近年來，上海煙草集團天津卷煙廠扎實推進數字化賦能與設備精益管理深度融合，以關鍵工藝環節、設備管理模式創新為突破口，積極推進數據信息技術在設備運行控制、狀態檢測中的應用，不斷提升設備精益管理水平。

天津卷煙廠設備健康管理平臺。

立足狀態監測系統

構建設備健康管理模式

現代卷煙生產設備不斷向連續化、高速化、精細化和智能化方向發展，精度高、傳動機構復雜，相應地也導致設備故障表現出越來越大的隨機性，潛在的故障風險不僅會對設備效能產生影響，還會直接影響產品質量。

天津卷煙廠積極探索狀態監測技術在卷包設備上的應用，預測設備潛在故障風險，從而有效減少故障停機時間。

據天津卷煙廠工程設備科項目負責人孫夢迪介紹，從2017年10月在第一臺ZB47包裝機組完成試裝以來，他們目前已經實現設備健康狀態監測系統在9組ZJ112-ZB47卷包機組上的落地應用。

“我們在每組包裝機的推進器、傳動箱、主油箱等關鍵部位安裝了14個監測點，在卷煙機風機、刀頭傳動、蜘蛛手、上膠傳動等關鍵部位安裝了12個監測點，通過加速度傳感器、光學傳感器，收集設備實時數據和波形數據。”孫夢迪說。

通過傳感器采集設備運行時的轉速、振動、溫升、油液清潔度等各類關鍵數據，結合設備專家、數據分析專家的經驗和實踐應用數據經驗積累，他們建立了設備關鍵點位預警閾值，判斷設備健康狀況，進而達到預測設備潛在故障風險的目的。

為了讓狀態監測系統從“有用”變成“好用”，讓數據分析成為設備“體檢”的診斷利器，提高設備狀態、維修情況可視化管理水平，天津卷煙廠設計研發了設備健康管理平臺。

設備健康管理平臺包括監控平臺、工作平臺、故障預警、數據看板、工具平臺五個模塊，維修人員、設備管理人員可以通過各類終端設備的IE網頁登錄，直觀地查看整個卷包設備的運行狀態、預警統計、待執行工單以及歷史故障分布情況，點擊界面信息區域可以逐層展開信息對應的具體內容，大幅提高了設備狀態監測系統的反饋及時性、操作便捷性。

以數據驅動為核心，設備健康管理平臺的數據看板模塊可以集成化發揮數據診斷作用。該模塊一方面為各級使用人員提供了全面、直觀的監測點數據預警狀態展示，以及與之對應的歷史數據比對信息；另一方面提供了同機型、同測點的橫向對標功能，進一步保證了預測結果的準確性。

工作平臺、工具平臺兩個模塊的主要作用是保證狀態監測系統的執行落地。在監測點位發生故障預警后，工作平臺自動生成工單，并由維修人員記錄維修過程，在實現預警信息快速響應的同時，推動預警信息處置、設備維修經驗逐步積累；維修完成后，可以在工具平臺模塊內依據現場維修時間節點，對比維修前后測點數據的變化趨勢，驗證本次維修的實際效果，最終依托整個平臺的持續運轉，更加高效、精準地完成“預警—維修—跟蹤”的閉環管理，切實提升設備管控力和保障力。

2021年，卷包狀態監測系統累計執行閉環工單174條，輔助排除了70次故障隱患，監測點位對應的設備部件故障停機時長較系統應用前縮短87.26%，真正實現了設備健康狀態監測系統的落地應用與管理，為智能維護技術推廣應用、設備管理精益化積累了經驗。

智能單機監測圖。

聚焦智能單機

提升智能化管控水平

為進一步提升卷煙生產的智能化管控水平，天津卷煙廠在制絲生產方面制定了智能單機、智能生產線、智能車間總體發展規劃，以智能單機作為初期工程，選擇梗絲加料機作為實踐對象，在設備智能建設中展開了有益探索。

梗絲加料機作為梗線生產的主要設備，出口水分的穩定性至關重要，而在實際生產過程中受來料水分波動大、季節性環境變化等因素影響，出口水分標準偏差在0.14%~0.22%，且控制結果不穩定。

為此，工廠成立項目組，經過反復論證，決定采用建模控制的辦法，控制梗絲加料機加水流量，以保障梗絲加料機物料出口含水率滿足工藝需求。

項目組核心成員張羽向記者詳細介紹了加水建模控制系統的原理。該控制系統基于歷史生產數據，通過建立不同卷煙品牌物料吸水特性、來料水分、物料流量、出口水分設定值與加水流量之間的關系，讓控制系統根據當前生產情況，智能地找到最佳加水流量，減少對反饋調節的依賴，縮短實際出口水分到達出口水分設定值的時間。

具體實施時，加水建模控制系統將回潮過程分為料頭、過渡過程和穩態生產三個階段，不同階段采用相應模型控制加水流量，且適時引入出口水分的反饋調節，消除建模誤差。此外，通過統計當前批次有效生產數據，反推標準加水量，將上一批次物料在線建模結果與同品牌歷史值進行變權值迭代運算，實現模型在線自學習，以適應季節和環境溫濕度的變化。

經過一年的試驗使用，應用加水建模控制后，產品工藝指標自適應控制的穩定性和有效性得到了充分驗證，梗絲加料機水分標準偏差控制在0.1%~0.14%，CPK（過程能力指數）提升184%，特別是來料水分出現趨勢波動的情況下效果良好，智能單機自適應水平高，指標穩定性好。

此外，項目組還圍繞設備智能預熱、智能自檢、智能預警進行了攻關。截至2021年年底，項目組實現了梗絲加料機包括智能預熱、基于歷史數據的加水建模控制、智能自檢、智能預警在內所有功能的運行，工藝指標顯著提升，設備狀態監控能力有效加強，為今后的智能化探索勾勒出清晰的路線圖。