随着数字技术快速发展,物联网、大数据分析、CPS、人工智能、云计算等新一代信息技术广泛应用,智能制造系统在工业生产中的作用越来越重要。
面对从传统制造到智能制造的时代变革,近年来,在中国烟草机械集团有限责任公司领导下,常德烟草机械有限责任公司积极将传统烟机制造技术与数字技术进行深度融合,主导开发卷接机设备智能管理系统,通过构建设备全生命周期管理、设备性能优化、设备运营优化三大模块,实现“设备—产线—工厂”的数据集成与联动,提供从智能单机到智能产线的全方位解决方案,有力支撑卷烟工业企业的智慧产线建设。
数据是卷接机设备智能管理系统运行的基础。秉持着“数据即价值,产品即服务”的理念,常德烟机公司充分挖掘数据,将数字档案、三维装配等静态数据与设备运行、维护、保养等动态数据进行高度集成、管理与共享,“一机一档”为设备精细化管理提供有力支撑。
设备性能优化模块汇聚了设备运行的状态信息,是确保设备稳定运行的重要“指挥舱”。
为此,他们针对性开发了多种故障诊断工具:开发“逻辑框图”功能,从程序设计上追溯故障原因,自动快速定位电气故障点,找准问题本质;开发“蜘蛛手传烟监测”程序,通过监测接烟轮槽烟支缺失信息及蜘蛛手传烟故障信息,使蜘蛛手堵塞故障排查时间缩短了85%;开发“智能点检”功能,打造“所见即所得”的溯源体系,通过自动记录、实时推送、失效检测等实现由“人工点检”向“智能点检”的转换,点检效率提高80%。
设备性能优化模块的功能发挥不仅限于为故障解决提供便利,其在设备故障预警方面也成效突出。
过去,单凭人工经验和简单记录、检测,难以精准了解设备状态、零件损耗信息等,一旦设备“罢工”,生产的连续性和稳定性就会受到影响。
如今,在温度、气压等各类传感器的实时监测下,工作人员能够准确掌握烟机设备健康状态和潜在故障风险,提前预防,确保设备状态时刻“在线”。
产品质量是卷烟生产企业的生命线。为满足卷烟工业企业在卷烟工艺和生产成本等方面的要求,在设备运营优化模块,常德烟机公司将卷烟质量数据与设备实时状态数据相融合,形成单支烟全过程、全维度数字画像,切实提高生产质效。
“借助数字孪生技术,在装有智能管理系统的卷烟机上,我们能实时查看每一支卷烟的重量、空头等特质,还能看到生产该烟支时设备的气压、电机速率等信息,这能为烟支质量追溯提供准确的数据定位。”常德烟机公司研发中心高级主管饶永介绍道。
设备启动阶段生产出的不合格烟支在整个生产阶段占比较高。
为此,他们建立卷烟机启动阶段控制模型,通过大数据分析、人工智能等技术,探索设备最优运行参数。该模型能减少启动阶段50%以上的烟支剔除量,达到降低烟支消耗和提升卷烟质量的双重目标。
重量是最直观、最简单判断烟支质量的标准。为保障整个生产过程中的烟支质量,他们建立重量控制模型,结合烟支生产历史数据驱动设备自动优化重量控制参数,将每一百万支烟的克重偏差控制在0.1毫克以内,提质降耗效果明显。
从二维PDF机械图册到3D爆炸图,常德烟机公司开发全生命周期管理模块,从系统化管理的视角出发,有效管理设备生产出厂、安装调试、验收运行、维护换件、项修大修、搬迁退役等全流程信息,打造“设备履历”,多维度、多层次满足用户使用需求。
在全生命周期管理模块赋能下,设备三维场景可实时呈现。用户点击屏幕便可查看设备结构、精准定位零件。这一创新设计不仅提升了用户的交互体验,更为设备拆装与维护提供了极大的便利。
为帮助用户精准拆装和维修,全生命周期管理模块还接入了“SOP规范”文件,将复杂的操作步骤以标准化、可视化的方式展示在机台终端,同时配备三维装配动画,让用户方便理解,操作起来更加得心应手。
目前,卷接机设备智能管理系统已在多家卷烟工业企业落地应用,常德烟机公司已迈进智能制造的“快车道”。他们表示,将强化人才梯队建设,创新更多高效的智能生产解决方案,为烟机设备智能升级和卷烟工业企业智能产线建设贡献力量。