烟草产品制造设备的管理方法

专利名称：烟草产品制造设备的管理方法
技术领域：
本发明涉及一种烟草产品制造设备的管理方法。
背景技术：
用于制造烟草产品的各种设备一般包括沿着一条公共的生产线互相连接的许多机器。具体地说，这些机器包括一个在生产线的上游端布置成朝向下游端的烟卷制造机(下称卷烟机)、一个过滤嘴装接机、一个烟卷装盒机、一个玻璃纸包封机、一个烟盒装条机(把烟盒装入条状纸板盒子)以及最后一个用于把多条香烟打包成某种型式的箱子以便发运的打包机。在用大箱子的情况下，发运区域将装备有一个作为生产线末端的码垛堆积机。
设备可能还包括一个与过滤嘴装接机相关的过滤嘴滤芯制造机；以及，若干个设置在设备的各单机之间的在线缓冲暂存器，用于补偿一个机器和其下游的一个机器的工作速度的任何差异。
在所讨论的这种型式的制造设备中，需要给每一台机器周期性地供给消耗材料和包装材料，包括烟草、过滤嘴、过滤嘴滤芯、卷烟纸卷、金属箔和热塑性材料、烟盒坯料、赠券、印花税票等等。为此，每个机器装备有至少一个能够监测相关材料耗尽情况的传感器以及一个设置在机器的送出阶段用于指示已生产出的项目(半成品或成品)的数量的计数器。
当前的市场需求使得各个牌子的产品的生产时间很短(即一个香烟牌子的市场寿命很短)。这意味着生产运行需要频繁改变，这对制造设备的长期生产率有不利的影响。事实上，由于每一次改变，各个机器必须停下来并清空，并且还要全部地或部分地更换消耗材料。
通常，是由生产线的操作者来更新对各个机器的消耗材料的供给，其要根据近似的和经验的作法并留有充分的安全裕度，以确保能从容地达到计划的生产目标，为改变到生产另一个牌子做好准备。与原始目标相比，这将引起某种程度的生产过量，和/或已经处在设备的生产线上的消耗材料的大量浪费，因为其或许不能用在随后的生产中用于制造不同牌子的烟草产品。从生产线上撤下大量的材料并把这些材料送回到库房以便以后生产时使用，这需要用相当长的时间来完成，除了对设备的已经标定的生产率有不利影响之外，在搬运和转移材料过程中还有损坏材料的危险。
本发明的目的是提供一种用于管理烟草产品制造设备的方法，这种方法将不会受上述缺点的影响，更具体地说，其能够有效地降低消耗材料的浪费，避免损坏消耗材料，以及相对于计划的生产目标限制生产过量。
本发明的另一个目的是提供一种用于管理烟草产品制造设备的方法，其容易实施并且通过采用有限数目的感测和计算步骤的监测、处理和控制设备能够自动地进行生产。
本发明的揭示本发明的上述目的将用本发明的方法来达到，从权利要求书的权利要求1以及直接地或间接地与权利要求1有关的任一权利要求的内容可以很容易理解这种方法的特征。下面借助附图通过例子详细说明本发明，各附图中

图1是可以实施本发明的方法的一个烟草产品制造设备的示意图；图2是用于实施用于管理和控制图1所示的设备的方法的第一个较佳过程的框图；图3是用于实施用于管理和控制图1所示的设备的方法的第二个过程的框图。
参照图1，标号“1”是指一个用于制造和包装烟草产品的设备，其总地包括沿着生产线2互相连接的许多机器。更确切地说，沿着流程路径从生产线的上游到其下游，设备1包括生产烟卷4的卷烟机3、一个生产过滤嘴烟卷6的过滤嘴装接机5、一个生产盒装烟卷9的装盒机7。该装盒机7的一头连接于过滤嘴装接机5，两者之间设有一个缓冲暂存器(buffer)8，用于在线临时储存过滤嘴烟卷6；同时，该装盒机7的另一头连接于生产再包装烟盒11的玻璃纸包封机10。从玻璃纸包封机10出来的再包装烟盒(overwrapped packet)11直接进入装条机12，由装条机12把多个再包装烟盒11包装在长条纸板盒13中。然后长条纸板盒13被输送到打包机14，由打包机14把若干条香烟打包成任意尺寸和式样的箱子15并送往生产线2的发运站。
用几个输送装置把各个机器3、5、7、10、12和14沿着生产线2互相连接起来，其中输送机16把过滤嘴装接机5和装盒机7连接起来，输送机17把装盒机7和玻璃纸包封机10连接起来，这些都在图1中表明了。
