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专利名称：一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211540347.6

专利申请（专利权）人：红塔烟草(集团)有限责任公司
权利人地址：云南省玉溪市红塔大道118号

专利发明（设计）人：张清,袁正文,周培清,任淑本,初晓燕,杨洋

专利摘要：本发明提供一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，应用于加香工序，将加香控制分为一段加香、二段加香：一段加香通过建立每批次三丝进柜总重量及加香前重量的一级强相关关系获得折算系数，依据折算系数、批的香料重量计算一段加香比例设定，进行一段加香；一段加香生产持续至加香出口采集到该批料的加香出口水分，根据三丝进柜总重量、纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、预混贮丝时间、加香出口水分对折算系数进行优化，再根据寻优折算系数进入二段加香；本发明所述方法通过对加香系统采用分两段式的精准控制，在保障加香均匀性的同时，提高了瞬时加香比例的控制精度，有效改善了加香均匀性。

主权利要求：
1.一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，卷烟制丝加工过程依序包括：贮叶、滚筒干燥、三丝比例掺配、预配贮丝、振筛、定量喂料、加香、贮丝；三丝比例掺配工序中，分别对来自“梗线”、“滚筒叶丝线”、“膨胀线”三条线的烟料计重，三条线重量之和为三丝重量和，并根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准对三丝按比例掺配、混合；预配贮丝工序是先对叶丝、膨胀丝、梗丝进行预混再贮丝，本方法应用于加香工序，将加香控制分为一段加香、二段加香：一段加香通过建立每批次三丝重量和及加香前重量的一级强相关关系获得折算系数，折算系数=（每批加香前重量÷三丝重量和）的平均值，依据折算系数、批的香料重量计算一段加香比例设定，进行一段加香，一段加香比例=批香料重量÷（三丝重量和x折算系数）x100%；
一段加香生产持续至加香出口采集到该批料的加香出口水分，根据三丝重量和、叶丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、预混贮丝时间、加香出口水分对折算系数进行优化，再根据寻优折算系数进入二段加香；
二段加香比例=（批香料重量?已施加香料重量）÷（三丝重量和x寻优折算系数?已施加香料的烟丝重量）x100%；
所述寻优折算系数以如下方式获得：根据现有批次的三丝重量和、叶丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、预混贮丝时间、加香出口水分数据，通过回归分析，得出回归方程：加香入口重量=A+B×三丝重量和+C1×叶丝物料水分+C2×梗丝物料水分?C3×膨胀丝物料水分+D×加香出口水分+E×预混贮丝时间；
其中：A是基础重量常数、B是三丝重量系数、C1是叶丝物料水分相关系数、C2是梗丝物料水分相关系数、C3是膨胀丝物料水分相关系数、D是加香出口水分相关系数、E是预混贮丝时间相关系数，上述常数或系数跟品牌、生产时间、生产环境具有相关性，是历史数据的多个批次数据通过回归分析获得的系数，是常数项；
计算最佳折算系数=加香入口重量÷三丝重量和*100%；
寻优折算系数=最佳折算系数+（最佳折算系数?折算系数）÷2。
2.如权利要求1所述的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，进入二段加香生产后，对寻优折算系数按照预设周期进行计算修正。
3.如权利要求2所述的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，所述预设周期是每间隔15秒。
4.如权利要求1所述的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，批香料重量是在下生产工单时，根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准中读取。
