《打叶复烤生产过程数据采集与处理指南》.docx

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1、ICS65.160CCSX87中华人民共和国烟草行业标准化指导性技术文件YC/ZXXX-XXXX打叶复烤生产过程数据采集与处理指南Guidelinesfordataacquisitionandprocessingonthreshingandredrying（征求意见稿）（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上）202X-X-X义实施202X-X-XX发布国家烟草专卖局发布，/1刖百本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由国家烟草专卖局提出。本文件由全国烟草标准化技术委员会打叶复烤分技术委员会(SCTC144SC

2、13)归口。本文件起草单位：本文件主要起草人：打叶复烤生产过程数据采集与处理指南1范围本文件规定了打叶复烤生产过程数据采集与处理的方法和要求。本文件适用于信息化条件下打叶复烤生产过程数据的采集与处理相关技术及管理活动。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2312信息交换用汉字编码字符集基本集GB/T7408.1日期和时间信息交换表示法第1部分：基本原则GB/T190002016质量管理体系基础和术语GB/T19892.120

3、05批控制第1部分：模型和术语GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求YC/Z2042012烟草行业信息化标准体系YC/Z3172009卷烟工艺参数信息化管理规范3术语和定义GB/T190002016GB/T19892.12005YC/Z2042012和YC/Z3172009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1打叶复烤生产过程数据theprocessdataofthreshingandredrying打叶复烤生产过程从原烟接收入库到成品凉包结束的整个生产流程采集或检测到的数据信息。3.2批过程batchprocess在一定时间内，通过一个或几个加工单元的有序处理活动来加工

4、输入的物料，生产一定数量的在制品或产品的过程。来源：YC/Z3172009,3.23.3批batch一次批过程所处理或生产出的一定数量的在制品或产品。来源:YC/Z3172009,3.33.4批过程数据dataofbatchprocess按批归属的过程数据。来源：YC/Z5022014,3.43.5数据采集dataacquisition通过设备传感器、检测仪器或人工记录等方式获取各种数据的过程。3.6在线数据onlinedata通过设备传感器、在线仪器仪表获取的直接或者间接表征生产过程加工工况、在制品和产品状态的数据。3.7离线数据offIinedata通过离线人工或仪器仪表获取的直接或者间接

5、表征生产过程在制品和产品状态的数据。4总体框架与要求4.1 总体框架打叶复烤生产过程的数据采集、数据处理、数据应用的总体框架如图1所示。敢军票9长处建AnfieNTWff缘K分5收限土用工HIfis图1数据采集与处理总体框架图4.2 数据来源与系统要求4.2.1 数据来源过程数据由离线检测仪器和在线传感器检测产生，可通过自动采集或人工采集获得；检测仪器和传感器应符合校准及相关检测操作规程。4.2.2数据采集与处理系统要求4.2.2.1数据采集与处理系统硬件应包含：下位机检测系统、数据处理器、数据存储设备、输入/输出设备、网络设备、控制器、监控设备和显示器。4.2.2.2数据采集应满足：支持数据

6、的导入导出、条件过滤和依据数据清洗要求为数据标记数据标签。4.2.2.3数据存储系统应具备接受与存储数据、数据归档管理、转储和检索数据的能力。4.2.2.4存储方式可采用本地存储或异地存储。4.2.2.5服务器可选用物理服务器、虚拟服务器或云服务器。4.2.2.6数据安全应满足授权访问、可定位溯源、数据加密、数据备份、安全审计及监测。4.2.2.7集成平台包括集控系统、MES系统或批次质量管控系统等。4.2.2.8生产过程测量系统应包含含水率、温度、流量、压力、电压、电流等测量系统。4.2.2.9网络可使用局域网(1.AN)无线局域网(W1.AN).虚拟专用网(VPN)或城域网(MAN)等。4

