卷包质量（精选6篇）
卷包质量 篇1
摘要：随着社会经济的发展, 人们对物质文化的需求在不断提升, 对生产、生活中使用的产品的质量也有越来越高的要求。卷包产品是人们生产、生活中的必需品, 为了满足人们对卷包产品质量的要求, 必须采取行之有效的措施强化对卷包过程工艺质量的控制。以卷包过程工艺质量控制为例, 简要叙述了防差错管理在卷包过程工艺质量中的应用, 旨在为提高卷包产品质量贡献力量。
关键词：卷包产品,工艺质量控制,防差错管理,标准化作业
据相关部门统计, 2014 年, 卷包车间出现的各种形式的产品质量问题超过20 000 起。在调查、研究的过程中发现, 大多数问题都是因为操作疏忽, 没有按照相关标准操作, 缺乏对设备保障措施的技术指导, 工作流程不够规范化等原因造成的。因此, 笔者对“防差错管理在卷包过程工艺质量控制中的应用”一题展开研究, 希望能够全面提高卷包产品的生产水平, 减少质量问题。
1 出现质量差错的原因
要想有效控制卷包过程中发生的质量问题, 必须要先了解引发质量问题的原因。综合分析了卷包产品的工艺特点及其组成要素, 从以下3 个方面入手分析了引发差错的主要原因。
1.1 操作人员因素
一般情况下, 卷包过程属于劳动密集型产业, 在生产过程中, 需要大量的工作人员辅助完成相关工作。人是众多生产因素中的管理难点和最容易出错的环节, 同时, 它也是现阶段所有管理活动中集中讨论的话题之一。在把控卷包产品质量的过程中, 操作人员的性格、情绪变化、质量意识和职业操守等都是引发差错的重要原因。
1.2 设备因素
随着机器化大生产的全面落实, 在工作过程中, 设备已经逐渐成为了作业主体。由于设备配置不佳、使用时间过长、供应商对设备的保障不及时, 可能会出现产品保障能力不足的问题。例如, 在线质量检测器检验方面存在的问题导致其不能有效监测和预警某种缺陷, 使得流水线上有问题的产品直接进入了下一工序, 进而影响了产品质量。
1.3 制度标准因素
没有规矩不成方圆, 这是亘古不变的真理, 它同样适用于卷包产品的生产过程中。目前, 我国卷包产品生产企业在制订规章制度时存在“教条主义”和“经验主义”的问题, 产品质量管理制度不具有实用性, 管理制度与实际生产情况脱节, 最终生产出了有质量问题的产品。
2 指导原则
根据卷包工艺过程的基本特征和作业要求, 在差错管理的过程中, 必须要把握以下2 个原则。
2.1 防患于未然
顾名思义, “防患于未然”是指及早防护可能存在的质量问题, 防止其发生。一般情况下, 每种差错发生的概率都不是非常高, 但即使及时处理已经出现的差错, 也不可能达到预期的生产效率。因此, 在实际生产过程中, 必须牢牢把握“防差错”理念。
2.2 全员参与
防差错管理不是某一个部门的职责, 也不是某一位员工的责任, 是全体员工必须遵循的职业操守或职业规范。因此, 在防差错管理中, 必须树立全员意识, 降低差错率, 有效提高企业的生产效率, 实现企业利润最大化。
3 防差错管理的应用方法
3.1 将设计错误扼杀在萌芽状态
要想将防差错管理运用到卷包工艺中, 就必须从设计源头杜绝差错的出现。在具体的工作过程中, 相关部门要认真审查卷包机作业指导书, 根据作业指导书进行工序设计, 使各种设计都具备防差错管理的能力, 充分体现“防患于未然”的原则。
3.2 全面实现可视化管理
对于卷包机台, 可以采取建立看板的方式实现对其的可视化管理。在工作中, 有专业管理能力的管理人员要收集和梳理机器设备的各项生产数据, 及时将质量、消耗、设备作业率等重要数据信息反馈、上报给相关部门, 然后确立预警通报机制。
3.3 实现卷包工艺标准化作业
企业根据实际生产情况、现代化管理理念和科学化的管理技术制订规范性的作业制度, 从制度层面约束操作人员的行为, 规范他们的操作, 让他们养成良好、谨慎的作业习惯, 进而减少为因素造成的差错, 有效提高企业的生产效率, 提高企业的核心竞争力。
4 结束语
质量监督管理是一项具有复杂性和动态性的工作, 而差错预防和控制工作是非常重要的。通过相关介绍和论述, 希望能够引发有关部门和一线工作者对防差错管理的重视。在日后的工作中, 各部门和工作者要变革传统观念、创新工作思路, 寻求具有时效性的先进管理技术, 发现问题及时解决, 使卷包工艺质量监管成为良性循环的过程, 从而为社会的发展贡献力量, 为人们提供优质的卷包产品。
参考文献
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杭州卷烟厂卷包物流高架库系统 篇2
一项目实施背景
自建厂以来,杭州卷烟厂一直坚持建设成为具有先进价值理念,诚信守法,富有社会责任感,不断追求卓越的现代化企业,做大做强中式卷烟品牌
为了提升工厂自动化水平,满足市场需求,保持良好的发展势头,杭州卷烟厂在“十一五”与“十二五”期间,坚持以人为本,大量引进新技术、新工艺、新设备、新材料,建起了一个柔性制造、精细加工、生产物流信息化的世界一流卷烟制造基地。
杭州卷烟厂卷包物流系统包括滤棒固化库(简称滤棒库)、辅料平衡库(简称辅料库)和成品周转库(简称成品库)三个高架库系统,通过应用现代信息技术对物流过程中产生的全部或部分信息进行采集、分类、传递、汇总、识别、跟踪、查询等,实现了货物的自动流动及货物生产流动过程的全程监控,并逐步向智能化方向转化,使员工在卷包生产物流中的机械性重复劳动大量减少。
二项目实施方案
1、滤棒库
滤棒库能自动将成型机产出的滤棒装盘存放到高架库中存储固化,并自动将合格的滤棒送至卸盘、发射系统。滤棒库直接将滤棒成型机与滤棒发送机联接起来,实现了滤棒生产、储存、发送的全自动化,有效解决了滤棒固化时间长、存储占地面积大的问题。滤棒输送通过交换中心可以送到任何一台卷烟机,充分实现柔性化生产。图1为滤棒成型区域布置图。
滤棒库按照年产180万大箱的生产规模设计,最小固化时间为4小时,满足8小时生产存量,共有640个有效货位,出入库流量为188.8组/小时,共配有4台堆垛机。为了增加库存量,项目实施小组在综合性能允许的情况下,对堆垛机的双深货叉进行了适度加长,可以满足滤棒库22盘/组、19盘/组和17盘/组共三种存放形式。
在滤棒库,采用高频RFID标签作为整格滤棒的物品标识,滤棒库把空塑格送至成型机相联的上层烟盘输送机,成型机完成滤棒装格后,将满盘送至滤棒库烟盘输送机的下层,由滤棒库的电控系统在RFID标签内写入生产时间、机台号、滤棒规格等信息,在滤棒满盘成组之后进入滤棒库存储。滤棒库发送端的烟盘输送机直接与发送机的卸盘机相联接,在每一塑格的滤棒翻入发送机喂料仓之前,读取RFID标签内的批次信息,以防止错牌和混牌。由于烟用滤棒在外观、品质、气味等方面均不易区别与标识,可以利用手持RFID读写设备,随机检验物品信息。
2、辅料库