5.如权利要求1所述的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，每间隔一预设时间采集生产数据，并计算每一时间间隔下的加香入口物料累计增量、加香累计增量、瞬时加香比例及加香精度。
6.如权利要求5所述的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，加香精度变化量超出0.5%则判定为异常，加香精度异常，是指批内加香精度。
7.如权利要求6所述的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，其特征在于，加香精度异常通过APP进行推送，供相关人员及时进行分析、改进、在系统中填写出现异常的原因，采取的纠正预防措施。 说明书 : 一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法技术领域[0001] 本发明属于烟草制丝加工领域，具体涉及一种基于大数据的卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法。背景技术[0002] 卷烟制丝加工过程中，加香生产前已经按照批号获得了施加的香料重量，须将香料均匀加入该批烟丝中。现有加香比例设定主要是依据各牌号的批香料重量除以加香入口理论重量的百分比进行控制，靠人工对实际生产的稳定批次的加香入口重量进行统计分析，给出参考的加香比例进行控制。采用这种方式进行维护，工作较繁琐，若加香比例设定值维护不及时，容易造成批加香重量偏移度大，批间加香不均匀，不能有效体现制丝加工控制的智能化、精准化。[0003] 以工厂已生产的同一牌号7个批次烟为例，批加香指同品牌同规格的每批次叶组配方要求施加相同重量的香料，该7个批次统计出其各项指标的平均值如下：[0004][0005] 按照现有方法，加香工序生产第8批前，预估第8批信息如下：[0006][0007][0008] 由于上述信息是依照前7批的预估值，通常与实际值有数量差异，当预估值小于实际值时，生产结束后香料剩余；当预估值大于实际值时，香料不够。为了防止这两种情况的出现，操作工就会在生产的后段不断对加香比例进行调整，调整幅度可高达±0.05％以上，这就导致加香精度差，批加香重量偏移度大，批间加香不均匀等情况发生。发明内容[0009] 针对上述技术存在的不足，本发明的目的是提供一种卷烟制丝加工过程加香均匀性控制方法,通过对加香系统采用两段式分阶段精准控制，在保障加香均匀性的同时，减少了系统瞬时精度的波动，从而降低了整个系统的误差，避免了批间不均现象。[0010] 本发明的一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，卷烟制丝加工过程依序包括：贮叶、滚筒干燥、三丝比例掺配、预配贮丝、振筛、定量喂料、加香、贮丝；三丝比例掺配工序中，分别对来自“梗线”、“滚筒叶丝线”、“膨胀线”三条线的烟料计重，三条线重量之和三丝重量和，并根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准对三丝按比例掺配、混合；预配贮丝工序是先对叶丝、膨胀丝、梗丝进行预混再贮丝，本方法应用于加香工序，将加香控制分为一段加香、二段加香：[0011] 一段加香通过建立每批次三丝进柜总重量及加香前重量的一级强相关关系获得折算系数，折算系数＝(每批加香前重量÷该进预混柜前三丝的重量)的平均值，[0012] 依据折算系数、批的香料重量计算一段加香比例设定，进行一段加香，一段加香比例＝批香料重量÷(三丝进柜总重量x折算系数)x100％；[0013] 一段加香生产持续至加香出口采集到该批料的加香出口水分，根据三丝进柜总重量、纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、预混贮丝时间、加香出口水分对折算系数进行优化，再根据寻优折算系数进入二段加香；[0014] 二段加香比例＝(批香料重量?已施加糖香重量)÷(进预混柜前三丝的重量x寻优折算系数?已施加香料的烟丝重量)x100％。[0015] 本发明所述方法通过对加香系统采用分两段式的精准控制，在保障加香均匀性的同时，减少了系统瞬时精度的波动，从而降低了整个系统的误差，避免了批间不均现象。