一種卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測的目的是在生產(chǎn)過程中，在生產(chǎn)系統(tǒng)的輸入、所依賴的 資源、控制措施和制造活動本身可以持續(xù)的滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和要求的情況下，保證各個 質(zhì)量管理單元所輸出產(chǎn)品質(zhì)量的波動在允許范圍內(nèi)。
[0003] 目前，卷煙生產(chǎn)過程監(jiān)測能力指數(shù)CPK、西格瑪水平測試等在煙草行業(yè)得到廣泛運(yùn) 用，取得了很好效果，但存在以下缺陷：
[0004] (1)監(jiān)測結(jié)果均以正態(tài)分布為基礎(chǔ)，且需在穩(wěn)態(tài)下計算；
[0005] (2)離散監(jiān)測數(shù)據(jù)的合格率，合格區(qū)間內(nèi)無區(qū)分；
[0006] (3)量化水平較窄。
[0007] 因此，研發(fā)一種統(tǒng)一的、有區(qū)分度的、易于直觀分析的卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方 法，對于觸發(fā)卷煙生產(chǎn)過程的改進(jìn)優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方法，為改進(jìn)卷煙生產(chǎn)，提高 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性提供有力支持。
[0009] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方法，依次包括以下步 驟：
[0010] -，將卷煙生產(chǎn)過程中的變量進(jìn)行分類，分類類型包括有允差要求的望目控制型、 無允差要求的望目控制型、極值控制型和范圍控制型；
[0011]二，將分類后的變量進(jìn)行量化表征，其中，望目控制型變量通過偏離度和離散度來 表征，極值控制型變量通過實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度來表征；
[0012] 三，進(jìn)行單變量監(jiān)測，根據(jù)變量類型的不同采用不同的監(jiān)測模型，望目控制型變量 采用基于偏離度和離散度的望目控制變量模型進(jìn)行監(jiān)測，極值控制型變量采用基于實(shí)測值 與設(shè)定值的偏移程度的極值控制變量模型進(jìn)行監(jiān)測；
[0013] 四，進(jìn)行多變量監(jiān)測，多變量監(jiān)測包括工序綜合監(jiān)測和批次綜合監(jiān)測兩部分，工序 綜合監(jiān)測采用基于單變量監(jiān)測結(jié)果加權(quán)平均的工序穩(wěn)定性監(jiān)測綜合指數(shù)模型，批次綜合監(jiān) 測采用基于工序綜合監(jiān)測結(jié)果幾何平均的批次穩(wěn)定性綜合監(jiān)測指數(shù)模型。
[0014]所沭的步驟二中有允差要求的望目控制型變量的偏離度的計算公式為
實(shí)中，A表示偏離度；^表示實(shí)測平均值;Xpv表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值;δ ρν表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè) 計標(biāo)準(zhǔn)偏差，δρν =允差/3;下標(biāo)ρν表示標(biāo)準(zhǔn)值；
[0015] 所述的步驟二中無允差要求的望目控制型變量的偏離度通過計算相對變化量轉(zhuǎn) 化為極值控制型得到，或通過增加控制限轉(zhuǎn)化為有允差的望目型得到，相對變化量的計算 公式為
霉中，B表示相對變化量；Z表示實(shí)測平均值;Xpv表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值；下 標(biāo)PV表示標(biāo)準(zhǔn)值；
[0016] 所述的步驟二中望目控制型變量的離散度的計算公式，
'其中P表示離散 度;s表示實(shí)測標(biāo)準(zhǔn)偏差;δρν表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏差，δρν=允差/3 ;下標(biāo)pv表示標(biāo)準(zhǔn)值；
[0017] 所述的步驟二中極值控制型變量的實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度的計算公式為
其中，C表示實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度；尸表示實(shí)測平均值;^、表示標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計值;Xbest表示理論或?qū)嶋H最優(yōu)值;下標(biāo)Ρν表示標(biāo)準(zhǔn)值;下標(biāo)best表示最優(yōu)值。
[0018] 所述的望目控制變量模型戈
其中，I。表示 望目型控制變量穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù);Ibest表示最優(yōu)監(jiān)測指數(shù);Ibase表示基線監(jiān)測指數(shù);A表示偏 離度;P表示離散度;下標(biāo)。表示望目型控制變量;下標(biāo)^st表示最優(yōu)值;下標(biāo)表示基線值；
