专利名称：一种提高制丝工艺参数控制效果的方法
技术领域：
本发明涉及卷烟制丝加工工艺参数控制优化技术，尤其涉及提高制丝工艺参数控 制效果的方法。
背景技术：
在卷烟加工行业中，制丝加工是非常重要的工艺过程，其处理效果直接影响到烟 草内在质量，因此需要对制丝加工工艺参数控制进行优化，以提高制丝成品的质量和稳定 性。在制丝线生产过程中，工艺参数在实际执行过程中的控制阶段分为非稳态阶段和 稳态阶段，其中，非稳态阶段一般属于制丝生产过程各工序的开始和结束阶段，以及断料阶 段，特殊情况下，工艺参数实际执行未在技术指标范围内也属于非稳态阶段；而稳态阶段是 生产过程稳定执行阶段。而在现有控制效果的优化方式中，通常使用统计过程控制的方法 来对某个工艺参数的执行过程和控制效果进行评估，而这种方式只适用于系统处于稳态时 的情况，而对于前面提到的非稳态阶段则无法综合考虑。这也使得优化后的实际控制效果 打折扣。另外，在非稳态下目前所考察的通常是头料和尾料时间，尚缺少考察断料情况和超 差情况下的控制效果的优化方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种提高制丝工艺参数控制效果的方法，能够在优化过程中 对稳态阶段和非稳态阶段进行综合考察，并依此对工艺参数控制进行优化，实现更全面更 符合实际的优化效果。为实现上述目的，本发明提供一种提高制丝工艺参数控制效果的方法，包括采集制丝工序中的工艺参数的稳态数据和非稳态数据；根据所述工艺参数的稳态数据计算出所述工艺参数的过程能力指数；根据预设的稳态过程能力评估函数和非稳态过程能力评估函数分别对所述工艺 参数的过程能力指数和非稳态数据进行转换，分别得到所述工艺参数的稳态数据和非稳态 数据的过程能力评估值；判断所述工艺参数的稳态数据和非稳态数据的过程能力评估值是否分别达到各 自对应的预设阈值，如果其中有未达到预设阈值的过程能力评估值，则对该工艺参数执行 调整操作。进一步的，在制丝加工过程的滚筒式烘丝工序中所述工艺参数为出口含水率、出 口温度、筒壁压力、辅风温度、出料罩负压、电秤流量、入口含水率和热风温度任一种。进一步的，所述稳态过程能力评估函数在过程能力指数的各个分段取值范围内的 曲线斜率不同，其中取值范围较小的分段的曲线斜率大于取值范围较大的分段的曲线斜率。进一步的，在过程能力指数在W，0.83]时对应的函数值所拟合成的曲线的斜率高于过程能力指数在(0.83,1.67]时对应的函数值所拟合成的曲线的斜率，过程能力指数 在W，1.67]时对应的函数值所拟合成的曲线的斜率为正数，当过程能力指数大于1.67，则 对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。进一步的，根据关键参数的原始数据计算出对应的过程能力指数的操作具体包 括根据工艺参数的稳态数据中的采样值和采样数计算出所述工艺参数的均值和标 偏；根据所述工艺参数的均值和标偏计算稳态过程中的过程能力和制程准确度，其中 所述过程能力表示数据分布的离散情况，所述制程准确度表示稳态过程中数据总体分布偏 离情况；根据稳态过程中的过程能力和制程准确度计算出过程能力指数。进一步的，所述非稳态数据对应的过程能力评估值通过非稳态过程能力评估函数 计算得出，当非稳态数据在[A，B]时对应的函数值所拟合成的曲线的斜率为负数，当非稳 态数据大于B，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最小值，当非稳态数据小于A，则 对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。进一步的，时间A的取值区间为
，时间B的取值区间为[150s，500s]。进一步的，所述非稳态数据为头料时间、尾料时间、断料时间和过程偏离工艺参数 技术指标的时间的总和。基于上述技术方案，本发明通过对稳态阶段和非稳态阶段的工艺参数对应的过程 能力评估值的计算，全面的考察了稳态情况和非稳态情况下工艺参数的质量情况，为后续 的参数优化提供了更全面更符合实际的依据，从而使优化后的控制效果能够提高。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明提高制丝工艺参数控制效果的方法的一实施例的流程示意图。