从与各个机器3、5、7、10、12和14并排的各个点向生产线2供给各种包装材料18(各种包装材料都以标号“18”标示)，包括卷烟纸、金属箔、聚丙烯透明薄膜、纸板等等。还向生产线2供给附加的和/或辅助的材料，诸如赠券和印花税票，在图1中它们总地以标号“19”标示。
分别与每一机器3、5、7、10、12和14相关的计数器在图中以相关的方块表示，它们产生的信号分别表示由各个机器3、5、7、10、12和14已经生产出的产品数量。具体地说，计数器20和21分别与生产烟卷4和过滤嘴烟卷6的机器3和5相关；计数器22和23分别与装盒机7和玻璃纸包封机10相关，它们分别对装好若干支烟卷的烟盒9和包封了玻璃纸的烟盒11进行计数；以及，计数器24和25分别与装条机12和打包机14相关，它们分别对装有若干个烟盒的长条纸板盒13和打包成的箱子15进行计数。
用方块表示的各个传感器也构成设备的一部分，它们可发出表示由对应的机器在工作中使用的包装材料18和附加的和/或辅助的材料19的消耗量的信号。具体地说，传感器26和27分别与卷烟机3和过滤嘴装接机5相关，它们分别监测用于制造烟卷4和过滤嘴烟卷6的卷烟纸18的消耗量；类似地，传感器28、29、30和31分别与装盒机7、玻璃纸包封机10、装条机12和打包机14相关，用于监测由这些机器使用的材料18的消耗量，典型的是纸卷、纸板坯件等等。此外，与装盒机7相关的计数器32用于产生表示由装盒机7使用的印花税票或赠券19的数量的信号。
与缓冲暂存器8相关的传感器8a用于产生表示缓冲暂存器8里的过滤嘴烟卷6的数量的信号。
计数器20、21、22、23、24、25和26以及传感器8a、26、27、28、29、30和31都是连接在主控制单元33的输出侧，而后者是以常规的方式(未示)连接于构成设备1的各个单机的内部控制单元。
各个计数器、传感器和控制单元33之间的连接在图1中没有表示。
主控制单元33能够储存和处理从各个计数器和传感器收到的数据。
一个末端装置34也连接于主控制单元33，通过它可预先设定标定的产品目标数量Pn，例如在一次给定的生产运行中由设备1生产的箱子15的数目；还有，一个末端装置(terminal device)35也连接于主控制单元33，通过它可预先设定表示设备1的最大产出能力亦即最大生产能力的恒定系数Cmax，也可以说是设备能够适应的最大产量。
系数Cmax是一个数字，它决定于构成设备的各个机器的类型、特别是它们暂存完工的产品和在加工过程中的产品的容量，还决定于设备中用的各个输送机的长度和输送能力以及所安装的缓冲暂存器或其它在线储存设施的最大容量。Cmax的数值可以表示为香烟，即最初产品的一个数量，或者按照为每一牌子的产品预定的并且也是恒定的各个换算系数，表示为若干盒香烟、若干条香烟或若干箱香烟。
不管对于什么样的设备以及对于任何给定牌子的产品，在所有情况下，系数Cmax都始终保持为一个常数。
本发明的用于管理设备1的方法包括对由各个机器之一生产出的上述各产品中的至少一个的数目P进行计数。特别是，用相关的传感器25监测由打包机14生产的箱子15的数目P，而传感器25把对应的信号发送到主控制单元33。
在产品的数目P等于基准数值Pr时的一个给定时刻t1，即当主控制单元33判断出箱子15的上述目标数目Pn与已经包装的箱子15的数目Pr加上表示设备1能够生产的最大箱子数目的数值Cmax之和相等，即Pn＝Pr+Cmax时，主控制单元33将对由设备1生产的产品箱子15的实际数量进行第一次闪电式核查(下称“闪查”)。
由主控制单元33进行的闪查包括把在t1时刻自动记录的数量C1与上述恒定的系数Cmax进行比较，以便根据比较结果决定对设备1需要采取什么行动。下面将参照图2说明所讨论的这一过程。
参照图2的框图，主控制单元33将按顺序执行以下步骤，其中第一个步骤即开始步骤由标号“36”标示。
方框37紧接在方框36之后，其既表示用图1中的装置34预设箱子15的目标数目Pn的步骤，也表示用图1中的装置35预设代表设备能够生产的箱子15的最大数量的数值Cmax的步骤。
