贮丝工序烟丝存储设备的变革

张喆 田野

摘要：在制丝生产过程自动化程度不断提高的大背景下，提供基础支持的烟机设备也朝着控制更精准、智能化水平更高和服务工艺质量能力更强的方向发展。本论文结合实际使用经验，就贮丝工序烟丝存储设备变革前后使用的不同烟机设备、工艺流程、维护使用难度和对产品质量的不同效用开展研究，从而为贮丝工序的设备选型和改进提供思路，为日常使用提供借鉴经验。

关键词：贮丝;设备;改进

1引言

在自动化控制工厂的普及下，制丝过程不断趋于稳定，产品同质化水平持续提高的大背景下。各工业制造企业对柔性化加工、分组加工等需求不断增加，小批量生产、订单式生产的模式成为越来越多的制造企业改革方向。本论文结合前期使用的传统柜式贮丝和目前新使用的箱式贮丝系统，分享两种模式使用的不同感受、对产品质量的控制水平和后期可持续研究的方向等内容，并对部分问题初步解决方法提出建议。

2工艺流程的比对

2.1 传统柜式贮丝的工艺流程

柜式贮丝加工工艺流程相对简单且唯一，以工厂技改前使用的柜式贮丝为例。加工工艺为自上游加香设备经带式输送设备至布料小车至辅料车至贮柜至带式输送机至喂丝设备和下游风力送丝管道。

2.2 箱式贮丝系统工艺流程

箱式贮丝工艺流程相对复杂且与一般常见的物流库系统较为相似。以工厂现用的箱式贮丝系统为例，共有烟丝暂存工序、装箱入库工序、烟丝存储工序和出库翻箱共4个工序。

烟丝暂存工序：自上游加香设备至带式输送设备至布料小车至辅料车至贮柜;

装箱入库工序：穿梭车自动出空箱至提升机输送至拆码垛（同时进行信息清除）至称重至烟丝装箱至称重至信息写入至码垛至提升机至穿梭车带箱入库。

烟丝存储工序：穿梭车带箱入库至穿梭车货位间调度搬运至库存信息更新至存储完成并标记信息。

出库翻箱工序：穿梭车自动取货（同时RFID信息比对）至出货站台（同时RFID信息比对）至翻箱喂料至暂存喂料箱至下游风力送丝设备。

3设备结构的比对

3.1 传统贮柜设备结构

柜式贮丝由柜体、传动系统、电控系统组成。柜体由柜体头部、柜体、柜体尾部、输送链带、辅料车组成，柜体一般采用框架是钢构件，由立柱、框架、壁板上下轨道组成（如图1对顶柜所示）。

3.2 箱式贮丝系统设备结构

箱式贮丝由货架、箱体、穿梭车、装箱系统、往复式升降输送机、拆码垛机、链式输送机、升降移载输送机、皮带输送机、箱盖夹取机、自动快换装置、仓库管理系统、物流调度系统、穿梭车调度系统和翻箱机及翻箱清洁系统、喂丝机等组成（如图2所示）。

4工艺保障能力的对比

4.1 对烟丝物理质量的影响。

柜式贮丝受物理结构开放性及烟丝推挤的影响，随着贮丝时间的增加，烟丝结构变化明显，整丝率、长丝率降低，中丝率、短丝率、碎丝率增加，烟丝含水率也呈现出下降的趋势，贮丝时间对烟丝物理质量影响显著。

箱式贮丝由于箱体内部密封的环境，烟丝结构随烟丝贮存时间增加变化不明显，其水分散失程度会比柜式贮丝低，特别是表层烟丝水分散失较柜式贮丝小。

在长时间的贮丝情况下，箱式贮丝在保障烟丝含水率、烟丝物理质量方面上比柜式贮丝更加具有优势[1]。

4.2 对产品感官质量的影响

柜式贮丝敞开式结构，在加工不同牌号烟丝时，会存在重加香烟丝“污染”轻加香烟丝的现象;在换牌收尾时，操作相对简单且效果较为“可视化”;在存储时受环境温湿度影响较为严重。箱式贮丝密封性结构决定了箱式贮丝预防串味、更有利于保湿保润，能够有效保持卷烟的品质;在箱体清洁环境较柜式贮丝复杂，但同一箱体预防串味能力较强;环境温湿度对箱式贮丝影响低于柜式貯丝，有利于保持质量稳定。

两种贮丝方式在不同贮丝时间条件下烟气指标检测结果均符合产品设计标准要求，对照样相比差异较小;感官质量方面，不同贮丝时间内卷烟感官质量有一定的变化，在所测实验天数范围内差异较小，低挡卷烟样品均有随着烟丝贮存时间的增加同质化率有逐步走低的趋势。对箱式贮丝时间的上限可设定为不超过360小时为佳，高档卷烟及轻加香卷烟未涉及需谨慎对待，其它产品箱式贮丝存储时间可根据类别或类型参照确定[2]。

4.3 对生产效率的影响

排产对比：对于大规模生产、大规模使用时柜式贮丝优于箱式贮丝;对于模组化生产模式、按订单供货通过改造掺配生产线以箱式贮丝实现以单箱为最小单元，箱式贮丝优于柜式贮丝。

