當前,在數字經濟與實體經濟深度融合的時代背景下,智能制造成為重塑中國制造新優勢、建設制造強國的主攻方向之一。
面對數字化浪潮,作為煙草行業唯一一家科研教學實驗基地,近年來,安徽中煙工業有限責任公司合肥卷煙廠積極擁抱新基建、新智造,探索人工智能、云計算等數字技術在卷煙生產質量保障上的運用,全力構建“三化雙鏈一中心”數字化質量管控模式,近日獲評中國質量協會質量標桿典型經驗。
“三化”夯基 固本培元
“智能制造作為卷煙工廠貫徹行業數字化轉型戰略的重要手段,已成為激活發展動能、鍛造企業核心競爭力、打造一流質量卷煙工廠的重要途徑。”合肥卷煙廠分管質量的副廠長丁士海說道。
2019年,合肥卷煙廠積極采用新一代信息技術、智能控制技術,聚焦核心業務過程,開展業務流程規范化、質量數據標準化、組織知識顯性化“三化”工作,全面夯實質量管理數字化基礎。
——業務流程規范化。注重規劃設計,聚焦卷煙制造加工等煙草工業管理體系14個流程域,立足企業實際,完成核心業務52個流程組287個流程的精細分解。注重優化改進,應用要素流程分析法分析現有流程,完成42項與現場質量管理息息相關的業務流程優化。注重固化完善,共計梳理35個風險點及66個潛在失效模式,優化質量相關記錄性文件85項,優化編制檢驗崗位等重點崗位的37份SOP標準作業程序。
——質量數據標準化。一方面建立基礎數據字典,規范數據格式,統一編碼體系,實現質量數據定義與分類標準化;另一方面通過建立采集、處理、匯聚和中轉的歸檔策略,完成底層控制系統超10萬條工控點位數據的采集和管理,實現質量類主題數據的統一管理。
——組織知識顯性化。按照“崗位—項目—職能—企業”四級來源建立知識坐標系,實現質量知識分級入倉、案例經驗傳承延續。建立“1+N+X”知識創新機制,助力知識的提煉、分享與傳播。設定知識標簽,通過鏈接知識標簽與需求場景,構建知識地圖,實現快速導航。
“以前車間開展工藝質量培訓,因涉及崗位不同,操作規程、設備技術參數等培訓點不同,需要制作不同類別的課件。現在有了知識地圖,便能根據崗位需求‘一鍵生成’課件,員工也能隨時隨地自主學習鞏固。”卷接包車間工藝管理員李敏在智慧協同平臺上輕輕點擊,包裝操作崗位相關知識圖譜便展現在眼前。
“雙鏈”賦能 保障質量
在卷煙制造企業,從復烤煙葉醇化到產品交付往往需要3~5年,其中原料養護環節時間最長,也是質量管控難度最大的環節,一不留神,便會出現煙葉霉變等質量隱患。但是,通過運用數字化技術,這些問題迎刃而解。
走進合肥卷煙廠智慧原料倉儲庫,雖然一片漆黑,伸手不見五指,但是6大類3000多臺感知設備和智能機器人,猶如一只只“貓頭鷹”,實時監測著復烤煙葉包芯溫度、水分,倉庫環境溫濕度、磷化氫濃度和蟲情等指標,實現對倉間環境全時段、無死角數字化監控。
“以前原料養護需人工定期巡檢,并搬運煙葉對醇化情況進行查看,容易引發倉損率偏高等次生問題。現在通過過程控制數字化技術,一千多萬條感知環境數據匯聚到中臺,實現實時感知、無死角監控,極大減輕了現場巡檢強度。”物流分中心煙葉倉儲管理員王鎮龍說道。
除了原料養護環節,合肥卷煙廠還運用數字化技術在制絲環節、卷接包環節進行關鍵價值鏈場景應用,形成正向過程質量鏈與逆向質量追溯鏈雙向保障。
在制絲環節,針對開環控制工序,強化變量的狀態感知和分析,創新“云—邊—端”的模型開發部署和統一調度,實現人工判斷到數據驅動的轉變;針對閉環控制工序,在傳統SPC技術實踐下,采用邊緣端機器學習的控制技術,實現工序的自適應控制。其中,薄板烘絲環節出口含水率Cpk達標率100%。
在卷接包環節,自主開發企業數字化質量管控機臺,實現單機臺83個關鍵要素信息“開機智檢”、56個核心工藝質量數據“實時監視”、異常處置RPA智能拋單、工作績效價值即知等核心功能。2023年“卷接包車間數字化質量管控機臺建設與應用”項目獲行業首屆數字化轉型創新實踐大賽三等獎。
同時,為強化煙葉原料、煙用輔材、香精香料等的管理過程管控,合肥卷煙廠運用批次管理系統,構建了 33個關鍵環節和156個控制點的虛擬產業鏈。小小一包煙,有了專屬“身份信息檔案”,簡單掃碼,各種原料、生產信息便可全部掌握,實現質量異常全流程精準管控。
“5G+”高架庫智能應用平臺、貯葉間智能巡檢機器人、小包外觀缺陷在線智能檢測平臺……一項項數字技術場景運用,形成由點到線再到面的全程質量管控,猶如一張數字“天網”,為產品質量保駕護航。
“中心”智控 全域掌握
在合肥卷煙廠智造控制中心內,大屏上各生產環節數據實時匯聚更新,預警系統隨時“待命”,生產異常情況及時診斷預警,猶如一個“大腦”,對整個生產環節進行感知、預警、協同、評價。
“這套系統便是‘線上平臺+線下組織’的‘一體化管控中心’,它實現了質量管理由‘傳統人治、垂直管控’向‘數字驅動、一體管控’轉變。”智造控制中心主任陶芳介紹道。
這套系統可不簡單,感知、預警、協同、評價四大模塊各司其職、相互配合,貫穿生產前、中、后過程。
感知模塊,結合數字孿生技術,集成指標類、作業行為類數據,實現質量關鍵信息的實時動態呈現;預警模塊,分類分級,建立預警規則1857條,實現異常情況的全面掌控;管控模塊,利用 RPA技術協同處理預警事件,異常響應作業由過去“人工發現、線下溝通”變為現在“數據判定、線上調度”;評價模塊,對人員、事件、績效三方面同時進行評價,并基于評價結果衍生出提升方向,實現“大集控”模式下組織績效的量化與持續優化管理。
近年來,在“三化雙鏈一中心”數字化質量管控模式的加持下,合肥卷煙廠質量、效率、成本等核心指標全面向優。2023年卷煙產品在行業抽查中,首獲綜合質量第二、外觀質量第一的突破。行業對標2項設備效率指標增速創近10年最佳,煙葉單耗降幅創近10年新高,萬元工業增加值能耗同比下降18.62%。
質量數字化轉型工作永遠在路上。合肥卷煙廠表示,將持續強化數實融合,縱深推進質量數字化改革,圍繞數字賦能、制度升維、協同治理三個層面,進一步完善“三化雙鏈一中心”質量管控模式,建立管控制度、健全管控體系、提升管控能力,以創新贏得主動,以質量贏得未來。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察