[0019] 所述的極值控制變量模型為：Id = W(Ibest-Ibase) X C，其中，Id表示極值型控制 變量穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù);Iht表示最優(yōu)監(jiān)測指數(shù);Ibase表示基線監(jiān)測指數(shù);C表示實(shí)測值與設(shè)定 值的偏移程度;下標(biāo)d表示極值型控制變量;下標(biāo)^ st表示最優(yōu)值;下標(biāo)base表示基線值。
[0020] 所述的工序穩(wěn)定性監(jiān)測綜合指數(shù)模型為
'其中，G表示工序綜合監(jiān)測 指數(shù);I1表示第i個變量的穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù);W1表示第i個變量的權(quán)重;下標(biāo)i = l、2、3. . .k;
[0021] 所述的批次穩(wěn)定性綜合監(jiān)測指數(shù)模型為
其中，L表示批次綜合 監(jiān)測指數(shù);Gi表示第i個工序的穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù)；Cl1表示第i個工序的權(quán)重；下標(biāo)i = l、2、 3 · · · η 〇
[0022] 本發(fā)明根據(jù)卷煙生產(chǎn)過程中的變量的不同進(jìn)行不同的量化表征，進(jìn)而進(jìn)行單變量 監(jiān)測，在單變量監(jiān)測的基礎(chǔ)上進(jìn)行多變量監(jiān)測，即監(jiān)測工序的加工穩(wěn)定性和批次綜合穩(wěn)定 性。本發(fā)明所述的卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方法不僅可以監(jiān)測生產(chǎn)過程單個變量的穩(wěn)定 性，還可以監(jiān)測工序的加工穩(wěn)定性和批次綜合加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，為改進(jìn)卷煙生產(chǎn)，提高產(chǎn) 品質(zhì)量穩(wěn)定性提供有力支持。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明中望目控制型變量監(jiān)測示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明中望大極值控制型變量監(jiān)測示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明中望小極值控制型變量監(jiān)測示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明所述的卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測方法，依次包括以下步驟：
[0028] -，將卷煙生產(chǎn)過程中的變量(包括控制參數(shù)和質(zhì)量指標(biāo))進(jìn)行分類，分類類型包 括有允差要求的望目控制型、無允差要求的望目控制型、極值控制型和范圍控制型；
[0029] 望目控制型包括有允差要求的望目控制型和無允差要求的望目控制型兩類:有允 差要求的望目控制型，如筒壁溫度、物料水分、煙支吸阻等;無允差要求的望目控制型，如物 料流量、加料比例等，但其可轉(zhuǎn)化為波動量和精度來控制或增加控制限，還有一類如滾筒轉(zhuǎn) 速和閥門開度等，在生產(chǎn)過程中設(shè)定后基本不隨時間變化，監(jiān)視即可。
[0030] 極值控制型，如填充值、碎絲率、端部落絲和卷煙外觀質(zhì)量等。
[0031 ]范圍控制型，如貯葉時間等，要求在一定的范圍內(nèi)，即符合要求即可。
[0032] 因此，卷煙生產(chǎn)過程穩(wěn)定性監(jiān)測中需重點(diǎn)監(jiān)測的主要是望目控制型變量和極值控 制型變量。
[0033] 二，將分類后的變量進(jìn)行量化表征，其中，望目控制型變量通過偏離度和離散度來 表征，極值控制型變量通過實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度來表征;對分類后的變量進(jìn)行量化 表征主要通過與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求相比較來實(shí)現(xiàn)。
[0034] 望目型控制變量通常為在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的連續(xù)數(shù)據(jù)，可通過偏離度和離散 度來表征。
[0035] 偏離度表征的是實(shí)際控制值與工藝標(biāo)準(zhǔn)值的偏離程度，即準(zhǔn)確度。
[0036] 有允差要求的望目控制型變量，一般要求控制在允差或3倍標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏差范 圍內(nèi)，g卩乂 = 乂1"±351"，偏離度的計算公式為：
[0037]
(1)
[0038] 其中，A表示偏離度；r表示實(shí)測平均值;xPV表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值;Spv表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo) 準(zhǔn)偏差，S pv=允差/3 ;下標(biāo)PV表示標(biāo)準(zhǔn)值。A值越小，表征實(shí)際控制均值與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)值越接 近，即控制準(zhǔn)確度越好。