利用批加香和比例加香相结合思维进行控制，增加了短时误差控制和累计误差补偿，以此提高瞬时加香比例的控制精度，有效改善了加香均匀性。[0016] 优选的，所述寻优折算系数以如下方式获得：在加香出口采集加香出口水分，根据加香出口水分及及之前多个批次加香出口水分与加香入口重量的关系，计算加香入口重量；[0017] 依据重新估算的加香入口重量，计算最佳折算系数＝加香入口重量÷三丝重量*100％；[0018] 再根据最佳折算系数计算寻优折算系数：寻优折算系数＝最佳折算系数+(最佳折算系数?折算系数)÷2。[0019] 优选的，所述寻优折算系数以如下方式获得：在加香出口采集加香后重量、加香出口水分，根据加香后重量、加香出口水分计算加香入口重量；[0020] 依据重新估算的润叶加香入口重量，计算最佳折算系数＝加香入口重量÷三丝重量*100％；[0021] 在根据最佳折算系数计算寻优折算系数：寻优折算系数＝最佳折算系数+(最佳折算系数?折算系数)÷2。[0022] 优选的，所述寻优折算系数以如下方式获得：根据现有批次的三丝重量、纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、预混贮丝时间、加香出口水分等数据，通过回归分析，得出回归方程：[0023] 加香入口重量＝A+B×三丝重量+C1×纯丝物料水分+C2×梗丝物料水分?C3×膨胀丝物料水分+D×加香出口水分+E×预混贮丝时间；[0024] 其中：A是基础重量常数、B是三丝重量系数、C1是纯丝物料水分相关系数、C2是梗丝物料水分相关系数、C3是膨胀丝物料水分相关系数、D是加香出口水分相关系数、E是预混贮丝时间相关系数。上述常数或系数跟品牌、生产时间、生产环境具有相关性，是历史数据的多个批次数据通过回归分析获得的系数，是常数项；[0025] 计算最佳折算系数＝加香入口重量÷三丝重量*100％；[0026] 寻优折算系数＝最佳折算系数+(最佳折算系数?折算系数)÷2。[0027] 优选的，进入二段加香生产后，对寻优折算系数按照预设周期进行计算修正。[0028] 更优选的，所述预设周期是每间隔15秒。[0029] 优选的，批香料重量是在下生产工单时，根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准中读取。[0030] 优选的，每间隔一预设时间(15秒)对生产数据进行采集，并计算每一时间间隔下的加香入口物料累计增量、加香累计增量、瞬时加香比例及加香精度。[0031] 更优选的，加香精度变化量超出0.5％则判定为异常。加香精度异常，是指批内加香精度。[0032] 更优选的，加香精度异常通过APP进行推送，供相关人员及时进行析、改进、在系统中填写出现异常的原因，采取的纠正预防措施。[0033] 本发明所述加香方法与现有技术相比具有如下优点：[0034] 1、在加香前设置预配贮丝对三丝进行预混，不仅利于三丝(叶丝、膨胀丝、梗丝)混配均匀，更利于提升加香均匀性控制；[0035] 2、在生产过程中MES系统采集加香出口的平均水分、纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、三丝进柜重量，同时，将上述数据之间的强相关关系作为基础大数据，让系统分两段加香，不仅能实现批加香自动控制，而且提高制丝加工的加香控制精度，减少了系统瞬时精度的波动，从而降低了整个系统的误差，避免了批间加香不均现象。[0036] 3、增加加香精度异常及APP推送后，相关人员可以及时分析、改进系统中的异常，并采取纠正预防措施。附图说明[0037] 图1为本发明的涉及的加工工艺一流程示意图[0038] 图2为一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法图[0039] 图3为本发明的涉及的加工工艺另一流程示意图[0040] 图4为另一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法图具体实施方式[0041] 为清楚描述本发明的一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，现结合附图进一步详细说明。