方框38跟在预设方框37之后，其表示对由各个单机3、5、7、10、12和14生产的产品的数目P进行计数的步骤，特别是，反复地对由生产线2的最后一个机器打包机14生产的箱子15的数目进行计数。
比较方框39紧随在计数方框38之后，其表示验证数目P和数值Pn＝Pr+Cmax之间的等同条件的步骤。应该注意到与Pn和Cmax一样，Pr也是一个预先确定的常数。
在P匹配于Pr以及满足条件Pn＝Pr+Cmax的时刻t1，比较方框39将发出一个“是(YES)”信号作为控制信号给后续的监测方框40，它接收来自计数器20、21、22、23、24、25和32以及传感器8a、26、27、28、29、30和31的输入信号并把输出信号发送给主控制单元33，主控制单元33能够根据输入数据进行第一次闪查，以验证由设备1在预定的时刻t1生产出的箱子15的实际数量C1。
应该注意到从比较方框39返回的信号“否(NO)”表示没有控制响应被触发，只要P还小于Pr，就推迟进行闪查。
一收到来自比较方框39的控制信号，监测方框40就向第二个比较方框41发出表示产品的实际数量C1的信号，第二个比较方框41把这一数量C1与预设的数量Cmax进行比较，以便根据比较结果决定对设备1需要采取什么行动。
如果在时刻t1自动记录的数值C1大致与数值Cmax相同，就给方框42发去一个“是(YES)”信号，指令为改变到生产另一个牌子的烟草产品的过程做好准备并初始化。所讨论的这一过程可局限于一个单机，例如卷烟机3，并且具体地与排空这一单机的工作关连起来，或者也可以覆盖设备1的其它机器。
如果在时刻t1自动记录的数值C1小于数值Cmax，就没有信号发送到改变方框42，而是一个“否(NO)”信号发送给设置在主控制单元33外面的事件发生器方框(event generator block)43，表示数值Cmax和在t1时刻测得的数值C1之间有差异。
假定所述差异对应于箱子15的一个给定数目，比如说X，那么在与打包机14的送出(outfeed)相关的计数器25给出箱子15的计数对应于Pr+X的时刻t2，事件发生器方框43将发出一个控制信号给下一个监测方框44，指令对在t2时刻由设备1生产出的箱子15的实际数量进行第二次闪查。监测方框44一收到来自事件发生器方框43的信号就给再一个比较方框45发去一个表示产品的实际数量C2的信号，比较方框45把这一数值C2与前面的数值C1进行比较。
如果这一比较表明C2等于C1，由比较方框45发出一个“是(YES)”信号给改变方框42，指令为转换到生产另一个牌子的产品的过程做好准备并初始化。相反，如果C2小于C1，比较方框45就发出一个“否(NO)”信号给事件发生器方框43，表明数值C1与C2之间尚有差异。
在与打包机14的送出相关的计数器25给出箱子15的计数对应于Pr+X+X’的时刻t3，事件发生器方框43将发出一个控制信号给监测方框44，指令对在时刻t3由设备1生产出的箱子15的实际数量C3进行第三次闪查。
本方法的这些步骤重复进行，闪查将一直进行到进行的比较给出一个表示为Ci＝Ci-1的匹配，其中i＝2、3、…，这意味着已经达到目标数目Pn。
应该理解为了避免生产过量，Ci不得大于Ci-1。这可以简单地确保，其作法是以第一次闪查的结果引导设备1作出响应，至少部分地排空缓冲暂存器8，以及，更一般地，在时刻t1和ti-1之间的间隔过程中耗尽各个机器处的所有材料储备。
类似地，应该注意到上述管理方法采用非编程的事件控制型式的回路(non-programmed，event-controlled type of loop)，其中各单个事件是从第一事件开始分别测量等同于Pr、Pr+X、Pr+X+X’等等的产出数目P的结果。
通过实验已经发现这一过程能够以最小的闪查次数，例如两次或三次而结束。
这样，前文所述的本发明的目的可用上述方法来实现，其中，可以依靠一个实行起来简单且可用一个监测、处理和控制设备自动运行的逻辑有调理地组织消耗材料而可使浪费为最小，并避免材料的损坏，又使生产过量降低到最小程度，而所述设备只用有限的感测和计算次数。