[0039]無允差要求的望目控制型變量的偏離度通過計算相對變化量后，轉(zhuǎn)化為極值控制 型得到，或增加控制限轉(zhuǎn)化為有允差的望目型。相對變化量的計算公式為：
[0040]
12)
[0041] 其中，B表示相對變化量；Z表示實(shí)測平均值;Xpv表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值;下標(biāo)^表示標(biāo)準(zhǔn) 值。
[0042]離散度表征的是實(shí)際控制波動情況(標(biāo)準(zhǔn)偏差)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的滿足程度，即精 確度。望H掉制型?骨的離散度的計算公式為：
[0043]
⑴
[0044] 其中，P表示離散度;s表示實(shí)測標(biāo)準(zhǔn)偏差；δρν表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏差，δρν =允差/ 3;下標(biāo)PV表示標(biāo)準(zhǔn)值。P值越小，表征實(shí)際控制的波動情況越能滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，即控制精 度更好。
[0045] 極值型變量通常為離線檢測數(shù)據(jù)，通常有望大Uxpv)和望小（Sxpv)設(shè)定，主要通 過實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度來表征。望大即與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值相比，實(shí)測值越大越好;望小即 與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值相比，實(shí)測值越小越好。極值控制型變量的實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度的計 算公式''
[0046] ⑷
[0047] 其中，C表示實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度；f表示實(shí)測平均值;Xpv表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值； Xbest表示理論或?qū)嶋H最優(yōu)值;下標(biāo)PV表示標(biāo)準(zhǔn)值;下標(biāo)best表示最優(yōu)值。
[0048]三，進(jìn)行單變量監(jiān)測，根據(jù)變量類型的不同采用不同的監(jiān)測模型，望目控制型變量 采用基于偏離度和離散度的望目控制變量模型進(jìn)行監(jiān)測，極值控制型變量采用基于實(shí)測值 與設(shè)定值的偏移程度的極值控制變量模型進(jìn)行監(jiān)測；單變量是生產(chǎn)過程的最小評價尺度， 其穩(wěn)定性水平與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求直接相關(guān)。
[0049] 望目控制型變量要求控制中心值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，即對偏離度和離散度均有要求，監(jiān) 測模型是A和P的函數(shù)，且與A和P均是負(fù)相關(guān)。望目控制型變量控制要求如圖2所示，監(jiān)測要 求如下：
[0050] (1)當(dāng)Α = 0，Ρ = 0時為最優(yōu)，即此時控制水平最優(yōu)；
[0051] (2)圓周或虛線參考線為最基本控制要求或基本控制線。
[0052]所述的望目控制變量模型為：
[005 (5)
[0054] 其中，I。表示望目型控制變量穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù)；Ibe3st表示最優(yōu)監(jiān)測指數(shù)；Ibas肩示 基線監(jiān)測指數(shù);A表示偏離度;P表示離散度;^ 3%表示理論或?qū)嶋H期望基線值，rbase3=l;rb(3st 表示理論或?qū)嶋H期望最優(yōu)值，rb(3St = 0;下標(biāo)。表示望目型控制變量;下標(biāo)be3St表示最優(yōu)值;下 標(biāo)base3表示基線值。
[0055]
[0056] (6)
[0057] 其中，I。表示望目型控制變量穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù);A表示偏離度;P表示離散度。
[0058]極值控制型變量包括望大極值控制型和望小極值控制型兩種類型，望大極值控制 型變量的控制要求如圖3所示，望小極值控制型變量的控制要求如圖4所示。極值控制變量 模型為：
[0059] (7)
[0060] 其中，Id表示極值型控制變量穩(wěn)定性監(jiān)測指數(shù)；Ibest表示最優(yōu)監(jiān)測指數(shù)；Ibas肩示 基線監(jiān)測指數(shù)；方表示實(shí)測平均值;X pv表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值;Xbest表示理論或?qū)嶋H期望最優(yōu)值;C 表示實(shí)測值與設(shè)定值的偏移程度;下標(biāo)d表示極值型控制變量;下標(biāo)^st表示最優(yōu)值;下標(biāo)base 表示基線值;下標(biāo)PV表示標(biāo)準(zhǔn)值。
[0061] 令 Ibest=100，Ibase = 60,可得：
[0062] Id = 60+40XC (8)
[0063] 如卷煙成品外