辅料库能自动将卷包车间生产所需辅料存入高架库中,并能自动送料到生产机台,自动回收余料、空托盘与废料。辅料库按年产160万大箱生产规模设计,库内可以存储单一品种辅料及混装搭配辅料,共设有8554个货位,平均每天入库779个实托盘。经人工处理后的辅料托盘通过输送机与堆垛机放入高架库存储,通过堆垛机、输送机或穿梭车出库,经AGV(自动导引小车)送入所需生产机台使用。具体作业流程见图2。
为了满足人工肉眼识别需求及大量数据存储要求,在辅料库,通过RFID标签与一维条码的关联应用来实现辅料的精细化管理。在托盘前短边安装RFID标签存放辅料搭配信息,包括辅料品种、规格、搭配时间、辅料大件号、辅料小件号,其它三边粘贴一维条码,一维条码作为托盘的序列号,并与RFID序列号进行关联。辅料库使用大容量RFID标签,可以把整托盘所有辅料的大件号(1～2个)和所有的小件号写入RFID内,搭配信息随实物一起流转。利用RFID技术,可以让辅料供应链前移,辅料供货商根据杭州卷烟厂搭配需求完成辅料的搭配。从供应商运送过来的辅料,运达现场之后去除外包装物,并进行简单的物料整理,就可以直接进入辅料库。在辅料库入库口,系统自动读取RFID标签内的辅料信息完成辅料入库。整个辅料库利用RFID对辅料进行管理,利用手持RFID设备完成辅料搭配的调整。
3、成品库
成品库能自动对成品件烟进行码垛、打带加固并送入高架库存储,完成成品件烟自动出库、空托盘信息自动清零及自动码分等功能。成品库按近期160万大箱规模设计,远期300万大箱预留接口,共有13268个货位,可同时存储7.96万大箱卷烟成品。
从封箱机出来的件烟经提升机与输送通道自动送至二层,通过高速合流机并经条码识别系统,将合格的件烟送入滑靴式分拣机进行分拣、机器人自动码垛、打带机自动打带加固后,送入高架库存储。图3为成品库入库区平面布置图。
根据发货单信息,成品库上位系统从库区调出相应实托盘,经堆垛机、环形穿梭车自动输送至件烟发货通道,旋转90度后,经下滑通道将实托盘从输送机下降至地面发货站台。在每个发货通道的入口处都安装有RFID读写器和LED显示屏,叉车工根据LED显示屏上的信息,将托盘送至相应发货站台。
将满托盘成品件箱下滑至地面通道,解决了项目实施之前叉车工从输送机叉取托盘与将托盘装至货车必须换叉车的难题(由于受输送机与货车高度限制,从输送机叉取托盘需采用提升高度较高的叉车,而将整托盘输送至货车车厢内需采用叉取高度较低的叉车),简化了操作流程,提高了劳动效率。图4为成品库出库区。
在成品库,卷烟成品件烟以一号工程码来标识。一号工程码共32位,包含卷烟成品牌号规格、产地、生产日期和经营方式等信息。对于卷烟制品,采用质量追溯码,码制与一号工程码相似,共20位,包含卷烟牌号规格、产地、生产日期。卷烟成品托盘底部装有RFID标签,在成品码垛完成后,系统将采集到的30件烟一号工程码或质量追溯码的信息写入到RFID标签内。
成品库的有效运作离不开一号工程条码或质量追溯码和RFID标签的信息交互,具体操作流程如下:
(1)在每一台封箱机出口通道,利用条码扫描器采集物品条码信息,以确定件烟是从哪个封箱机口出来的。
(2)在成品入库主分拣通道口,利用条码扫描器,将采集到的条码信息与封箱机出口获得的条码信息进行比对,确定件烟的码垛通道。
(3)件烟进入码垛通道后,再次利用条码扫描器,读取物品的条形码(共30件烟),并上传高架库的上位系统。上位系统通过与一号工程系统对30件烟条码信息进行检验,检验合格后将信息写入RFID标签内,并把信息反馈给上位系统。
(4)在整托盘卷烟成品件烟进入成品库内存储前,先利用条码扫描器,抽取整托盘卷烟成品件烟的某一件,检验件烟排放条码队列信息,检测无误之后,进入打带环节,并入库存储。
(5)成品库利用RFID标签在库内对卷烟成品件烟进行管理,在出库装车之前,利用RFID读写设备,读取整托盘的30件烟条码信息,上传给一号工程系统完成出库。
项目实施小组在成品库方案设计时,很好地结合了一维条码和RFID标签的物品标识模式,完成了按通道码垛、件烟分拣、整托盘校验、系统自动抽检件烟、库内管理和出库的功能,既满足了生产工艺要求,又提高了卷烟成品出入库的效率。
三项目亮点及优势
1、实施全过程、全方位物品管理,有力保障产品质量。
(1)滤棒库
引入滤棒库后,存储滤棒的运输载体——塑格,装格、运输、存储、翻格等动作全部自动运行,中间没有人工介入,而在实际运行中满格滤棒在翻格后的空塑格内往往会残留一些滤棒。
为了解决该问题,项目实施小组通过不断设计与试验,开发出了一组新型的翻转倒料机,具体结构见图5。翻转倒料机安装在滤棒库发送机端烟盘输送机下层,对于每个完成卸盘的塑格进行90°倾倒,通过该动作可以将空塑格内残留的滤棒倾倒干净,避免混牌等质量事故的发生,有效保证产品质量。
(2)辅料库
在辅料库,通过RFID技术与一维条码的创新应用,不仅满足了批次管理功能需求,还满足了供应链管理的需求,大件号配盘方法的使用更为质量追溯提供了有力支撑。
大件号配盘就是通过对辅料供应商的延伸管理,要求其在生产过程中记录每个单件辅料批次信息(简称小件号),同时为每个辅料输送运输单元(简称来料托盘)设立一个大件号,由供应商负责建立大件号与小件号的对应关系,并将此信息写入RFID标签内。在辅料搭配时,只要识别大件号信息并将其与辅料托盘绑定,通过上位系统对辅料托盘运行信息的记录,就能追踪到每件辅料的运行情况。当辅料出现质量缺陷时,只要知道辅料大件号或小件号的信息,就能确定辅料的供应商、生产日期、批号,并能迅速追溯出辅料生产配送的全过程,同时锁定库内同批次的辅料托盘,并根据出库信息锁定已投产辅料成品。
(3)成品库
在成品库,项目实施小组开发了一套成品入库追溯系统和一套成品抽检追溯系统,从而实现全过程、全方位的成品追溯,具体操作流程如下:卷烟生产前,在通道上设置封箱机对应的码垛通道,封箱机出口处对件烟进行扫描记录,仓库管理系统记录件烟信息;在件烟分拣通道通过扫描条码获取封箱机号,根据封箱机号分配码垛通道,从而实现封箱机与码垛通道的一一对应。在成品库入库区设置抽检通道,在日常生产中,检验人员在电脑终端输入抽检规则,系统自动将要抽检的件烟送至抽检通道,待抽检取样完成后,通过回流通道进入分拣通道进行码垛,系统会记录抽检件烟本来应码垛的托盘信息及抽检完成实际码垛的托盘信息。系统还会记录异常剔除、人工封箱、换牌等特殊情况产生的件烟封箱机与码垛通道的对应关系,真正实现了封箱机与码垛通道的全关联,从而实现件烟在整个物流系统和成品库中的精确定位,实现对件烟信息的实时监控。图6为封箱机与码垛通道关联自动运行流程。
当发现产品有质量问题时,通过封箱机与码垛通道的关联关系并根据封箱机号进行质量追溯,可以大大缩小产品质量追溯范围,减少产品质量追溯量,有效保障产品质量。产品追溯分为信息追溯与实物追溯两步进行:
信息追溯:根据获得的信息对库内有质量问题的成品进行信息查询、实物定位,信息内容包括仓库管理信息本身追溯信息、生产过程信息及其他渠道反馈信息。
实物追溯:将信息追溯锁定的成品退库,人工进行实物验证。
通过信息与实物的追溯,最终将所有存在质量问题的成品卷烟退库,人工进行处理。对于信息追溯有问题而实物追溯无质量问题的成品卷烟,仍入库存放,并解除锁定状态,即能放行出库。
