浅析如何减小加香出口烟丝含水率批次间偏差标偏

刘斌

【摘要】国家局凌成兴局长在2015年全国烟草工作会议上指出：主动顺应消费环境的变化，切实做好高端卷烟品牌培育维护工作，努力通过创新供给激活需求，满足高端卷烟的个性化、多样化需求，增强高端卷烟品牌对行业发展的支撑力、带动力。福建省厦门烟草工业有限责任公司（下文简称“厦烟”）从高端低焦卷烟工艺入手，开展技术攻关，保障高端低焦卷烟的产品实现能力，实现卷烟上水平。

【关键词】批次间；偏差标偏

厦烟制丝车间试验线作为厦烟的精品生产线，具有小型、工艺流程灵活多变的特点，既可以满足敏捷制造、工艺成果快速试验转化的要求，又可以在一定程度上满足特殊牌号生产的需求，其主要负责七匹狼（16支纯香，厦门）、七匹狼（通仙，3mg）等高端低焦牌号的生产，工艺加工精度比一般品牌的要求高。

一、现状分析

七匹狼（16支纯香，厦门）作为试验线生产的重点牌号，近半年来加香出口烟丝含水率批次间的波动较大。加香工序作为制丝生产最后一道工序，将直接影响卷包生产的加工要求以及产品的感官和物理质量等。为了实现七匹狼卷烟产品上水平，满足生产均质化、精益化要求，现对该品牌产品加香出口烟丝批次间水分波动进行攻关，使其稳定并保持在高水平。通过调查，发现影响七匹狼（16支纯香，厦门）加香后出口含水率批次间波动的因素是多方面的。归纳为：掺配膨丝含水率批次间波动、烘后叶丝含水率批次间波动以及加香过程水分丧失量批次间波动。

二、问题解决

通过调查分析得出：松散回潮工序的出口片烟含水率和CTD烘丝工序的烘丝强度的批次间波动是影响加香出口烟丝批次间水分波动的重要因素。

1、确定数理模型建立的流程

在试验线的生产流程中，物料经过各工序，产品的水分发生了变化，依照该流程，以工序为节点，分段拟合数理模型。a）查找松散回潮工序的出口含水率与加水比例设定的关系；b）查找筛分与加料工序的水分增加规律；c）查找储叶和切丝工序的水分丧失量与环境湿度的关系；d）依据工艺标准的CTD烘丝入口水分指标，推算松散回潮的加水比例设定的数理模型

2、收集全工序的数据

（1）收集所需数据

从MES系统的数采系统中收集时间（2013年8月-2014年8月）内的松散回潮工序加水比例、环境湿度、松散回潮工序出口片烟含水率、加料出口片烟含水率及CTD烘丝入口烟丝含水率等数据。

（2）样本剔除

开始→提取数据→剔除不完整样本→剔除水分异常→剔除湿度异常→剔除时间异常→剔除3σ外数据→形成分析样本→结束

3、通过相关性分析，建立水分添加的数理模型

步骤一、查找松散回潮工序的出口含水率与加水比例设定的关系松散回潮工序加水比例的设置对片烟的增湿效果起到至关重要的作用，且呈正比关系。使用Minitab工具中的拟合线图来寻找松散回潮工序加水比例的设置与片烟的增湿量的正比关系。经过一次线性、二次曲线和三次曲线拟合均得到较好的拟合曲线，拟合可信度（R-Sq）≥70%，在同样满足拟合可信度≥70%的前提上选择一次线性的拟合曲线。

采用整体拟合，得到了最优结果为：

y=17.41+0.3375x（6≤x≤11），拟合可信度（R-Sq）=72.8%

x为松散回潮加水比例，y为松散回潮出口片烟含水率

步骤二、查找筛分与加料工序的水分增加规律

筛分加料工序中施加的蒸汽对片烟有增温增湿的效果，因整个生产过程蒸汽的排放开度是一致的，故片烟水分的增加是相对固定的，与环境湿度关系不大。采用整体拟合、分段拟合以及分段取均值拟合，得到了最优结果为：筛分加料工序的水分增加点为1.024.

步骤三、查找储叶和切丝工序的水分丧失量与环境湿度的关系。片烟从筛分加料工序出来后，经过储叶和切丝工序，才进入CTD烘丝工序烘丝。片烟在储叶和切丝工序生产时，与环境湿度进行水分的交换，湿度较高的片烟会向空气中散失部分的水分。储叶和切丝工序的水分丧失量与环境湿度的变化成反向的关系。采用整体拟合、分段拟合以及分段取均值拟合来寻找储叶和切丝工序的水分丧失量与环境湿度的变化成反向的关系，得到了最优曲线为：

y=4.303-0.1044x+0.000808x2（35≤x≤65），拟合可信度（R-Sq）=96.7%

x为环境湿度，y为储叶和切丝工序的水分丧失值

步骤四、依据工艺标准的CTD烘丝入口水分指标，推算松散回潮的加水比例设定的数理模型。根据各工序之间的工艺逻辑关系，推导出最终的数理模型。由上述步骤可以得到最终的松散回潮工序能够应对环境湿度变化的加水比例的数理模型为：

y=18.28-0.31x+0.0024x2

（x为环境湿度，35≤y≤65；y为松散回潮加水比例，6≤x≤11）

4、验证及优化模型

将数理模型运用于实际，得到的CTD入口含水率均满足工艺标准要求（20.3±1）%，加香出口含水率均满足工艺标准厂部要求（12.5±0.5）%及车间要求（12.5±0.3）%，由此推出上述建立的数理模型具有实际运用意义。

1、修订试验线中控的SOP作业指导书，完善工艺督查制度，固化操作

（1）.修订试验线中控的SOP作业指导书。小组将试验线新的加水作业流程修订入试验线中控的SOP作业指导书，用以固化操作。（2）.完善工艺督查制度，通过“自查-检查-督查”执行铁三角的模式对固化下来的操作模式进行自驱动运转.

结语

2014年10月-2015年1月七匹狼（16支纯香，厦门）的加香出口烟丝含水率批次间的偏差标偏进行统计，从0.15下降至0.049。