[0042] 如图1、图2所示，本发明的一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，卷烟制丝加工过程依序包括：贮叶、滚筒干燥、三丝比例掺配、预配贮丝、振筛、定量喂料、加香、贮丝；三丝比例掺配工序中，分别对来自“梗线”、“滚筒叶丝线”、“膨胀线”三条线的烟料计重，三条线重量之和三丝重量和，并根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准对三丝按比例掺配、混合；预配贮丝工序是先对叶丝、膨胀丝、梗丝进行预混再贮丝。[0043] 叶丝线滚筒干燥出柜处安装有水分仪，实时对物料水分进行实时检测及采集，获得烘丝出口水分；梗丝出柜处安装有水分仪，实时对物料水分进行实时检测及采集，获得梗丝出柜水分；膨胀丝出柜处安装有水分仪，实时对物料水分进行实时检测及采集，获得膨胀丝出柜水分。[0044] 待施加的批香料重量是在下生产工单时，根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准中读取。[0045] 三丝总重量＝梗线物料重量+膨胀线物料重量+滚筒叶丝线物料重量。[0046] 本方法应用于加香工序，将加香控制分为一段加香、二段加香。[0047] 一段加香通过建立每批次进预混柜前的三丝总重量及每批加香前重量的一级强相关关系获得折算系数，折算系数＝(每批加香入口重量÷该进预混柜前的三丝总重量)的平均值，[0048] 依据折算系数、批的香料重量计算一段加香比例设定，进行一段加香，一段加香比例＝批香料重量÷(三丝进柜总重量x折算系数)x100％；[0049] 一段加香生产持续至加香出口采集到该批料的加香出口水分，根据三丝总重量、纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、预混贮丝时间、加香出口水分对折算系数进行优化，再根据寻优折算系数进入二段加香；[0050] 对折算系数进行优化的方法是：在加香出口仅采集加香出口水分时，是依据加香出口水分的变化及之前多个批次加香出口水分与三丝总重量的关系，调整对加香入口重量的预估，再依据调整预估后的加香入口重量，重新计算折算系数作为最佳折算系数。[0051] 当如图1所示，在加香出口设置加香出口重量采集装置时，对折算系数进行优化的方法还可以是：依据加香出口水分、加香出口重量反推加香入口重量，重新计算折算系数作为最佳折算系数。[0052] 最佳折算系数＝加香入口重量÷三丝总重量*100％；[0053] 进一步计算寻优折算系数＝最佳折算系数+(最佳折算系数?折算系数)÷2；[0054] 获得寻优折算系数后，进入二段加香，二段加香是依据寻优折算系数、批香料重量、已施加糖香重量、进预混柜前的三丝总重量、已施加香料的烟叶重量计算二段加香比例，进行加香控制：[0055] 二段加香比例＝(批香料重量?已施加糖香重量)÷(进预混柜前的三丝总重量x寻优折算系数?已施加香料的烟丝重量)x100％。[0056] 两段加香中，均对已施加香料重量、已施加香料的烟叶重量进行记录。[0057] 该方法通过对加香系统采用分两段式的精准控制，在保障加香均匀性的同时，减少了系统瞬时精度的波动，从而降低了整个系统的误差，避免了批间不均现象。[0058] 如图3、图4所示，本发明的一种卷烟制丝加工过程中加香均匀性控制方法，卷烟制丝加工过程依序包括：贮叶、滚筒干燥、三丝比例掺配、预配贮丝、振筛、定量喂料、加香、贮丝；三丝比例掺配工序中，分别对来自“梗线”、“滚筒叶丝线”、“膨胀线”三条线的烟料计重，三条线重量之和三丝重量和，并根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准对三丝按比例掺配、混合；预配贮丝工序是先对叶丝、膨胀丝、梗丝进行预混再贮丝。[0059] 叶丝线滚筒干燥出柜处安装有水分仪，实时对物料水分进行实时检测及采集，获得烘丝出口水分；梗丝出柜处安装有水分仪，实时对物料水分进行实时检测及采集，获得梗丝出柜水分；膨胀丝出柜处安装有水分仪，实时对物料水分进行实时检测及采集，获得膨胀丝出柜水分。[0060] 待施加的批香料重量是在下生产工单时，根据生产工单品规和牌号从MES系统对应工艺标准中读取。[0061] 三丝总重量＝梗线物料重量+膨胀线物料重量+滚筒叶丝线物料重量。[0062] 本方法应用于加香工序，将加香控制分为一段加香、二段加香。[0063] 现以一段时间内生产的同规格牌号为红塔山(软经典1956)的历史数据为例，进一步说明。