2、实施差异化库存管理,提高物流智能化程度。
(1)滤棒库
由于生产组织等各方面原因,在滤棒库运行中会存在同一侧的两台堆垛机执行同一个任务的情况,使滤棒库的运行效率大大降低。为了解决该矛盾,滤棒库改变了传统以时间为标准先进先出的出入库策略,实施以位置优先方式的出入库策略。为了避免库内长期积压滤棒,在上位系统设置一个时间参数,一旦某组滤棒超过所设定参数,系统自动增加此组滤棒的出库优先级,及时出库。另外在滤棒生产过程中,有时候会存在产品达不到优质质检标准而必须降级处理的情形,杭州卷烟厂根据滤棒实际的生产情况,在滤棒库增加入库任务单、库存滤棒、出库任务三个差异号设置功能,实现了滤棒的差异化管理。
(2)辅料库
浙江中烟实施了“单件”批次管理,但在实际的辅料库应用中发现按辅料的产地、生产批次进行辅料配送是最科学、最合理的。杭州卷烟厂通过调整出库策略,对辅料产地批次和生产批次进行识别和应用,具体有自动与手动两种模式:
●自动模式
①寻找系统中是否有记忆的厂家、批次,有则延用。
②如系统无记忆,则在所有库存中寻找此材料最先入库的托盘,将此托盘的厂家、批次设为当前使用的厂家、批次。
③当确认一个厂家、批次后,必须将此批次所有的材料都使用完毕(因设备故障等原因不能出库的除外)。
④当前使用的厂家、批次用完后,再在所有库存中寻找相同厂家最先入库的托盘,将此托盘的批次设为当前使用的批次。
⑤当前使用的厂家全部使用完毕后,再在所有库存中寻找此材料最先入库的托盘,将此托盘的厂家、批次设为当前使用的厂家、批次。
●手动模式
①手动模式下可人工设置辅料优先出库的辅料产地。
②在生产中,系统优先出库所设置产地的辅料,具体寻找辅料的方法与自动模式相同。
③当设置产地的辅料使用完毕后,用自动模式寻找辅料的方法找到可使用的辅料托盘出库。
④当又有设置产地的辅料入库时,系统继续优先出库所设置产地的辅料。
(3)成品库
在成品库,货架有单深货架和双深货架两种形式。双深货架在同一侧同一个位置有两个货位,这样的设计有效增大了库存量,但在入库货物存放及货物出库先进先出原则上存有一定缺陷,因此在项目实施中采用以下三个策略来解决该问题:
●货物存放及平衡策略
由关联系统将信息与成品托盘进行关联,只有成品托盘中的卷烟品牌代码、生产日期、班别、封箱机号等关联信息完全相同的托盘,才能摆放到双深货架的前后两个位置。入库存放时,单深货位放一个托盘,双深货位就需要存放两个托盘。
●货物先进先出及平衡策略
每个双深货位都存放相同信息的成品件烟托盘。当此批成品卷烟可以放行出库时,双深货位前后两个托盘同时放行,这样系统只要将双深货位当作单深货位来处理。平均单深货位出一个托盘,双深货位出两个托盘,从而实现货物的平衡策略与先进先出策略。
●自动移库策略
在实际运行过程中,双深货位还是不可避免地发生第一深的货物不能出库,第二深的货物可出库的情况,而第二深的货物要出库,则必须先将第一深的货物先移开。为了使双深货位达到与单深货位相同的使用效果,上位系统定时检查高架库内是否有这样的货物。如果有,则系统会自动启动移库功能,将第一深的货位进行移库操作,保证第二深货物需出库时不会被第一深货物卡死。
3、创建卷烟成品托盘包装新模式,提高顾客满意度。
浙江中烟作为首家实施卷烟成品整托盘运输到商业公司的工业企业、首家实施卷烟销售整托盘扫码出库、商业公司整托盘扫描入库的企业,一直将客户满意放在首位。为了满足整托盘卷烟销售运输的需要,有效减少破损烟;满足整托盘出入库需求,提高成品库堆垛机高速运行的安全性与稳定性,杭州卷烟厂在项目实施过程中量身定制了一套打带机系统,创建了卷烟成品托盘包装新模式,有效保证了卷烟成品托盘(共30件烟)垛形的稳定性,满足高架库存储、出入库、货车长距离运输需求。
杭州卷烟厂成品库采用一台水平打带机对托盘上第二层、第三层卷烟成品进行横向加护角打带,通过一台垂直打带机对卷烟成品与托盘进行竖向加护角打带,卷烟成品托盘最终形成一个“井”字形包装模式,有效解决了垛形的不稳定问题,以及长距离运输后成品件烟垛与托盘分离等问题,并对件烟和条烟起到很好的保护作用,在烟草工业和商业领域都收到了良好的评价。图7为卷烟成品托盘打带过程及打带后的效果图。
浙江中烟的核心理念是“忧患、拼搏、创新”,奉行“敢想敢拼、善谋善为”的企业精神。在今后的生产经营中,杭州卷烟厂将继续按照公司的价值理念,积极探索、勇于创新,为建造一流的卷烟制造基地而努力奋斗。
链接:企业概况
卷包质量 篇3
1 系统现状及创新性分析
辅料物流高架库于由于实施较早, 信息系统较为独立, 所有基础信息均独立维护, 无法与MES/ERP基础数据对应。由于自控系统数据的不稳定, 造成车间消耗数据的不准确, 使ERP基础信息与车间现场信息不吻合以及MES收集生产统计数据的不准确。
由于管理效率日渐提高, 新的业务需求也随之不断出现。通过改造辅料高架库物流信息系统, 接受ERP辅料基础数据及MES相关生产数据, 在托盘上增加固定条码进行扫码信息确认, 实现复核高架库库存数据, 准确获取机台消耗的功能。
卷包原材料在线跟踪与核算的技术实现, 能更充分地发挥MES系统的功能, 在MES系统上实现精细化管理, 逐步提升卷包生产过程原材料的控制水平, 对原材料消耗监控常态化, 为物耗成本管理、分析、诊断提供过程数据支持, 可以较为全面、准确地了解和掌握物料消耗过程中各机台或各牌号的异性和共性点, 为原材料降耗决策做出科学、正确的判断, 有利于增收节支。
2 系统改造原理及构造
本系统是在原有的辅料物流高架库系统上进行改造。运用系统集成分散方式, 将各系统信息集成一体化, 但又相对独立。升级方案是将原自动化物流信息系统的网络结构采用集中式服务器方案, 数据集中存放在一台数据库服务器上, 设备数据采集、控制程序 (设备服务器程序) 各库完全独立、各工位操作程序完全独立, 各库硬件完全独立。经过升级后的系统具备可靠性、易维护使用和扩展性, 在保障系统成熟、稳定、可靠前提下力求技术先进、合理, 操作、维护方便, 故障恢复迅速、备用方案简洁快速, 通过操作过程日志记录, 帮助排除故障。升级方案从企业整体信息化角度进行规划, 为将来业务发展留有充分的扩展空间和信息接口。
2.1 系统软件改造
2.1.1 辅料高架库物流系统与M ES/ERP系统接口改造
系统改造使用WebSphere MQ工具。WebSphere MQ在不同应用程序、协议和平台之间搭起了一座桥梁, 使用户能够跨不同平台轻松交换和管理信息。Websphere MQ可以处理复杂的通信协议, 并动态地将消息传递工作负载分配给可用的资源。物流系统与其它系统共用MQ服务器, 通过借助WebSphere MQ消息中间件、消息队列技术, 在不同系统间传递数据如图1。
消息队列可驻留在内存或磁盘上, 队列存储消息直到它们被应用程序读走。通过消息队列, 应用程序可独立地执行, 它们不需要知道彼此的位置, 在继续执行前不需要等待。
