基于统计分析方法的卷接机回丝量研究.pdf
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1、中国新技术新产品2024 NO.4(下)-56-工 业 技 术在卷烟生产过程中,为了使每支烟的质量保持稳定,供料系统会提供超出烟支目标质量一定比例的烟丝。这些多余的烟丝会经过平整器进行修整,以确保其符合标准的烟支质量要求,修整下来的烟丝则会通过卷接机回丝机构返回供料系统中。研究表明,回丝量过低或过高都会造成烟丝供量不稳定,导致质量标偏上升1。通过确定卷烟机最佳回丝量,可以建立不同供丝量下的烟支质量标偏模型2。通过相关试验,可以验证不同牌号回丝量的差异性,建立卷烟机最佳回丝量计算模型,推算出的卷烟机最佳回丝量3-5。本文将分析回丝量与质量短期标准偏差的关联性,对回丝量进行一致性调整,提高烟支的质
2、量稳定性、生产效率和质量控制精度。1 材料与方法1.1 材料与设备材料为西昌卷烟厂生产的品牌烟丝及其辅材。设备为ZJ17 卷接机(中国常德)。综合测试台采用烟支综合测试台(成都瑞拓科技)。1.2 试验方法在卷接生产过程中,本文在其他设备参数尽量保持不变的情况下,对品牌 A 和品牌 B 的针辊回丝量(mV)设定值分别进行 5 个梯度的单因子试验。其中品牌 A 的针辊回丝量的试验水平设置为 200mV、400mV、600mV、800mV 和1000mV,品牌 B 的针辊回丝量的试验水平设置为 400mV、600mV、800mV、1000mV 和 1200mV。通过观察针辊回丝量设定值调整后的实际回
3、丝量的变化,确定两者的相互关系、回丝量调整对卷接机质量短期标准偏差的影响以及卷接机的最佳回丝量,提升卷烟产品的质量水平。考虑针辊回丝量调整后卷接机运行状态转换过程的不稳定性,在试验中,每次参数调整后,机台均需要正常运行10min,设备状态趋于稳定后,通过人工取样的方式,在卷接机的回丝振槽出口取出机台正常运行状态下的 1min 回丝量,并计算实际回丝量。为了避免人工取样误差带来的数据差异,间隔 5min 后重复上述取样作业,累计进行 3 次回丝取样,并记录 3 次实测回丝量的均值。然后利用卷接设备的过程数采系统,以 30s/次的采样频次收集卷接机在线质量控制系统显示的质量短期标准偏差,每组试验采
4、集 30min 数据,共计 60 个样本,并通过数据清洗和聚合得出每组试验的质量短期标准偏差均值。上述试验数据收集和整理见表1。2 数据分析2.1 回丝量与质量短期标准偏差的关系ZJ17 卷接机在线质量检测系统利用微波扫描高速运行中烟条密度,并计算 100 支烟的单支质量相对于这 100 支烟平均质量的离散的平均值,得出烟支质量短期标准偏差。这个指标可以评估卷接机对烟支质量调节的短期性能。如果短期标准偏差越小,烟条质量的分散性越小,生产的烟支质量就越好。由于质量控制系统具有便捷性、准确性和实时性,其数据采样频次高,数据点多,数据的可靠性强,能够更准确地反应出卷接生产过程中机台的加工性能,从而做
5、出快速响应,调整机台对应的设备参数和工艺参数,以保证卷包生产过程中烟支质量具有稳定性。回丝量与短期标准偏差的相关性如图 1 所示,短期标准偏差与回丝量间存在一定的负线性相关性,短期标准偏差会随回丝量的不断增大而逐渐降低。对短期标准偏差与回丝量进行回归拟合,发现两者间的拟合 R2仅为 23.53%,无法获得满意的拟合效果。从图 1 的数据分布形态上看,2 个品牌间的质量短期标准偏差出现了明显的分层现象。在相同的设备参数和工艺参数条件下,牌号 2 的质量短期标准偏差整体基于统计分析方法的卷接机回丝量研究殷莉殷晓娟周罗钧邓勤智焦荟璇(四川中烟工业有限责任公司西昌卷烟厂,四川 西昌 615000)摘
6、要:为了提高 ZJ17卷接机生产过程中的烟支质量控制水平,本文利用烟支在线质量检测结果来表征烟支质量,并对卷接机的回丝量进行研究,建立了卷接机针辊回丝量、烟支目标质量和实际回丝量预测模型。研究结果表明,不同品牌的烟支在回丝量不变的情况下,其质量短期标准偏差存在一定差异,但整体变化趋势基本相同;当实际回丝量为42%左右时,质量短期标准偏差较好;卷接机针辊回丝量、目标质量与实际回丝量间具有统计学意义。因此,在生产不同目标质量的烟支品牌时,需要调整针辊回丝量,以满足卷烟生产过程中的烟支质量控制。关键词:短期标准偏差;回丝量;散点图;回归分析中图分类号:TS43文献标志码:A表 1 试验数据牌号针辊回
7、丝量(mV)针辊变频器(Hz)目标质量(mg)回丝量(%)短期标准偏差(mg)牌号120044.2064039.4016.8140045.4064040.8016.5360046.3064042.1916.4380047.5064043.6516.27100048.6064044.9516.34牌号240044.9165139.9717.0860046.1065141.5116.8880047.2465143.6216.90100048.2565144.0616.89120049.5065145.5416.67中国新技术新产品2024 NO.4(下)-57-工 业 技 术高于牌号 1,表明卷接
8、过程中烟支的质量波动会受多方面影响。比较这 2 种烟支品牌的设计规格,发现两者的来料烟丝质量要求、烟支外观尺寸标准间存在明显差异,这就造成了烟支质量短期标偏的不同。因此,为了更准确地研究卷接机回丝量对质量短期标准偏差的影响,需要规避品牌间客观影响因素的不同,减少数据分析过程中的噪声因素对响应变量的影响。为了更准确地研究卷接过程中回丝量与质量短期标准偏差间的关联性,通过对质量短期标准偏差数据进行无量纲化处理来消除数据间的量纲影响,使不同品牌的质量短期标准偏差指标之间具有可比性。在数据处理过程中,常用的无量纲化处理方法主要有极值化、标准化、均值化和标准差化等。对于不同品牌的质量短期标准偏差数据,按
9、照品牌进行分类,再将同品牌烟支在不同回丝量下的质量短期标偏进行均值化处理,并与平均值进行比较,得到转换后的响应变量。经均值化处理后的数据以 1 为中心值分布在两侧,避免了不同牌号间数据量纲不同对相关性分析的影响。其转换过程如公式(1)所示。yXX=(1)式中:X为该品牌的样本均值;X为单一梯度下的样本均值。利用回丝量与短期标准偏差(均值化)进行多项式回归分析,得到相应的回归方程,如公式(2)所示。Y=38.78-263.7X+613.7X2-476.2X3 (2)式中:X 为回丝量;Y 为均值化处理的短期标准偏差。回丝量与短期标准偏差(均值化)的模型 R2为 86.79%,模型的拟合效果较好。
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