[0064] 历史数据表[0065][0066] 一段加香时，按历史数据平均值计算折算系数＝加香入口重量÷三丝重量×100％＝12044.42÷12101.91×100％＝99.52％。[0067] 依据折算系数、批的香料重量计算一段加香比例设定，进行一段加香，一段加香比例＝批香料重量÷(三丝进柜总重量×折算系数)×100％；[0068] 批香料重量：在下生产工单时，根据生产工单品规和牌号从MES系统中，可以读取对应工艺标准的批香料重量。[0069] 一段加香比例：根据上面数据及公式计算得出。如：红塔山(经典1956)标准的批香料重量为41.732，一段加香比例＝41.732÷(12101.91×99.52％)×100％＝0.346％。[0070] 对折算系数进行优化：根据三丝总重量、纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分、加香出口物料水分、预混贮丝时间等数据，通过回归分析，得出回归方程：[0071] 加香入口重量＝A+B×三丝重量+C1×纯丝物料水分+C2×梗丝物料水分?C3×膨胀丝物料水分+D×加香出口水分+E×预混贮丝时间；[0072] 其中：A是基础重量常数、B是三丝重量系数、C1是纯丝物料水分相关系数、C2是梗丝物料水分相关系数、C3是膨胀丝物料水分相关系数、D是加香出口水分相关系数、E是预混贮丝时间相关系数。上述常数或系数跟品牌、生产时间、生产环境具有相关性，是历史数据的多个批次数据通过回归分析获得的系数，是常数项例如：加香入口重量＝1670+0.945×12000+9×13.2+91.9×13.0?196×13.3+17×12.8+3.71×4＝11949.14；在此方程中：A＝1670B＝0.945C1＝9C2＝91.9C3＝196D＝17E＝3.71。[0073] 一段加香生产持续至加香出口采集到该批料的加香出口水分时，还实时采集了批次18的多个数据：[0074][0075] 依据重新估算的加香入口重量＝1670+0.945×12000+9×13.2+91.9×13.0?196×13.3+17×12.8+3.71×4＝11949.14；[0076] 利用重新估算的加料入口重量计算最佳折算系数、寻优折算系数如下：[0077] 最佳折算系数＝加香入口重量÷三丝总重量×100％＝11949.14÷12000×100％＝99.58％；[0078] 寻优折算系数＝最佳折算系数+(最佳折算系数?折算系数)÷2＝99.58+(99.58－99.52)÷2＝99.61％；[0079] 获得寻优折算系数后，进入二段加香，二段加香是依据寻优折算系数、批香料重量、已施加糖香重量、进预混柜前的三丝总重量、已施加香料的烟叶重量计算二段加香比例，进行加香控制。[0080] 两段加香中，均对已施加香料重量、已施加香料的烟叶重量进行记录。[0081][0082] 优选的，进入二段加香生产后，对寻优折算系数按照预设周期进行计算修正，预设周期是每间隔15秒，每间隔一预设时间(15秒)对生产数据进行采集，并计算每一时间间隔下的加香入口物料累计增量、加香累计增量、瞬时加香比例及加香精度，加香精度变化量超出0.5％则判定为异常。加香精度异常，是指批内加香精度。[0083] 卷烟制丝加工过程中加香工序的每批香料重量是根据生产工单品规和牌号确定，为了从料头到料尾均匀施加，需要比较准确的预估出加香入口重量，以便于更加准确的计算出加香比例设定值进行加香生产。[0084] 因烟丝吸湿性较强，三丝进入预配柜后，其水分不仅受三丝混配前的水分(纯丝物料水分、梗丝物料水分、膨胀丝物料水分)影响，还受贮存环境温湿度影响，贮存时间长短不同，烟丝水分变化也不同，待出柜时其重量与三丝进柜总重量会有所差异，差异量未知。[0085] 从图1、图3可以看出，在加香前对物料进行了筛分，筛除尺寸小于1.0mm的烟末，并作废料处理，这里筛除的物料未进行称重，筛出量未知，且不同批次因水分差异等原因造成的造碎程度不同，筛出的废料量也不同。[0086] 从以上几点可看出，加香开始前三丝进柜总重量是已知的，但因后续工序导致加香入口重量未知，只能通过历史批次数据进行预估。[0087] 本发明所述方法将加香控制分为一段加香、二段加香，实质是对加香入口重量进行多次调整，提升加香均匀性。

专利地区：云南

专利申请日期：2022-12-02

专利公开日期：2024-09-06

专利公告号：CN115956697B