应用程序和信息系统之间通过MQ API实现的接口, 以便在两个队列管理器之间自动传输数据, 各个系统接收到数据后, 对数据进行解析、加工、转换存储、动作。在消息通道中, 任何数据都按照一定格式进行数据传输, 数据格式化成字符串后, 在不同系统间传递。数据格式定义采用XML格式。通过采用与平台无关的XML文档描述交互的信息, 解决不同系统间数据模型不一致的问题。信息集成的前提是基础数据的一致与集成。基础数据的集成也通过中间件完成, 采用增量方式、通过XML文档传递。为了防止数据的不一致, 也可同步数据。为了避免堵塞, 每次发送的数据不超过1000条, 多于1000条的, 分包发送。
2.1.2 辅料物流高架库系统升级
辅料物流高架库系统, 负责材料进出库记录。升级方案是在原系统上新增“生产材料领用数据查询”功能, 按牌号进行车间材料领用数据的查询, 并提供数据导出功能, 实现辅料物流高架库系统与ERP系统之间的材料领用数据的交互。
2.1.3 ER P系统升级
ERP系统升级后将辅料高架库领用单、辅料基础信息、主辅计量单位换算系数提供到辅料高架库物流系统。卷包车间在生产过程中将生产材料领用数据、卷包车间生产材料假退数据、卷包车间月度单耗数据等相关信息导入辅料高架库物流系统, 为MES系统进行材料消耗统计核算提供条件。
2.1.4 MES系统升级
MES系统升级后将提供车间生产牌号、机台当前生产牌号和下一个换牌的牌号信息。通过对辅料高架库物流系统提供的机台辅料消耗信息进行处理。通过数据处理, MES系统可以实现机台辅料消耗查询、装箱机材料消耗查询、机台消耗记录、材料单耗月报表等功能。
2.2 系统硬件改造
2.2.1 条码扫描器
安装1套Sick条码扫描器。根据配盘库物流传输线的设备情况, 把Sick条码扫描器安装在传输线的穿梭小车上, 当辅料配盘进库送到传输车上时, 条码扫描器对货物进行扫码, 对能够识别的条码进行数据传送到物流系统, 对不能够识别的条码进行回送, 待操作人员处理后从新进库。
2.2.2 木托盘条码
对配盘库的木托盘条码进行条码的增加。对将要使用的个木托盘进行条码定制, 分别在木托盘两边钉上铝片, 把用条码打印机打印出来的条码钉到铝片上, 便于材料通过配盘后扫描识别后进入辅料高架库。
2.2.3 操作键盘
在卷包机台控制屏幕上安装了操作小键盘。托盘条码长度4位, 当机台人员进行材料统计核对时, 将4位码录入系统中。操作小键盘方便操作人员在进行余料登记时输入材料所剩余的数量和进行条码的确认工作。
3 项目成果
3.1 材料消耗统计功能
系统改造后实现了材料消耗统计功能, 该功能展示了材料消耗明细的月报画面, 功能中按月、牌号进行了辅料的明细统计, 通过消耗数量和月产量之间的换算, 得出了材料的单耗。
3.2 机台材料消耗月报功能
系统改造后实现了机台材料消耗月报功能, 该功能展示了材料消耗机台的月报画面, 功能中按月、卷接、包装、成型、封箱等机台设备以及班别进行了辅料的统计, 换算出各班别的材料单耗。
3.3 主要材料耗用统计月报功能
系统改造后实现了主要材料耗用统计月报功能, 该功能展示了材料消耗机台的月报画面, 功能中按月、卷接、包装、成型、封箱等机台设备以及班别进行了辅料的统计, 换算出各班别的材料单耗。
4 使用效果
辅料物流高架库系统改造后, 能够很好的与MES/ERP系统数据接口, 使MES ERP系统数据交互使用, 系统运行稳定, 可靠性高, 方便查询。大大提高了MES/ERP系统数据及生产过程数据统计及消耗核算的效率。据统计, 2011年较2010年在各项材料核算和统计准确度方面得到了大大的提高, 有效的保障了材料核算的精确性, 为推进生产过程数字化先进管控模式的实现提供了强大的技术支持。
摘要：为解决辅料物流高架库系统无法与MES/ERP系统基础数据对应, 造成车间消耗数据不准确的问题, 进行了系统的改造。项目改造包括系统软件和硬件改造, 系统软件改造使用MQ服务器, 并借助WebSphere MQ消息中间件用于不同系统间数据的传递。硬件改造通过增加托盘固定条码和进出库扫码器对材料的信息进行跟踪扫描。车间使用材料时需要操作人员对材料进行现场确认和统计, 以获得准确的统计数据。通过改造辅料高架库物流系统, 使系统能够接受MES/ERP相关数据, 实现原材料在线消耗水平的跟踪、核算的管控模式。
关键词：原材料,跟踪,核算,物流系统,MES/ERP系统,集成方案
参考文献
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卷包质量 篇4
卷包生产由卷接和包装两个步骤组成, 由于卷接采用高速自动化的专用机组, 为了与之配合, 一般都通过刚性连接配套一台包装机, 因此, 可将卷接和包装视为一体化的核心生产机组。同时, 卷包生产设备包括与卷包机组上的料口相连的振盘, 以及与振盘相连的储丝柜等。由于储丝柜与振盘、振盘与卷包机组、机组与振盘之间具有复杂的关联约束, 如不同振盘连接不同数量的储丝柜、一个振盘可以连接多个机组、一个机组可以连接多个振盘等, 因此对卷包生产调度提出了复杂的资源动态优化组合分配的要求。
van Dam等[1]对卷包调度中的规则和约束进行了分析;谢五峰等[2]基于SIMATIC IT软件架构展开了卷包调度研究;卞新中[3]基于Rockwell Automation公司的MES产品, 结合将军烟草集团实际实施了高级排产;周小莉[4]、苏建军[5]提出了基于初始机组分组和订单分组的卷包调度算法;陈庄等[6]将烟草生产抽象为连续物料流的连通网络模型, 进而提出了综合制丝和卷包的调度策略;王萍等[7]采用面向对象的Rational工具对烟厂调度进行了建模研究。另外, 昆明卷烟厂2004年引进和实施了Wonderware Factory Suite卷包高级排产, 徐州卷烟厂2008年实施了德国的科德宝MES系统。综上所述, 卷包调度已经得到了国内外的广泛关注, 国内大多引进应用国外软件, 实施效果和成本都不甚理想, 而国内的研究大多停留在建模、策略方面, 虽然提出了一些算法, 但对于卷包调度的柔性约束考虑不足。
本文从卷包调度要求出发, 以振盘、机组之间柔性连接关系和动态组合为约束, 提出适合烟厂周计划作业安排的卷包调度流程及算法。
1 卷包作业调度原则与约束
1.1 卷包作业调度原则