在如图3的框图所示的上述方法的一种改变中，各单个事件由产出数目P的值决定，而数目P从第一事件开始就被与分别表示为Pr、Pr+1、Pr+2、等等的阈值进行比较。换言之，决定着第一事件的生产阈值对应于Pr＝Pn-Cmax，并决定着随后一个事件的每一阈值可通过把上一个阈值增加一个单位增量来得到。
按照已经叙述的原理，各次闪查分别发生在不是编程的时刻t1、t2、t3…，而是依赖于由组成设备1的各个机器3、5、7、10、12和14中之一生产的产品中之一的生产阈值。例如，监测卷烟机3并把这个机器的产出的单位增量(unitaryincrement)考虑为等同于一个箱子15的内装量的烟卷的再一个数目，这可能是有利的。
为此，卷烟机3的产出的单位增量应该是正在生产的牌子的典型常数。
同样，在这一情况中，已经通过实验发现这一过程能够以最小的闪查次数结束，例如只需两或三次。
图3的框图与图2的框图有很大的不同，图3中以不同的事件发生器46取代了图2中的事件发生器43，而且也独立于主控制单元33。
如图3所示以及如前面参照图2的说明，一俟P等于Pr，监测方框40将收到来自第一比较器方框39的控制信号并发出一个表示产品的实际数量C1的信号给第二比较器方框41，后者又对照表示设备的最大能力的预设数值Cmax来测量这一数值C1，从而确定根据这一比较需要采取什么行动。
如果在时刻t1自动记录的数值C1大致与数值Cmax相同，将有一个“是(YES)”信号发送给改变方框42，指令为转换到生产另一个牌子的烟草产品的过程做好准备并进行初始化。
如果在时刻t1自动记录的数值C1小于数值Cmax，就没有信号发送给改变方框42，而是有一个“否(NO)”信号返回到事件发生器方框46，使得能够继第一个事件之后再继续发生事件。
在与卷烟机3相关的计数器20自动记录的烟卷4的增量数目等同于一个箱子15的内装量的时刻t2，因而P＝Pr+1，事件发生器46就发出一个控制信号给监测方框44，指令对由设备1在第二时刻t2生产出的实际箱子数量C2进行第二次闪查。
这个对应于数值C2的信号被发送到比较器方框47，后者对照表示Pn和到时刻t2生产出的箱子数目P＝Pr+1之间的差异的一个数值来测量这一数值C2。
如果两个数值相等，比较器方框47就发出一个“是(YES)”信号给改变方框42，指令为转换到生产另一个牌子的烟草产品的过程做好准备并进行初始化。如果不是，那么比较器方框47将返回一个“否(NO)”信号给事件发生器46，使得能够继第二个事件之后再继续发生事件。
这一方法的各个步骤重复进行，一直到各次比较给出一个表示为Pn-P＝Ci的匹配，其中i＝2、3…。
可以看出进行各次闪查的时刻t1、t2、t3…也可以是决定于任一种包装材料18或任一种附加或辅助材料19例如印花税票的消耗阈值。
而且，在举例说明的所有情况中，所揭示的方法可以包括根据用统计和/或实验事件确定的一修正系数为由在设备中工作的一个指定的机器3、5、7、10、12或14生产出的至少一种产品来建立生产阈值的步骤。根据修正系数定义一个生产阈值的步骤将紧随在为测量由设备1生产出的产品的实际数量而进行的相继的多次闪查中的最后一次之后进行。
权利要求
1.一种用于管理烟草产品制造设备的方法，这种设备包括多个机器，它们典型地是烟卷制造机(卷烟机)、烟卷装盒机、烟盒装条机、玻璃纸包封机、打包机等等，它们分别能生产出烟卷、盒装烟卷、条装烟卷、烟卷盒或烟卷条长条纸板盒的外部包封、包装有多条香烟的大包装单位或箱子，其中，可以给所述设备中的各机器分别供给包装材料，它们典型地包括卷烟纸、金属箔、玻璃纸等等，还可供给附加的和/或辅助的材料，它们典型地包括印花税票、赠券等等，其特征在于，这种方法至少包括下列步骤—把一个数目Pn编程入一个主控制单元，这个数目代表可由所述设备中的所述各个机器生产的那些产品中的至少一种预定的产品的标定生产目标；—把一个数值Cmax编程入所述主控制单元，这个数值代表所述设备的最大产出能力，其表示为所述预定的产品的数量；—对由所述设备中的有关机器生产出的各种产品中的至少一种的数目P进行计数，并发出一个对应的数据给所述主控制单元；—在生产出的产品的数目P等于一个数值Pr的时刻t1，诸如在将