浙江中烟宁波卷烟厂研发制丝线批次自动流转系统——“自动驾驶” 向“新”而行

提到“自动驾驶”，很多人并不陌生。这种技术在无人为干预的情况下，通过感知周围环境自行决策并执行相关操作，常被应用于汽车领域。

近年来，浙江中烟工业有限责任公司宁波卷烟厂持续推进智能制造，加快数字车间和智能工厂建设，经过自动化、智能化改造的制丝生产线，批次流转方式由局部智能操作变为系统自动运行，“自动驾驶”在这里有了新场景。

系统变更另辟新赛道

随着生产线智能化改造持续深入，宁波卷烟厂智慧化场景不断拓展，智慧化水平显著提升，但也出现了一些新问题，“点位突破”的智慧化场景，无法最大化提升创新效能。制丝车间批次流转智慧功能发挥就受限于此。

“一条制丝生产线需要连续生产不同的批次，且批次间的技术要求不同，虽然各道工序上均有智能化操作，但未实现全流程智慧化，批次流转还需要人工确认信息。”宁波卷烟厂制丝车间主任钱杰介绍道。

按照制丝线流程梳理，生产至少经过解包、切片、回潮、一次加料、二次加料等5道工序，会产生5张生产工单，更换批次时每张工单都要完成结束、申请、下达、开始、释放等5个步骤，仅一条生产线就有约25个节点需要挡车工确认。

如果多条生产线同时换批，不仅操作时间相互交叉，工作量也倍数级增长。

以三条生产线同时换批的场景为例。

当生产线A线传出“一次加料滚筒内物料走完”信号，挡车工要在监控界面判断A线换批时间，同一时间B线传出“回潮可以换批”信号、C线传出“切片申请换批”信号，这就要求挡车工对不同信号进行紧要性排序，再从三条生产线各自界面上来回切换进行确认，这就造成有些生产线空转等待确认，导致换批不及时，影响了生产效率。

“这种时候所有工作都是一个人干，时间又非常有限，真是忙得直冒汗。”即便经验丰富，制丝车间挡车工黄建峰换批时依然紧张。

尽管制丝车间制定了防差错机制，挡车工也认真负责，但仍有几率出现失误，对生产连续性、工艺稳定性都是一种隐患。

有“痛点”，有隐患，问题必须解决！去年2月初，制丝车间决定从生产线批次自动流转入手进行系统性攻关。

“集结令”一响，制丝车间维修组“无维不至”团队立即召集车间电气业务骨干，并联合秦皇岛烟草机械有限责任公司技术人员成立课题攻关组，探索研发可以支持批次自动流转的系统。

“批次在多个生产工序间完成流转的过程，集合了采集、传输、分析、控制、通讯等系统，其中涉及复杂的运行逻辑，我们现有的信息化系统无法提供配套支撑。”制丝车间电气维修主管、该课题组负责人冯海分析道。

遇到问题，不等不靠，眼光向外，先立后破。经过广泛调研，课题组另辟新赛道，将目光投向CPS（信息物理系统），埋头扎进系统架构设计研究中。

数据流转打造新引擎

经过课题组成员反复比对、分析和推演，一个月后，批次自动流转系统的计划书初具雏形——

以批次信息数据为基础，通过生产线全流程自动运行，实现批次与物料共同流转、批次与批次无缝对接，从而代替挡车工完成系列工作，最大程度减少失误率，提高生产运行效率。

设备智能化改造，数据是基本的生产资料。由于批次流转系统涉及生产线上各工艺段，研发新系统需要对生产线进行数字化建模，其中的原始数据采集和分析尤为重要。

“我们划分了几大数据类型，评估出涉及批次流转的关键数据，并建立模型数据目录。”据冯海介绍，过程中他们还同步参考工艺配方标准和质量分析标准，开发出开机前设备自检和参数实时监控等功能，进一步拓展了批次流转系统功能。

对于设备智能化改造而言，操作逻辑甚至直接决定成败，课题组对此认识清晰，研发的批次自动流转系统与汽车自动驾驶的操作逻辑有异曲同工之处。

比如，自动驾驶的汽车通过摄像头、雷达等采集路况信息，感知车辆周边环境，并将信息同步发送至中央处理器，加工产生例如减速、调整方向盘等指令，最终反馈给车机系统完成刹车、车辆转向等操作。

批次自动流转系统则是通过传感器从车间的各个物理系统中采集信号数据，由计算处理单元对这些数据进行计算分析，再由控制执行单元负责执行基于计算结果的物理系统控制，从而实现设备自动化运转。

“考虑到每位挡车工的操作习惯不同，在一些细节判断和生产节奏把控上存有差异，我们不断完善操作逻辑。”冯海介绍道。

利用挡车工会议契机，课题组同制丝线甲乙两班挡车工、工艺员、值班长一起，逐个工序验证指令执行情况，并根据挡车工操作习惯增补逻辑判断的条件，最大程度“让机器适应人”。

动态感知、实时分析、自主决策，课题组以制丝生产线片叶A线为试点，着力打造生产线“自动驾驶”的新引擎。

全程智慧激发新动能

“工单已申请完毕！”随着对讲机里传来一声号令，制丝车间中控室所有人屏住呼吸，紧紧盯着批次自动流转系统上生产布局界面的实时运行情况。

“开包段下达完成！”“切片/真空段工单路径选择正确！”……当运行指示跳转到“加料段下一批次工单申请完毕”时，批次自动流转系统测试宣告顺利结束。

提起去年6月10日批次自动流转系统第一天上线监控测试的场景，制丝车间电气储备维修工张怡仍然历历在目。

做精做细、做实做优，课题组提前预设多种可能遇到的突发情况，一一制定解决方案，持续完善批次自动流转系统功能，经过一个月的准备后正式上线系统。

如今，制丝中控室里不再出现一人同时切换三条生产线的忙乱景象。

每天清晨，随着挡车工一键启动全线设备，一条条设备信息和生产数据通过CPS精准流转，生产线“自动驾驶”成为常态。哪怕是不同生产线、不同工序、不同节点同时换批，“自动驾驶”也能确保环环相扣、无缝衔接。

这一具备开机检查、实时监控、智能决策功能的数字孪生系统，与挡车工“双剑合璧”，快速高效为生产制造保驾护航。

系统上线至今，持续稳定运行，生产批次平均换批时间从36.56分钟降至25.67分钟，平均每日减少设备待机时间43.56分钟，设备开机自检由平均3分钟降至5秒，效率提升约36倍……

一组组数据，是批次自动流转系统实用好用管用的最好证明。

基于批次自动流转系统，“自动驾驶”功能让挡车工从大量重复、繁琐的工作中解放出来，从而有了更多精力关注产品生产工艺，实现了生产精准控制，同时，大大提升了产线效率，起到了节能降耗效果。

从“新”出发、向“新”而行。依托生产线“自动驾驶”亮点呈现，宁波卷烟厂制丝车间沉浸在提质升级的火热氛围中，持续加速向产线智能化迈进，“黑灯车间”、无人化产线的愿景正逐步走向现实。

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