卷包作业调度的核心在于如何将订单任务分配到各个机组资源上, 其关键在于机台资源的组合分配, 即如何合理地将机台资源进行组合以实现订单任务的合理安排。由于振盘资源有限, 以及存在振盘与机台、机台与振盘之间的配置关联关系, 因此调度的过程是综合订单任务、振盘资源以及在此基础上的机台资源组合分配的过程。在这个过程中, 卷包调度需要遵循如下原则[8,9,10]:①订单优先连续生产原则。一般情况下, 订单任务的生产不能终止, 必须保证连续生产完成同一个订单, 也即订单生产资源需要连续占用。②订单优先级原则。当要生产的多个订单任务计划的条件相同时, 考虑产品机组优先级安排生产机组。③减少换牌生产原则。调度过程中, 尽量减少换牌次数, 以充分发挥高效卷包机组的生产能力。④订单牌号数量由多到少逐渐变化的原则。在周初进行调度排产时, 应该采取尽量安排多种牌号的香烟并行生产, 但在周末时, 则可以合并资源针对某项任务进行连续流水生产。⑤并行展开的订单数量限制原则。对于烟厂而言, 其能够并行展开的订单任务数是由振盘数量决定的。⑥储丝柜数量决定生产平顺的原则。对于储丝柜与机组生产能力匹配的问题, 存在如下一些参考规则:3台储丝柜、2台卷接机可保证生产衔接顺畅, 但3台储丝柜、4台卷接机则储丝柜的供应相对比较紧张, 需要在调度过程中重点考虑。⑦机组资源组合优选配置原则。结合烟草企业的调度习惯, 设置机组资源的优选组合配置, 以保证最终的调度结果符合企业的习惯和硬件条件限制。⑧订单任务执行齐停原则。当某个订单有多个机组共同承担时, 需要计算其齐停点, 以保证机组-振盘-储丝柜的完整切换。
1.2 卷包调度约束
卷包调度的关键是对机组资源进行合理分配组织, 在这个过程中需遵循如下一些约束:①生产任务的优先级约束。不同的订单任务具有不同的优先级, 这决定了进行优先安排的前后顺序。②机组资源约束。卷包调度必须在企业有限的机组资源基础上展开。③振盘资源约束。振盘资源决定了最多可以并行展开的任务种类数。④振盘与机台之间的连接约束。每一台振盘最多只能连接n台机组, 该振盘上的具体任务进一步限制了并行可选机组。⑤机组与振盘之间的连接约束。某个机组最多可以连接m个振盘, 但在某个时刻只能连接一个振盘。⑥机组与香烟牌号之间的生产能力约束。某个机组生产某种牌号香烟的生产速度一般以箱/小时或支/分钟为单位。⑦不同香烟牌号生产中的换牌时间约束。⑧机组工作日历的约束。反映为综合机台的周保、轮保时间、企业工作日历等信息基础上的机组可用工作时间。⑨订单任务的可选生产机组约束。主要表明哪些机组可以生产哪些牌号的配置关系, 同时说明各个机组与牌号之间的生产优先级关系。⑩生产任务的交货期约束。卷包调度必须满足生产任务的交货期约束, 从而影响了各个订单任务的生产顺序。
2 卷包调度问题数学建模
2.1 卷包作业调度中的资源动态组合问题
卷包作业调度需要遵循多方面的原则和约束, 其体现形式为, 通过卷包机组动态组合实现对订单的合理安排, 以保证交货期。以3个振盘、6个机组和5个任务为例的卷包作业调度方案形式如图1所示。
根据图1, 卷包作业调度方案需要满足如下一些形式化要求:①各个订单都占用特定机组组合, 并且具有共同的齐停点。②机组资源的组合具有动态性, 如订单2在机组3上的开始时间与在机组1、机组2上的开始时间不同。③机组组合继承情况不同, 如订单2在机组1、机组2、机组3上展开, 虽然继承了订单1的机组1和机组2的组合, 但根据自身的批量添加了机组3。④对于振盘切换情况, 如开始生产时机组1、机组2与振盘1连接, 机组3、机组4与振盘2连接, 机组5、机组6与振盘3连接;订单3结束时假定释放了振盘2, 则订单2利用振盘2所连接的机组3开始生产;假定订单1结束时释放了振盘1, 此时订单2就可以追加机组1和机组2开始生产, 可以切换到振盘2, 也可以使用振盘1, 表明在任务执行过程中振盘与机组具有灵活的切换情况。
2.2 卷包作业调度目标函数
卷包作业调度的核心目标是, 在充分利用机组资源的情况下保证订单的交货期, 以延期订单数量最少作为目标函数。
首先定义调度过程中采用的量符号:W={w1, w2, …, wn}表示生产订单集合;Wni、Ai、Di、PSi、PEi、Si、Ei (i=1, 2, …, n) 分别表示第i个订单的加工数量、下达日期、交货期、计划开始时间、计划完工时间、实际开始时间和实际完成时间;F={F1, F2, …, Ff}为振盘集合;P={P1, P2, …, Pp}为卷包机组集合;B={B1, B2, …, Bb}为香烟牌号集合;SW={sw1, 1, sw1, 2, …, sw1, n;sw2, 1, sw2, 2, …, sw2, n;……;swp, 1, swp, 2, …, swp, n}表示分配到机组上的子订单, 其中, swi, j表示机组Pi上加工的第j个子订单;C={C1, 1, C1, 2, …, C1, p;C2, 1, C2, 2, …, C2, p;……;Cb, 1, Cb, 2, …, Cb, p}表示生产能力集合, 其中Ci, j表示牌号Bi在卷包机组Pj上的加工能力;N={N1, 1, N1, 2, …, N1, p;N2, 1, N2, 2, …, N2, p;……;Nf, 1, Nf, 2, …, Nf, p}表示振盘与卷包机组的连接关系集合, 如果振盘i与卷包机组j连接则Ni, j=1, 否则Ni, j=0;CN={CN1, 1, CN1, 2, …, CN1, p;CN2, 1, CN2, 2, …, CN2, p;……;CNf, 1, CNf, 2, …, CNf, p}表示振盘与卷包机组的可连接关系集合, 如果振盘i与卷包机组j可以连接则CNi, j=1, 否则CNi, j=0。
卷包调度目标函数是使延期订单数量最少, 表达式为
3 卷包作业调度技术方案
3.1 卷包作业调度技术思路
目前, 国内关于卷包作业调度的基本思想[4,5]是, 通过能力评估首先划分机组分组及订单分组, 然后根据订单的交货期在机组上进行排序而形成调度方案。这种方法在订单数量较少、订单可用机组约束关系简单的情况下有其适应性, 但算法不够灵活, 无法适应动态的机组组合, 算法能否保证交货期值得进一步商榷。因此, 本文提出一种基于首批订单的两阶段启发式调度思想:①根据振盘的数量, 选取第一批订单, 并按照优先级进行排序, 根据优选机组组合配置进行安排;②针对剩余的每一个订单进行排序, 采取启发式安排的思路, 对于同样的牌号尽量优先考虑之前已安排订单的机组组合方案, 并根据实际情况调整组合方案。
这种两阶段处理的技术思路有效地减少了换牌次数, 并通过振盘对并行生产订单的数量进行了有效控制, 支持了机组资源的动态组合, 使得所形成的算法具有广泛的适应性。
3.2 卷包作业调度算法流程
接收到订单集合W后, 根据首批订单确定初始机组分组, 后续订单在此基础上进行调度, 卷包作业流程如图2所示。
卷包作业调度流程步骤如下:①如果订单数n小于振盘数f, 则以全部订单作为首批订单, 否则在订单筛选规则库的协助下筛选首批订单, 首批订单的数量与振盘数量相同;②根据首批订单对振盘和卷包机进行分组;③利用分组后的机组在调度规则库的协助下对首批订单进行调度;④如果存在未调度订单则转步骤⑤, 否则转步骤⑨;⑤通过订单筛选, 选择出唯一一个订单准备进行调度;⑥如果当前的分组方式能满足选择出的订单的要求则转步骤⑧, 否则转步骤⑦;⑦针对订单的要求调整振盘和卷包机分组;⑧对订单进行调度, 转步骤④;⑨生成作业计划, 结束调度。
4 关键技术
4.1 卷包作业调度数据结构