发丝灵活对比：柜式贮丝中一组柜式储丝柜只能对应一台或两台喂丝机，发丝的灵活性受限。箱式贮丝中，带有牌号防差错功能下，任意一条贮丝存储通道的箱体可对应到任意一台喂丝机，即可按实际需要将箱体在库区排布和发送。

存储的灵活性对比：一个储丝柜只能存一批次的量，半批次同样占用一个储丝柜;箱式贮丝以箱体（本次使用单箱满载可达200KG）为最小存储单元，上下两层多通道存储，可实现单批次、半批次、小批量实验产品等多种生产组织模式。

4.4 抽检退库对比

柜式贮丝只能随机取样，不能定点取样，要定点取样必须等待，且人工在设备上随机抓取样品，难以准确掌握抽检时间。同时，难以满足多批次产品抽检时对抽样时间重复性的要求。人工工作量较大，也存在安全隐患。

箱式贮丝质检具备灵活性，实现对每箱烟丝“点对点”的精确管理，可制定完善的抽检工艺，并具备任意时间段定量抽检功能，满足抽检工作的灵活性、便捷性。有效降低人工劳动强度，精确管理产品生产流程。

柜式贮丝发生烟丝退库需求时，需大量人工参与烟丝装箱工作，劳动强度大，场地占用大，处理时间长且烟丝物理受损严重。箱式贮丝具有灵活的退库功能，可直接转运，无需二次装箱，降低人工劳动强度，减少对烟丝的浪费。

4.5 生产数据记录对比

柜式贮丝生产过程数据可追溯到单批次的批次号、重量、出入柜时间、牌号等常规信息。箱式贮丝生产过程除可追溯到柜式贮丝具有的信息外，还增加了单箱重量信息、和箱体编号等信息。两者都可在生产结束后从数据库调取历史生产数据。

5产能升级便利性对比

相同区域面积内箱式储丝与柜式储丝模式对比，箱式储丝存储量存储量较柜式贮丝可提升约20%-25%，可为后期预留。

箱式储丝与柜式储丝模式对比-扩展性厂房完全利用后，后期难以扩展。可作货位预留，产能增加时只需增加穿梭车、箱体数量即可，扩展能力强。

能耗费用对比：柜式贮丝结构、流程简单，维护成本、能源消耗低;箱式贮丝结构复杂、流程繁杂，维护成本高于柜式贮丝3倍以上，能源消耗略高。

结论：规模大批量生产的品牌采用柜式贮丝，小批量、订单化、需要贮存时间长的品牌采用箱式贮丝，既有大批量规模生产，又有小批量长时间贮存采用柜式贮丝+箱式贮丝方式。

6实际操作难易度、常见问题和解决措施

6.1 柜式贮丝

柜式贮丝使用范围较广，使用时间较长，可参考的维护方法较多，有设备结构較为简单的先天优势，日常使用简单且维护方便。

常见的问题主要有：铺料车故障、输送大链故障、限位开关故障和对射式光电管故障等。

解决措施一般为调节执行器件、调整带跑偏、调整链滚轮销或维护底层控制程序。

6.2箱式贮丝

箱式贮丝系统为近年来新型事物，使用维护经验少，系统设计机械、电气和信息等较多方面，操作难度较大，维护内容较多，专业性较强。

常见故障：主要分为四类。一是烟丝暂存工序故障，烟丝暂存工序因结构与传统贮柜类似，故障也与其相同。但该工序受库区调度系统管理，因此增加了信息层面的任务调度管理故障和生产数据维护相关故障。二是库区管理的信息系统故障。常见的有任务丢失、任务无法结束、箱体编号丢失、找不到指定货位等信息数据异常的故障。三是常规机械和电气故障。常见的有提升机链条故障、夹抱气缸故障、库区内对射式光电管故障、磁力开关故障和皮带跑偏等故障。四是小车调度系统故障。常见有小车无法转向、小车行走电机故障、无法充电和小车行驶路径受阻等故障。

解决措施：第一类问题处理与传统贮柜问题处理相似;第二类问题常见处理措施有人工现场核对实物，无误后写入相关数据;第三类问题常见处理办法有调节执行器件位置、清洁或更换部分器件;第四类问题常见有检查小车行走电机和转向电机及其连接线，人工写入小车位置，人工辅助小车返回充电位置等。

7两种模式的局限性和后期发展猜测

7.1 柜式贮丝的局限性

柜式贮丝的局限性主要有两个方面。一是密封性较差，受环境影响较为严重。后期可在贮柜增加遮掩物等方面研究。二是传统贮柜布料方式不够灵活。后期可考虑形成百分比布料。

7.2 箱式贮丝的局限性

箱式贮丝的局限性主要有三个方面。一是对物理空间需求较大，从库区来看实际使用面积并不很大，但装箱入库和出库钢箱回收通道占用空间相对较大。后期可进一步调整工艺路径压减使用面积。二是信息系统可靠性有待提升，后期可参照成型的物流立体库等调度管理模式，进一步提高库区调用和使用的速度及可靠性。三是使用执行器和检测器件较多，形成大量维护保养内容，但实际操作较难，后期极具优化空间。

参考文献

[1]张军，万宇超，钟宇生，许冰洋，王华君.柜式贮丝和箱式贮丝两种贮丝方式下贮丝时间对烟丝质量的影响

[2]杨耀伟，姜慧娟，王雷.箱式贮丝时间与卷烟内在质量的关系分析[J].科技风，2018（25）：237.