出现预定的产品的所述标定生产目标Pn和生产出的产品的数目Pr与表示所述设备的最大产出能力的数值Cmax相加之和相等，即Pn＝Pr+Cmax时，对由所述设备生产出的所述预定的产品的实际数量C1进行第一次闪查；—把在所述第一次闪查时刻自动记录的实际数量C1的数值与表示所述设备的最大产出能力的数值Cmax进行比较，以便确定应该根据所述比较对所述设备采取什么行动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括一个在出现了在第一次闪查时刻自动记录的产品的实际数量C1大致等于表示所述设备的最大产出能力的数值Cmax的事件时，就使一个改变到生产另一个牌子的烟草产品的过程初始化的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括一个在出现了在第一次闪查时刻自动记录的产品的实际数量C1的数值小于表示所述设备的最大产出能力的数值Cmax的事件时，就对生产出的所述预定的产品的实际数量C2、C3...进行至少第二次闪查的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对生产出的预定的产品的实际数量C2的第二次闪查在一个t2时刻进行，这个时刻是按照表示所述设备的最大产出能力的数值Cmax与在所述第一次闪查时刻t1测得的数量C1的数值之间的差异确定的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，它还包括继所述第二次闪查之后对生产出的预定的产品的实际数量C3、C4...进行多次闪查的步骤，其中，从所述第二次的每一次闪查将按照对应于前一次闪查时测得的产出数量的数值Ci-1与对应于当前时刻测得的数量的数值Ci之间的差值，决定进行下一次闪查的时刻。
6.如权利要求1到5所述的方法，其特征在于，所述进行各次闪查的时刻取决于为由所述设备中的一个指定机器生产出的各产品中之一编程的各生产阈值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述各生产阈值可与组成所述设备的各个机器中的任一个关联起来，并且每一阈值可包括若干个等于或构成许多产品数量的相关产品，而所述许多产品构成最终产品。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述各生产阈值可与所述设备的最后那个机器关联起来。
9.如权利要求3到8所述的方法方法，其特征在于，跟随对第一次闪查时刻测得的数量C1之后的产出数量C2、...Ci、...进行多次相继的闪查步骤之后，在出现由各个机器生产出的所述各产品中的至少一种预定产品的所述生产目标Pn减去由所述设备的这个对应的机器生产出的各个产品中的至少一种的数目P所给定的一个差值与在进行闪查的对应时刻ti测得的数量Ci的数值相等，即Pn-P＝Ci时，改变到另一个牌子的烟草产品的过程被初始化.
10.如权利要求1到9所述的方法，其特征在于，进行各次闪查的各个时刻t1、t2、...ti决定于由所述设备的至少一个预定的机器采用的至少一种包装材料或附加的和/或辅助的材料的消耗阈值。
11.如权利要求6到8所述的方法，其特征在于，它还包括一个根据借助统计和/或实验事件确定的修正系数为由所述设备中的一个指定的机器生产出的至少一种产品建立生产阈值的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，根据修正系数建立所述生产阈值的步骤紧在为测量生产出的产品的实际数量而进行的多次相继的闪查中的最后一次闪查之后进行。
全文摘要
一种用于管理烟草产品制造设备的方法，它把一个数目P
文档编号G06Q10/00GK1758858SQ200480002034
公开日2006年4月12日 申请日期2004年1月13日 优先权日2003年1月14日
发明者A·里维格尼, M·扎诺蒂, D·贝蒂, E·桑德里, P·拉法利, M·古扎尔蒂, F·德拉格蒂 申请人:吉地股份公司