人工智能背景下的烟草机械技术发展

臧德厚

（山东中烟工业公司颐中（烟草）集团有限公司， 山东 青岛 266000）

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学[1]。人工智能技术已广泛应用于汽车制造、航空航天等先进制造领域，对于烟草产业的影响研究较少。本文主要分析在人工智能技术影响下，我国烟草制造及相关机械装备的发展趋势和技术变革。

1 人工智能技术在烟草机械中的应用优势

人工智能技术目前已经成为工业技术的重要组成部分， 同样对于烟草行业发展和技术变革具有重要意义[2]。一是解放劳动力，提高烟草机械的工作效率。在烟草加工制造过程中，目前仍有很多生产过程需要人工干预，不仅降低了生产效率，存有人员安全隐患，安全责任重大。 另外，通过人工智能技术，增加相关检测仪表，直接反馈设备控制系统并进行判断后执行，不仅可以减少操作人员，降低安全事故发生率，同时提高了机械智能化水平，提高烟草产品的生产效率。

2 人工智能技术在烟草制造中的具体应用

2.1 故障诊断

现阶段， 在烟草生产中对设备故障的诊断技术受到了高度重视，因此机械诊断技术在新时期作为新学科，在进入新世纪后得到了快速发展， 尤其是互联网和人工智能技术的应用已经迈入了智能化阶段[3]。

由于市场的不断变化以及科技的推动， 烟草生产设备在向智能化、大型化以及高速化发展的方向快速迈进。虽然在精度及速度上都得到了很快的提升， 而故障的表现也越来越多，所以一旦出现了故障没有得到有效解决，就会导致出现连锁式反应，不仅会导致生产线停工，在严重的情况下也会对相关人员的生命造成严重威胁， 为公司造成较大的经济损失。 对于机械设备的故障检查技术必须要与时俱进， 要更改以往凭借工人经验来判别故障的落后方法，其已不能适应现代化企业的生产要求，在烟草行业中要坚持定期维护，按照计划检修。

但是定期检修也有可能提升设备的故障率。 根据国内外大量数据统计资料表明[4]，在烟草机械行业中，尤其通过对比检修前后的数据得出， 每次检修经常会出现由于工人经验不足或者技术水平不够而出现故障， 在计划检修的机组当中， 由于众多因素导致在规定的期限内没有办法完成所规定的任务量， 或者在检修后相关指标反而不如检测前理想，就要进行重新检测。有时候会出现这种情况，没有检修前基本上没有任何问题，平时的运转也很正常，完全能够达到生产要求，可是在经过检测后出现故障的概率不断提高，尤其是检修的工作量越大，设备的不断老化现象越多。 在转动设备当中出现这样的问题最为明显，很多时候在检修的过程中会导致很多遗漏点，并且还会导致机械的震动幅度过大。究其原因就在于，对于相对稳定的系统而言，无论是检修或是改造，对设备都是种伤害[5]，尤其是像卷烟机这样精度比较复杂的设备，加强定期检修反而会提升设备的故障率。 由于受到当前的技术限制，并不能够掌握设备内部的实际运行状况，但是为了安全生产，作为企业有必要实行定期检修。

另外，定期检修让设备使用寿命减少[6]。 由于烟草设备属于高精密设备，不仅部件多，同时各部之间的联系牢固且精密。在检修过程中需要将零件拆除下来，这样就会导致一部分部件受到外力的作用受到损伤， 而这些精度较高的部件出现了问题后， 回到机械内部再次运转起来就会出现更多的问题。因此，有必要提升设备无损诊断技术，同时还需要对相关数据进行采集，在进行充分的分析后能够给相关人员进行针对性的指导， 才能提高检修工作的成功率。

通过人工智能、互联网等技术手段，提高烟草机械智能化水平势在必行，具体表现为[7]：

（1）智能化诊断。 由于烟草机械设备精度高，当出现故障时要想准确全面的了解故障的原因比较困难， 另外由于科技水平限制， 严重制约了智能故障诊断技术的发展，这不仅是烟草机械所需要面对的问题，同时也是整个机械诊断领域中必须解决的问题。当前，故障诊断人员必须要重视知识的获取， 只有在不断学习的过程中才能完善现有的方法，同时还要开发出新的解决方案，才能不断完善智能故障诊断系统。

（2）计算机网络远程故障诊断技术。随着科技的发展尤其是移动互联网时代的到来， 在烟草设备行业中也可实现远程故障诊断等新技术， 其中可以在相关设备上建立监测点， 通过将采集出来的数据经过互联网传输到相关诊断公司或者是诊断人员的电脑上， 不仅可以降低出现故障的概率，同时也提高了诊断水平。为了能够实现远程故障诊断，必须要建立完善的信号采集系统。

（3）随着科技的不断发展，对于烟草行业也起到了巨大推动作用， 尤其是智能机器的出现不仅提升了效率同时也降低了成本，智能机械主要还是由机械本体、传感器等相应的设备而组成[8]。在烟草机械设备行业中实现智能化、故障自我诊断，还需要不断加大对智能机械动力学科的投入与研究，以及相关智能材料的开发，还有人工智能算法的研究等诸多课题。

2.2 智能烟草物流系统

物流分拣环节的图像识别、 生产线作业中的物品目标监测、货物配送过程的流程跟踪等，这些复杂的处理过程可以在低时延、 高带宽的5G 网络技术辅助下进行，从而实现智能物流系统。

根据调查[9]，不少物流企业已推出5G 无人驾驶配送方案，预测到2025 年5G 接入智能化联网的汽车将会达到5030 万辆。 物流企业不止步于地面无人驾驶物流运输，同时接入5G 网络技术的无人机也将不断得到推广。建立智能物流系统，不仅使烟草物流各环节积极顺利运转，还可促进其相关智能机械设备的研发， 另外增加消费者对烟草购物的信心，提升物流配送速度，满足消费需求。

3 结束语

通过采用人工智能技术， 提高烟草加工制造智能化水平，综合运用故障智能诊断、云监测平台等先进技术，实现烟草加工制造和物流运输过程中的信息共享和实时控制，实现烟草工业智能化快速发展。