟质量指标的实测值和理论最优值的接近程度，评价模型应当是与接近程度正相关的函数，即实测平均值与理论最优值越接近越好；
参考功效系数法的参数评价模型，设定极值控制模型的基础分为60分，最高分为100分；
所述极值控制变量模型为：，其中：Id表示机台极值型变量评价指标；极值型变量通常为离线检测数据，极值控制型变量的实测值与设定值的偏移程度的计算公式为：
，其代表实测值与设定值的偏移程度，体现了实测值与理论最优值的接近程度，表示实测平均值；表示标准设计值，表示理论或实际最优值；下标表示标准值；下标best表示最优值。
机台卷制稳定性水平主要通过机台烟支卷制质量参数和稳定性评价权重来评价；机台卷制质量变量是平行的，采用统计加权的方法，构建量化的机台稳定性评价综合指数模型：
所述机台综合卷制稳定性模型为：，其中，G表示机台稳定性综合评价指数；表示第i个变量的稳定性评价指数；表示第i个变量的权重；下标。
卷烟生产过程中，望目控制型变量中的烟支重量、圆周、长度等可通过卷烟机在线检测的连续数据获得，而吸阻、硬度、总通风率、含水率等多通过质量检测站离线检测获得。依据上述计算模型，根据检测数据对单因素评价结果具体介绍如下。
（1）烟支单支重量
根据烟支重量的采集数据及控制能力监测指数，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（2）烟支圆周
根据烟支圆周的采集数据及控制能力监测指数，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（3）烟支长度
根据烟支长度的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（4）烟支开吸阻
根据烟支开吸阻的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（5）烟支硬度
根据烟支硬度的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（6）烟支总通风度
根据烟支总通风度的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（7）烟支含水率
根据烟支含水率的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（8）烟支端部落丝率
根据烟支端部落丝率的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
（9）烟支含末率
根据烟支含末率的采集数据及控制能力监测指数计算结果，利用上述计算模型，计算获得评价结果如下：
。
机台综合评价结果
机台的综合评价结果由变量评价结果的加权平均值求出，反映了机台烟支卷制过程中的稳定性程度。
对上述单因素评价结果汇总如下：
。
结合单因素权重，分别对单机台的稳定性进行评价，具体计算结果如下表所示：
机台综合稳定性评价指数计算结果：
。
（四）对卷烟批次的卷制质量进行稳定性综合评价，具体为：
基于批次综合卷制稳定性模型的稳定性综合评价结果由机台评价结果加权平均值求得，不同型号机台的额定生产能力不同，在批次单位生产时间内，烟支生产数量存在差异，批次综合评价中的机台权重值等于机台的批次烟支产量在总产量中的比例数值；
所述批次综合卷制稳定性模型为：，其中，Gj表示第j个机台的稳定性评价结果；kj表示第j个机台的批次烟支产量；下标；
对评价结果进行评判时，采用百分制，评价标准具体可为：小于60分为不及格，60~79分为中，80~89为良，90~100分为优。
稳定性综合检测指数评价结果如下表所示：
。
从上表可以看出，1号机台烟支卷制质量稳定性良好；2号机台烟支卷制质量稳定性良好；3号机台烟支卷制质量稳定性优秀，整个批次卷制质量稳定性良好。