提到“自動(dòng)駕駛”，很多人并不陌生。這種技術(shù)在無人為干預(yù)的情況下，通過感知周圍環(huán)境自行決策并執(zhí)行相關(guān)操作，常被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。

近年來，浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司寧波卷煙廠持續(xù)推進(jìn)智能制造，加快數(shù)字車間和智能工廠建設(shè)，經(jīng)過自動(dòng)化、智能化改造的制絲生產(chǎn)線，批次流轉(zhuǎn)方式由局部智能操作變?yōu)橄到y(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，“自動(dòng)駕駛”在這里有了新場景。

系統(tǒng)變更 另辟新賽道

隨著生產(chǎn)線智能化改造持續(xù)深入，寧波卷煙廠智慧化場景不斷拓展，智慧化水平顯著提升，但也出現(xiàn)了一些新問題，“點(diǎn)位突破”的智慧化場景，無法最大化提升創(chuàng)新效能。制絲車間批次流轉(zhuǎn)智慧功能發(fā)揮就受限于此。

“一條制絲生產(chǎn)線需要連續(xù)生產(chǎn)不同的批次，且批次間的技術(shù)要求不同，雖然各道工序上均有智能化操作，但未實(shí)現(xiàn)全流程智慧化，批次流轉(zhuǎn)還需要人工確認(rèn)信息。”寧波卷煙廠制絲車間主任錢杰介紹道。

按照制絲線流程梳理，生產(chǎn)至少經(jīng)過解包、切片、回潮、一次加料、二次加料等5道工序，會(huì)產(chǎn)生5張生產(chǎn)工單，更換批次時(shí)每張工單都要完成結(jié)束、申請、下達(dá)、開始、釋放等5個(gè)步驟，僅一條生產(chǎn)線就有約25個(gè)節(jié)點(diǎn)需要擋車工確認(rèn)。

如果多條生產(chǎn)線同時(shí)換批，不僅操作時(shí)間相互交叉，工作量也倍數(shù)級(jí)增長。

以三條生產(chǎn)線同時(shí)換批的場景為例。

當(dāng)生產(chǎn)線A線傳出“一次加料滾筒內(nèi)物料走完”信號(hào)，擋車工要在監(jiān)控界面判斷A線換批時(shí)間，同一時(shí)間B線傳出“回潮可以換批”信號(hào)、C線傳出“切片申請換批”信號(hào)，這就要求擋車工對不同信號(hào)進(jìn)行緊要性排序，再從三條生產(chǎn)線各自界面上來回切換進(jìn)行確認(rèn)，這就造成有些生產(chǎn)線空轉(zhuǎn)等待確認(rèn)，導(dǎo)致?lián)Q批不及時(shí)，影響了生產(chǎn)效率。

“這種時(shí)候所有工作都是一個(gè)人干，時(shí)間又非常有限，真是忙得直冒汗。”即便經(jīng)驗(yàn)豐富，制絲車間擋車工黃建峰換批時(shí)依然緊張。

盡管制絲車間制定了防差錯(cuò)機(jī)制，擋車工也認(rèn)真負(fù)責(zé)，但仍有幾率出現(xiàn)失誤，對生產(chǎn)連續(xù)性、工藝穩(wěn)定性都是一種隱患。

有“痛點(diǎn)”，有隱患，問題必須解決！去年2月初，制絲車間決定從生產(chǎn)線批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)入手進(jìn)行系統(tǒng)性攻關(guān)。

“集結(jié)令”一響，制絲車間維修組“無維不至”團(tuán)隊(duì)立即召集車間電氣業(yè)務(wù)骨干，并聯(lián)合秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司技術(shù)人員成立課題攻關(guān)組，探索研發(fā)可以支持批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。

“批次在多個(gè)生產(chǎn)工序間完成流轉(zhuǎn)的過程，集合了采集、傳輸、分析、控制、通訊等系統(tǒng)，其中涉及復(fù)雜的運(yùn)行邏輯，我們現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)無法提供配套支撐。”制絲車間電氣維修主管、該課題組負(fù)責(zé)人馮海分析道。

遇到問題，不等不靠，眼光向外，先立后破。經(jīng)過廣泛調(diào)研，課題組另辟新賽道，將目光投向CPS（信息物理系統(tǒng)），埋頭扎進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)研究中。

數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn) 打造新引擎

經(jīng)過課題組成員反復(fù)比對、分析和推演，一個(gè)月后，批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)的計(jì)劃書初具雛形——

以批次信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過生產(chǎn)線全流程自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)批次與物料共同流轉(zhuǎn)、批次與批次無縫對接，從而代替擋車工完成系列工作，最大程度減少失誤率，提高生產(chǎn)運(yùn)行效率。

設(shè)備智能化改造，數(shù)據(jù)是基本的生產(chǎn)資料。由于批次流轉(zhuǎn)系統(tǒng)涉及生產(chǎn)線上各工藝段，研發(fā)新系統(tǒng)需要對生產(chǎn)線進(jìn)行數(shù)字化建模，其中的原始數(shù)據(jù)采集和分析尤為重要。