图2为本发明提高制丝工艺参数控制效果的方法实施例中稳态过程能力评估函 数的拟合曲线示意图。图3为本发明提高制丝工艺参数控制效果的方法实施例中非稳态过程能力评估 函数的拟合曲线示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。首先对本发明中涉及的术语给出定义。过程能力是指过程满足技术要求的能力， 具体到工序上是指工序处于稳定状态下的实际加工能力，即保证产品质量的能力。这里所 指的工序，是指操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境等五个基本质量因素综合作用 的过程，也就是产品质量的生产过程。产品质量就是工序中的各个质量因素所起作用的综 合表现。对于任何生产过程，产品质量总是分散地存在着。若工序的过程能力越高，则产品 质量特性值的分散就会越小；若工序的过程能力越低，则产品质量特性值的分散就会越大。过程能力指数是指工序在一定时间内处于稳定状态下的满足工艺技术指标的实际加工能 力。过程能力评估值是由过程能力指数经拟合而成的稳态过程能力评估函数转换得 出的值，可以根据过程能力评估值来确定关键参数是否存在问题，同时还可影响优化过程 中各工艺参数的优先程度。通过与预设阈值的比较来确定该工艺参数的稳态阶段和非稳态 阶段的过程能力是否达标，通过该过程能力评估值的提高也作为优化效果的体现。如图1所示，为本发明提高制丝工艺参数控制效果的方法的一实施例的流程示意 图。本实施例包括以下步骤步骤101、采集制丝工序中的工艺参数的稳态数据和非稳态数据；步骤102、根据所述工艺参数的稳态数据计算出所述工艺参数的过程能力指数；步骤103、根据预设的稳态过程能力评估函数和非稳态过程能力评估函数分别对 所述工艺参数的过程能力指数和非稳态数据进行转换，得到所述工艺参数的稳态数据和非 稳态数据的过程能力评估值；步骤104、判断所述工艺参数的稳态数据和非稳态数据的过程能力评估值是否分 别达到各自对应的预设阈值，如果其中有未达到预设阈值的过程能力评估值，则对该工艺 参数执行过程进行相应调整和控制优化。在本实施例中，以制丝加工过程中非常重要的烘丝工序为例，其中工艺参数可以 为出口含水率、出口温度、筒壁压力、辅风温度、出料罩负压、电秤流量、入口含水率和热风 温度等任一种，但不限于上述所举的工艺参数例子。在采集滚筒式烘丝工序的工艺参数的稳态数据时，采集方式也可由技术人员根据 需要进行调整，例如对于出口含水率的稳态数据的采集，可以在电秤占用信号出现时，且出 口含水率不低于预设值时，对出口含水率进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消 失，且出口含水率低于所述预设值后，停止对所述出口含水率的数据采样。对于筒壁压力的稳态数据的采集，可以在电秤占用信号出现时，且筒壁压力不低 于预设压力值的时，或者在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述筒壁压力进行当前 批次的数据采样，并在电秤占用信号消失，且筒壁压力低于所述预设压力值后，停止对所述 筒壁压力的数据采样。对于出料罩负压的稳态数据的采集，可以在电秤占用信号出现时的预设时间后， 对所述出料罩负压进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停 止对所述出料罩负压的数据采样。对于电秤流量的稳态数据的采集，可以在电秤占用信号出现时的预设时间后，对 所述电秤流量进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失时，停止对所述电秤流量 的数据采样。对于入口含水率的稳态数据的采集，可以在入口含水率不低于预设入口含水率值 时，或在电秤占用信号出现时的预设时间后，对所述入口含水率进行当前批次的数据采样， 并在入口含水率低于预设入口含水率值时，停止对入口含水率的数据采样。对于热风温度的稳态数据的采集，可以在电秤占用信号出现时的预设时间后，对 所述热风温度进行当前批次的数据采样，并在电秤占用信号消失时的预设时间后，停止对 所述热风温度的数据采样。