由于采用卷包机组组合生产的模式, 一个订单可以在多台卷包机组上不同时间段内完成订单的生产加工, 因此, 如果采用传统的数据结构 (即在订单信息中直接附加计划开始加工时间、计划完成加工时间以及加工机组等信息) , 则无法将调度结果准确无误地传达给操作人员, 必须根据卷包调度的特点创建一种新型数据结构以对订单和生产计划进行表述。
由于调度系统接收到的订单与下达给卷包机组的订单在数据的结构及内容层次上差别较大, 因此在新的数据结构中采用分层数据关联的形式进行表述:一是接收的原始订单;二是下达到机组的生产订单。一个接收到的原始订单可以被拆分成一个或者多个生产订单。原始订单记录用于数据的输入, 记录订单的所属牌号、下达日期、交货期等订单基本信息;生产订单用于输出作业计划到生产机组, 记录生产订单所属的父订单、计划开始时间、计划结束时间和计划加工机组等信息。原始订单负责数据输入, 生产订单负责数据输出, 两者之间通过订单的唯一标识——订单编号联系在一起, 形成一个独立而又统一的数据结构, 共同完成生产调度任务。
4.2 卷包作业调度规则实现机制
在调度过程中只能逐个订单地完成调度, 因此必须通过订单筛选规则选出最符合条件的订单。在选择出订单后必须选择机组组合对该订单进行加工。
订单筛选规则包括:①最早下达日期
机组筛选规则包括:①最早可开始时间
然而, 在调度中单一的调度规则往往无法得到想要的结果, 因此本文提出基于一种逐层筛选调度规则的方法, 如图3所示。首先, 接收到待筛选的集合O0 (O0为设备集合或工序集合) , 当集合的元素个数Size (O0) 大于1时启动筛选过程;
然后利用规则i (i=1, 2, …, g) 对集合Oi-1进行筛选, 当i=g或Size (Oi) =1时跳出循环;最后, 如果Size (Og) >1则说明集合中的元素对于当前规则是相同的, 因此采用随机选择的方式选择一个元素。通过此种方式筛选出的元素综合考虑了各种规则, 比单一考虑一种规则的方式更可靠。
4.3 卷包制造资源动态组合方法
每个振盘存在4～5个可连接的卷包机组, 每个卷包机组同样存在多个可连接振盘;在调度排产中, 一个振盘可以连接1～4台卷包机组, 一台卷包机组只能与一个特定的振盘连接。图4所示的振盘与卷包机组之间的连接约束关系是某烟厂的真实情况, 此种约束为制造资源的动态组合提供了空间。
图4所示的可连接关系存在多种可能的分组方式, 为了规范分组并使分组后的机组对实际生产具有可行性, 以及最大程度地利用机组的生产能力, 建立分组规范式1和规范式2。规范式1表示每一个卷包机组最多与一台振盘连接, 只有特种机组在没有订单时取值为0, 以此保证没有空闲的卷包机组, 使生产线发挥最大的生产能力;规范式2表示每个振盘可以连接1～4个卷包机组, 保证生产线柔性和分组的可用性。
规范式1为
规范式2为
由于振盘-卷包机组的连接关系经常发生变化, 需要记录发生变化的时间及相应的卷包机组, 定义CH={CH1, CH2, …, CHp}, 其中, CHi表示卷包机组i最后一次发生分组变化的时间。机组分组的变化可能造成机组上出现生产空隙, 造成机组在末段时间段内闲置, 降低机组的利用效率, 为此必须采取连续生产保障机制, 提高机组的利用率。
设正在使用的振盘为当前振盘, 寻找可连接但尚未连接到当前振盘的卷包机组, 查询这些卷包机组上已经存在的子订单之间是否存在空闲时间段, 如果存在则采用该订单填补机组上的空闲时间段, 然后根据生产数量对原计划结束时间进行调整。
4.4 基于工作日历的机组齐停算法
一个订单采用多个卷包机组进行生产, 同一机组内的多个卷包机组同时释放, 但由于卷包机组组合是动态的, 故造成同一组合内的卷包机组不能同时释放, 而且不同卷包机组的生产能力由于轮保和班保 (班保指每个班次在指定的时间段内停止生产, 对机组进行保养;轮保指机组在指定的班次 (一般一周一次) 停止生产, 进行较为全面的保养) 造成的波动也需要充分考虑。采用机组搜索的方式对生产能力进行计算。确定下达订单所属牌号为Bb1, 所要使用的机组集合为{Pk}, 遍历{Pk}内的卷包机组, 获取集合内每一个卷包机组上已排产订单的可使用时间max (Ek, CHk) 作为每个卷包机组的计划开始时间PSk, 获取其中最晚时间Elast;计算[PSk, Elast) 时间段内加工能力之和∑[ (Elast-PSk) Cb1, k], 从加工数量中核减该时间段内的生产能力;利用核减后的生产数量, 以Elast为开始加工时间计算计划完成时间。
为了保证卷包机组在良好状态下运行, 在生产中为卷包机组安排轮保和班保, 建立一个保养时间集合R={ (Rst1, 1, Est1, 1) , (Rst1, 2, Est1, 2) , …, Rst1, m1, Rst1, m1; (Rst2, 1, Est2, 1) , (Rst2, 2, Est2, 2) , …, (Rst2, m2, Est2, m2) ; (Rstp, 1, Estp, 1) , (Rstp, 2, Estp, 2) , …, (Rstp, mp, Estp, mp) }。
其中, Rsti, j表示设备Pi上第j个保养时间段的开始时间, Esti, j表示设备Pi上第j个保养时间段的结束时间, 下标mk表示设备Pk上保养时间的总数量。
设订单使用的卷包机组为UPI={u1, u2, …, up}, 如是订单使用机组Pi则ui取值为1, 否则为0。设Rs={r1, r2, …, rp}中的元素ri表示卷包机组Pi是否处于维护状态, 是则ri=1, 否则ri=0;St表示订单在卷包机组上的计划开始时间;生产牌号下标为b。机组在计算生产能力时必须考虑保养的影响, 处理步骤如下:
(1) 遍历全部选用的卷包机组, 找到最早开始/结束的保养开始时间LS。图5中, t1～t8均为St取不同值时得到的LS, 当St=t3时LS=t4。
(2) 计算所有卷包机组在开始时间至最早开始保养时间之间的加工烟支的数量TW, 计算公式如下:
当St=t3, 使用机组1～机组4进行生产时, 计算结果为 (t4-t3) (Cb, 1+Cb, 3+Cb, 4) 。
(3) 如果生产能力大于剩余订单, 转步骤 (4) ;否则转步骤 (5) 。
(4) 利用公式
(5) 根据St到LS时间段的生产能力计算生产剩余数量, 公式如下:
(6) 转步骤 (1) 。
(7) 计算结束。
5 应用验证
在Windows XP平台上采用Visual C++开发了卷包作业调度软件系统, 该系统已结合某烟厂的卷包生产线展开了工程化应用, 实现了精细化的卷包作业调度。振盘、储丝柜、机组以及三者之间的连接关系见图4, 表1所示为输入订单, 表2为订单生产的优选机组配置约束表, 在2009年2月1日至2月8日间, 1日至7日为工作日, 8日休息, 设定牌号切换时间统一为40min、生产能力为6000支/min。