“我們劃分了幾大數(shù)據(jù)類型，評(píng)估出涉及批次流轉(zhuǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并建立模型數(shù)據(jù)目錄。”據(jù)馮海介紹，過程中他們還同步參考工藝配方標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量分析標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出開機(jī)前設(shè)備自檢和參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，進(jìn)一步拓展了批次流轉(zhuǎn)系統(tǒng)功能。

對于設(shè)備智能化改造而言，操作邏輯甚至直接決定成敗，課題組對此認(rèn)識(shí)清晰，研發(fā)的批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)與汽車自動(dòng)駕駛的操作邏輯有異曲同工之處。

比如，自動(dòng)駕駛的汽車通過攝像頭、雷達(dá)等采集路況信息，感知車輛周邊環(huán)境，并將信息同步發(fā)送至中央處理器，加工產(chǎn)生例如減速、調(diào)整方向盤等指令，最終反饋給車機(jī)系統(tǒng)完成剎車、車輛轉(zhuǎn)向等操作。

批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)則是通過傳感器從車間的各個(gè)物理系統(tǒng)中采集信號(hào)數(shù)據(jù)，由計(jì)算處理單元對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，再由控制執(zhí)行單元負(fù)責(zé)執(zhí)行基于計(jì)算結(jié)果的物理系統(tǒng)控制，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。

“考慮到每位擋車工的操作習(xí)慣不同，在一些細(xì)節(jié)判斷和生產(chǎn)節(jié)奏把控上存有差異，我們不斷完善操作邏輯。”馮海介紹道。

利用擋車工會(huì)議契機(jī)，課題組同制絲線甲乙兩班擋車工、工藝員、值班長一起，逐個(gè)工序驗(yàn)證指令執(zhí)行情況，并根據(jù)擋車工操作習(xí)慣增補(bǔ)邏輯判斷的條件，最大程度“讓機(jī)器適應(yīng)人”。

動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策，課題組以制絲生產(chǎn)線片葉A線為試點(diǎn)，著力打造生產(chǎn)線“自動(dòng)駕駛”的新引擎。

全程智慧 激發(fā)新動(dòng)能

“工單已申請完畢！”隨著對講機(jī)里傳來一聲號(hào)令，制絲車間中控室所有人屏住呼吸，緊緊盯著批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)上生產(chǎn)布局界面的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。

“開包段下達(dá)完成！”“切片/真空段工單路徑選擇正確！”……當(dāng)運(yùn)行指示跳轉(zhuǎn)到“加料段下一批次工單申請完畢”時(shí)，批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)測試宣告順利結(jié)束。

提起去年6月10日批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)第一天上線監(jiān)控測試的場景，制絲車間電氣儲(chǔ)備維修工張怡仍然歷歷在目。

做精做細(xì)、做實(shí)做優(yōu)，課題組提前預(yù)設(shè)多種可能遇到的突發(fā)情況，一一制定解決方案，持續(xù)完善批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)功能，經(jīng)過一個(gè)月的準(zhǔn)備后正式上線系統(tǒng)。

如今，制絲中控室里不再出現(xiàn)一人同時(shí)切換三條生產(chǎn)線的忙亂景象。

每天清晨，隨著擋車工一鍵啟動(dòng)全線設(shè)備，一條條設(shè)備信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過CPS精準(zhǔn)流轉(zhuǎn)，生產(chǎn)線“自動(dòng)駕駛”成為常態(tài)。哪怕是不同生產(chǎn)線、不同工序、不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)換批，“自動(dòng)駕駛”也能確保環(huán)環(huán)相扣、無縫銜接。

這一具備開機(jī)檢查、實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能決策功能的數(shù)字孿生系統(tǒng)，與擋車工“雙劍合璧”，快速高效為生產(chǎn)制造保駕護(hù)航。

系統(tǒng)上線至今，持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，生產(chǎn)批次平均換批時(shí)間從36.56分鐘降至25.67分鐘，平均每日減少設(shè)備待機(jī)時(shí)間43.56分鐘，設(shè)備開機(jī)自檢由平均3分鐘降至5秒，效率提升約36倍……

一組組數(shù)據(jù)，是批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)實(shí)用好用管用的最好證明。

基于批次自動(dòng)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)，“自動(dòng)駕駛”功能讓擋車工從大量重復(fù)、繁瑣的工作中解放出來，從而有了更多精力關(guān)注產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)精準(zhǔn)控制，同時(shí)，大大提升了產(chǎn)線效率，起到了節(jié)能降耗效果。

從“新”出發(fā)、向“新”而行。依托生產(chǎn)線“自動(dòng)駕駛”亮點(diǎn)呈現(xiàn)，寧波卷煙廠制絲車間沉浸在提質(zhì)升級(jí)的火熱氛圍中，持續(xù)加速向產(chǎn)線智能化邁進(jìn)，“黑燈車間”、無人化產(chǎn)線的愿景正逐步走向現(xiàn)實(shí)。