上述工艺参数的稳态数据的采集中，涉及的预设时间、预设值均可由技术人员根 据实际环境进行设置。在取得了工艺参数的稳态数据后，可以通过计算将这些稳态数据转换成该批次下 该工艺参数的稳定状态下的加工能力，即工艺参数对应的过程能力指数。以烘丝工序的出口含水率为例，χ设为该工艺参数的采样值，η设为采样数，首先 根据该采样值X和采样数η计算出对应的均值和标偏，公式如下
均值计算公式
权利要求
1.一种提高制丝工艺参数控制效果的方法，包括采集制丝工序中的工艺参数的稳态数据和非稳态数据；根据所述工艺参数的稳态数据计算出所述工艺参数的过程能力指数；根据预设的稳态过程能力评估函数和非稳态过程能力评估函数分别对所述工艺参数 的过程能力指数和非稳态数据进行转换，得到所述工艺参数稳态数据和非稳态数据的过程 能力评估值；判断所述工艺参数的稳态数据和非稳态数据的过程能力评估值是否分别达到各自对 应的预设阈值，如果其中有未达到预设阈值的过程能力评估值，则对该工艺参数执行调整 操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在制丝加工过程的烘丝工序中所述工艺参数为出 口含水率、出口温度、筒壁压力、辅风温度、出料罩负压、电秤流量、入口含水率和热风温度 任一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述稳态过程能力评估函数在过程能力指数的各 个分段取值范围内的曲线斜率不同，其中取值范围较小的分段的曲线斜率大于取值范围较 大的分段的曲线斜率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在过程能力指数在
时对应的函数值所拟 合成的曲线的斜率高于过程能力指数在(0.83,1.67]时对应的函数值所拟合成的曲线的 斜率，过程能力指数在W，1.67]时对应的函数值所拟合成的曲线的斜率为正数，当过程能 力指数大于1. 67，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中根据关键参数的原始数据计算出对应的过程能力 指数的操作具体包括根据工艺参数的稳态数据中的采样值和采样数计算出所述工艺参数的均值和标偏；根据所述工艺参数的均值和标偏计算稳态过程中的过程能力和制程准确度，其中所述 过程能力表示数据分布的离散情况，所述制程准确度表示稳态过程中数据总体分布偏离情 况；根据稳态过程中的过程能力和制程准确度计算出过程能力指数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述非稳态数据对应的过程能力评估值通过非稳 态过程能力评估函数计算得出，在非稳态数据在[A，B]时对应的函数值所拟合成的曲线的 斜率为负数，当非稳态数据大于B，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最小值，当非 稳态数据小于A，则对应的函数值为过程能力评估值的预设最大值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中时间A的取值区间为
，时间B的取值区 间为[150s，500s]。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述非稳态数据为头料时间、尾料时间、断料时间 和过程偏离工艺参数技术指标的时间的总和。
全文摘要
本发明涉及一种提高制丝工艺参数控制效果的方法，包括采集制丝工序中的工艺参数的稳态数据和非稳态数据；根据工艺参数的稳态数据计算出工艺参数的过程能力指数；分别对工艺参数的过程能力指数和非稳态数据进行转换，得到工艺参数稳态数据和非稳态数据的过程能力评估值；判断工艺参数的稳态数据和非稳态数据的过程能力评估值是否分别达到各自对应的预设阈值，如果其中有未达到预设阈值的过程能力评估值，则对该工艺参数执行调整操作。本发明通过对稳态阶段和非稳态阶段的工艺参数对应的过程能力评估值的计算，全面考察了工艺参数的质量情况，为后续的参数优化提供了更全面更符合实际的依据，提高优化后的控制效果。
文档编号A24B3/00GK102090703SQ20101026859
公开日2011年6月15日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者何善君, 张炜, 曹琦, 李晓刚, 林天勤, 林苗俏, 江家森, 邱崇伟, 钟文焱, 陈妍珣, 陈满金 申请人:龙岩烟草工业有限责任公司