订单08佳品醇采用机组GD01～GD07进行生产, 由于这7个机组此前已经安排了其他订单, 因此不能在同一时间进行生产。在安排生产时先根据最晚开始时间核减生产数量然后计算订单齐停时间, 结果为:机组GD4、GD5、GD6上的计划开始时间为2009-02-04 19:37:00, 机组GD1、GD2、GD3、GD7上的计划开始时间为2009-02-05 01:10:00, 而在全部机组上的计划结束时间统一为2009-02-07 15:43:00。为了保证订单03世纪佳品生产的连续性, 机组FK02在2009-02-04 18:54:00至2009-02-05 10:03:00间与机组FK03和FK04在同一机组内生产订单03, 在2009-02-07 01:26:00至2009-02-0717:29:00之间为了保证订单03能够按时交货而与机组FK03和FK04在同一机组组内生产订单03, 而其他时间FK02则与FK01形成一个机组组合进行生产。
6 结语
卷包调度是烟草企业有序、协调、可控和高效生产的核心技术。针对当前烟草行业深入整合的需求和解决核心算法受制于国外软件的问题, 提出了基于制造资源动态组合的卷包作业调度技术。分析并建立了卷包作业排产的原则和约束, 提出了支持卷包作业机组动态组合优化分配的、基于首批订单的两阶段启发式调度思想, 建立了下达订单与生产订单关联的数据结构, 完成了订单和机组调度规则的多层次复合筛选方法的构建, 提出了基于规范式的卷包机组动态组合方法以及基于工作日历的机组齐停算法, 开发了卷包作业调度软件系统, 实现了基于制造资源动态组合的卷包优化调度。
参考文献
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卷包质量 篇5
常见的健康状态评估方法有:模型法、层次分析法、模糊综合评价法[1]、人工神经网络等。设备健康状态评估领域的研究成果颇多[2,3],且大多评价方法都是基于建立在相关专家经验基础上的评价指标体系展开研究的,但是很多时候评价指标之间的独立性是难以保证的,且大部分情况下评价指标对评价对象的影响具有模糊性,因此本文应用模糊理论和网络层次分析法来解决这两个问题。
1 基于ANP的模糊综合评价过程
模糊综合评价法,是一种以模糊推理为主的定性与定量相结合、精确与非精确相统一的分析评价方法[4]。本文利用ANP模型得出各评价指标的权重,旨在有效解决非严格独立性评价指标权重的确定问题;利用FCM算法得到各评价指标的隶属度,避免了模糊隶属函数构建时受主观因素影响而无法准确划分模糊区间值的问题。
1.1 ANP网络层次结构模型
ANP网络结构[5]分为两部分,第一部分是控制层,其中包括问题目标和决策准则;第二部分是网络层,由所有受控制层支配的元素组成,其内部是相互影响的网络结构。根据所建立的评估指标体系,构建的ANP网络结构如图1所示:
设P1,P2,…Pm为ANP控制层元素,c1,c2,…,cn为ANP网络层元素组,ei1,ei2,…eim,i=1,2,…n为元素组ci中的元素。以控制层元素Pj(j=1,2,…,m)为准则,以元素组中的元素eji(l=1,2,…,nj)为次准则,元素组ci中其他元素对ejl的优势度的大小进行比较,可得判断矩阵。由优势度比较可得出归一化特征向量wm。若wm通过一致性检验,则为网络元素排序向量,则其他元素的排序向量可同理得出,从而形成矩阵Wij,即
其中,Wij的列向量为ci中元素ei1,ei2,…,eim对cj中ej1,ej2,…,ejm的重要程度排序向量;若ci与cj之间无影响,则Wij=0。然后把所有的网络元素的相互影响的权重向量组合起来,可得在准则下各组元素对元素组cj的重要性进行比较,将各成对比较矩阵的权重向量汇总于一个矩阵中,形成一个完整的综合矩阵,即为超矩阵,则其矩阵形式如下:
矩阵的子块Wij是列归一化的,但W不是列归一化的,因此以Ps为准则,对Ps下各组元素对准则cj的重要性比较,归一化特征向量为(a1j,a2j,…,anj)T,若比较后无相互影响关系,则aij=0,综合所有特征向量构成权重矩阵A,即
对超矩阵W的元素加权,即得加权超矩阵为:
其中i,j=1,2,…,n,W为列归一化的。
设加权超矩阵元素为,则其大小反映了元素i和元素j之间的相互影响度,为了充分综合各元素之间的影响关系,还需计算的极限值,使得超矩阵趋于稳定,如果最终收敛,则第j列就是网络层各元素对第j个元素的极限排序向量,即为网络层指标的权重。
1.2 FCM模糊综合评价模型
FCM(Fuzzy C-means,模糊C均值聚类)[6]是一种基于划分的聚类算法,使得被划分到同一簇的对象之间相似度最大,而不同簇之间的相似度最小。FCM使用模糊划分,把n个向量xi(i=1,2,…,n)分为c个模糊组,并求每组的聚类中心,使得每个给定数据点的值用[0,1]间的隶属度来确定其属于各个组的程度,即其隶属矩阵也取值在[0,1]之间的元素,同时一个数据集的隶属度的和总等于1。FCM算法的具体实现过程参见文献[7]。
由FCM算法分别求得的各评价对象的各评价指标的隶属度值,从而得到第个评价对象的个评价指标的评判矩阵为:
其中1≤j≤N。
则N个评价对象的评判矩阵为:
然后应用模糊变换的合成运算,可得到聚类中心集V上的一个模糊子集,即综合评判结果为:
2 卷包设备健康状态评价实例分析
2.1 卷包设备健康状态评价指标体系的建立
本文就红河卷烟厂中包装机设备的运行情况,建立了科学、合理并直接关系到状态评价的真实性和全面性的卷包设备健康状态评价指标体系。表1为包装机健康状态评价层次指标体系结构。
2.2 ANP对层次评价指标权重的确定
包装机设备健康状态评价的评价因素并不是相互独立的,它们之间具有相互关联关系,因此,我们采用ANP法计算各指标的权重。
影响“包装机设备健康状态评估”的各因素的重要性各不相同,由于ANP考虑了指标之间的反馈与依赖关系,计算复杂,涉及超矩阵运算,本文借助Super Decision软件进行超矩阵、加权矩阵及最终指标权重运算。则用Super Decisions软件输出的各指标的权重和对应的极限。
2.3 基于FCM的包装机健康状态模糊综合评价
FCM依据隶属度的大小来对数据进行归类划分,对于被划分到同一类的对象之间的相似性大,而不同类之间的相似性较小,本文选取“红河卷烟厂”包装机运行状态数据进行实例分析,样本个数N=765;选取的评价指标n=13;分类的个数即论域的个数c=5,依次分别表示严重病态、病态、一般、健康、非常健康,同时它们对应的分值分别为30,50,60,80,100,;迭代个数iter=100,应用FCM得到各评价对象的各评价指标的隶属度,即它们的总得分为S=30×v1+50×v2+60×v3+80×v4+100×v5,v1、v2、v3、v4、v5分别表示严重病态、病态、一般、健康、非常健康。
2.4 包装机健康状态评价结果分析
实验过程中发现:ANP获得的指标权重与它们的极限值有关,极限值越大,其权重越大。同时在应用FCM聚类算法对指标进行评价时,默认情形为评价指标值越大,得到隶属于高模糊等级的可能性越大,而事实上,除“台时产量”、“在线检验得分”、“入库前检验得分”三个指标为正向指标外(指标值越大,总得分越大);其他指标都为负向指标(指标值越大,总得分越小),因此,我们对负向指标进行了特殊处理,将其映射为正向空间的指标值。
由实验结果可知:评价对象的总得分受所有评价指标的影响,且所受影响程度各不同,其中“台时产量”影响程度最大。在一个评价对象中除“总停机时间”外所有的负向指标的值都比另一个评价对象的值大,然而“台时产量”值较小,且总得分相对,表明评价指标“台时产量”比“总停机时间”的影响程度更大;从定性角度来说,实验结果分析结论与实际情况是一致的,也就是说本文的评价方法是基本有效的;而要进一步从定量的角度来看评价结果的有效,则需要应用于实际,并进行较长时间的验证与评价模型修正后再验证的不断循环过程方能得到更符合实际评价需求的模型。
3 卷包机设备健康状态评估工程应用
理论与实践相结合,我们将上述评价模型算法工程化,应用到红河卷烟厂卷包机设备健康状态评估项目中,红河烟厂卷包机健康状态评估平台的评价功能模块界面如图2所示,可查看按机组健康状态总评分升序方式排序的多个机组的评价结果,排在第一行的机组是最需要进行检修的。
同时用户还可以查看机组健康状态评价指标体系各指工程应用自上线来,卷包机的健康状态评价结果得到了厂方相关专家的基本认可,并根据专家判定来修改评价模型,本文实例部分的评价指标体系为较新的评价版本。
4 结束语
通过对红河卷烟厂的卷包机组的实际运行状态进行理论方法应用评价,评价结果在一定程度上验证了评价方法的有效性,进而能为烟草企业的设备维修提供更科学、合理的决策支持。然评价方法的理论论证有待不断探索,下一步可考虑结合灰色理论进行卷包设备健康状态评估。
参考文献
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卷包质量 篇6
1 预防思想
1.1 首先我们要对设备管理人员提出七个要求, 即培养发现缺陷的能力;
培养改善的能力 (改善设备清扫困难的部位, 找出发生源, 并解决) ;培养防止劣化的能力 (制定作业者自己能够遵守的基准书) ;培养理解设备构造, 并能正确点检的能力;掌握工序正确的操作方法, 理解工序的性能、调整方法、发生异常时的对策方法, 提高操作可靠性的能力;明确理解设备和产品质量的关系, 在不良发生之前解决问题的能力;制定设备管理维护制度性零度制度, 使得对上述六种能力的要求体制化, 习惯化。
1.2 为提高设备管理的效果, 非常需要有计划的设备管理, 掌握设备的磨损规律和故障规律。
设备的磨损大致可分为三个阶段, 初期磨损阶段, 正常磨损阶段和剧烈磨损阶段, 要在初期磨损阶段爱护使用, 在正常磨损阶段精心维护使用, 在剧烈磨损阶段前及时修理。相应地, 设备的故障变化规律也大致可分为三个阶段, 即初期故障期精心安装、认真调试、强化试运转、严格验收;在偶发故障期加强维护保养;在进入磨损老化故障期前及时进行预防维修和改善维修。
1.3 设备保全管理要注意这几个方面:
要按着以下七项内容制定完善的设备保全制度, 即 (1) 彻底清扫、正确注油; (2) 认真操作; (3) 不用不良材料; (4) 定岗定责, 专机专用; (5) 不用破损, 变形件; (6) 建立完善的设备点检制度; (7) 构筑定期保全体制。完善的保全制度对参与设备维护保养的人提出具体要求和具体分工及做法, 确保日常维护保养到位。
2 零故障思想
追求设备正常运行期间零故障, 是开展设备预防性维修保养的主导思想, 尽量将可发现、可处理、可排除的故障隐患在日保、周保和月保中解决, 避免在正常生产停机维修, 这即是对生产任务完成造成影响, 同时能源保障系统也是一个浪费。即影响了设备有效作业率, 同时影响了能源消耗。如何实现零故障这一思想呢?我们重点要从以下几个方面作为设备基础管理工作。
2.1 实行设备信息管理。
要注重全过程信息的收集和反馈, 及时进行研究和解决设备采购过程中也要注重从使用维修部门获取信息支持, 以保证决策的正确性。另外, 还应注重厂家信息情报的收集, 为设备采购、维修和改造创造一个良好的环境。
2.2 对设备进行分类管理。
根据设备的综合效率, 按照重要程度进行分类, 对重点设备进行重点管理。其主要评定要素:故障的影响, 有无替代设备、开动状况、修理难度、对质量的影响、原值等。通过对以上要素进行综合评分, 一般地讲, 重点的A类设备占10%, 一般的B类占75%, 次要的C类占15%左右。
2.3 抓好人才培训, 提高职工的技术素质。
人到任何时候都是起决定作用的因素, 所以首先要提高职工的技术素质。职工的技术素质关系到预防性维修开展的好坏, 同时也影响到故障发生时维修的速度和质量, 因此企业要把培养高素质的维修人员队伍作为重要的发展战略来给予支持和投入。
2.4 强化设备的“三级保养”制度。
要始终把设备保养工作看成是设备管理的基础。一是“时间到位”, 至少坚持每班半小时的例保, 每周4小时的周保和每月8小时的月保工作。二是“人员到位”, 设备保养期间要求机台人员、技术员、修理工和职能部门 (设备科) 组织的检查人员全部到位。三是“项目到位”, 制定例保、周保、月保的详细项目、内容和要求, 保养人员按项目和内容逐项保养, 经车间和厂里的两级检查, 不合格的返工。
2.5 进行综合故障分析。
要制定规范设备例会制度, 对设备运行中设计不良、操作不良、施工不良、运转不良、操作不良、点检不良、修理不良、诊断不良等问题及时通报, 并通过技术组全体人员研究并制定相应对策, 在合适时间开展预防性维修, 把设备带病运转问题及时解决。
3 全员参与管理思想
3.1 自己的设备自己来保全, 改变“我是操作的人、你是维修的
人设备管理不管我事”的思想, 开展自主管理活动, 使得全员意识的彻底变化, 自己设备自己管理的思想, 排除了扯皮怪圈。设备分级分口管理是设备管理的基本要求, 不能仅靠设备管理部门单打独斗, 而是要将与设备相关的全体人员组织到设备管理中来, 通过完善的岗位责任制、使设备管理建立在广泛的群众基础上, 这是降低设备管理成本的最有效办法。具体做法是, 从横的序列上, 要充分调动各环节职能部门, 特别是管理人员的积极性, 正确处理由于分工不同所形成的要求和利益矛盾;从纵的序列上, 要调动各级人员的积极性, 特别是操作人员的积极性和主动性, 对他们充分信任, 可以有效地解决设备运行中的各种问题, 实践证明, 企业形成良好的横向纵向序列相结合, 专业与群众相结合的设备管理网络, 可以有效地提高设备管理效率。
3.2 上下级内部信息交流要通畅, 要建立全厂的设备管理责任
制度, 完善考核机制, 将综合效果与人员的工资收入直接挂钩, 并将全过程管理理念运用于设备管理的各个环节中, 从维修、使用引入到设备定购和设备使用的全过程。开展全员“查找设备原来状态、分析阻碍生产的因素并制定对策、消除阻碍生产的因素及制定基准, 使设备性达到最佳状态的活动。
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