7、.2.2.10网络通信协议可使用TCP、UDP、HTTP或FTP等。4. 2.2.11网络安全应符合GB/T22239中等级保护三级的要求。5数据采集4.1 采集内容5. 1.1总则从人员、设备、物料、加工参数、环境和能源六个方面对生产过程数据进行采集，并记录对应的时间信息。5.1.2人员信息宜采集工号、姓名、性别、年龄、岗位、职称和技能等级等信息。5.1.3设备信息应采集名称、型号、编号、位置、维护信息、工艺能力和制造厂家等设备信息。5.1.4物料信息物料信息应采集以下内容：a)来料信息：包括产地或收购地点(包括省、市、县、站点等)、等级、品种、重量、烘烤工艺信息、成件日期和检验员等；b)在

8、制品信息：包括含水率、温度、片烟结构、烟梗结构、叶中含梗率、含杂率、箱芯温度、杂物类型、出叶率、装箱密度、烟碱CV值等；C)成品信息：包括年份、产地、等级、重量、含水率、常规化学成分含量、片烟结构、叶中含梗率和生产厂家等。物料信息的标识方式可采用条码/二维码、纸质标识卡或电子标签等。5.1.5加工参数应采集工艺参数、设备参数等信息。宜采集生产环节和存储区域的温度、湿度、虫情和光照强度等指标。5.1.7能源信息应采集水、蒸汽、天然气、压缩空气的压力和流量，及电压、电流和电量等指标。5.2.采集数据格式采集的数据有字符型、数值型和日期时间型，其字符长度可以是固定的、可变的或者是若干字符长度的，其表

9、示方法如表1表T所示。表1数据类型表示法表示符数据类型说明S字符型(String)可以包含汉字字符、字母字符、数字字符和其他字符等，应符合GB/T2312的规定。N数值型(Number)通过。至9的数字形式表达的值类型。T日期时间型（datetime）通过YYYYMMDD.YYYYMMDDhhmmss的形式表达的值类型，应符合GB/T7408.1的规定，其中YYYY表示年份，MM表示月份，DD表示日期，hh表示小时，r三表示分钟，SS表示秒，可以视情况组合使用。各工序具体采集对象按企业实际情况确定，可参见附录A、附录B。5.3采集方法5.3.1在线检测数据企业应制定详细的在线数据采集规则，包括

10、但不限于以下要求：a）应连续均匀采样，且能反映生产加工完整过程；b）应采用合理的采集频率，采集频率一般不超过15秒；c）应兼顾样本量及采集系统效率，一般应达到50个以上的样本数据。5.3.2离线检测数据企业应制定详细的离线数据检测规范，包括但不限于以下要求：a）检测应依据相关标准或规范进行检测；b）检测数据的样本应能在一定时间范围内（一批或多批）反映该特性在过程中的真实状态。6数据处理6.1 数据清洗当数据发生以下异常时应对数据进行清洗：a）不符合数据标准、业务模型规则、元数据或者参考数据;b）没有按照数据要求被赋予数值；c）无法准确表示其所描述的实际对象的真实值；d）与其他特定上下文使用的数

11、据有矛盾；YC/ZXXX-XXXXe）在时间变化中变得过时或不正确；f）不能被访问或者数据无法被追溯。6.2数据分类6.2.1总则过程数据按批次进行归属，并与时间、人员、设备等信息相关联。6.2.2在线数据6.2.2.1有效数据有效数据表征在制品实际加工状态，可通过标记开始和结束时间点确定有效数据范围。宜以批开始时间作为参考轴，按照物料流量信号加逻辑判定或其它在线测量仪器信号判定有效数据开始；以批结束时间作为参考轴，按照物料流量信号加延迟时间或其它在线测量仪器信号判定有效数据结束。有效数据包含以下两类：a）稳态数据：生产稳定运行时的数据。b）非稳态数据：非稳态数据为料头、料尾、断料及异常波动状

12、态下的数据。6.2.2.2无效数据批过程数据中除有效数据外的数据。6.2.3离线数据生产过程中通过离线人工检测获取的工艺参数和质量指标数据。6.3数据分析针对打叶爱烤生产过程中采集的有效数据和离线数据进行统计分析，见附录C06.4数据存储数据存储应确保数据的准确性和完整性，数据存储系统应满足4.2.2的要求。7数据应用打叶复烤生产企业不同层次的需求可产生不同的数据分析应用要求。可从以下一个或几个方面进行数据分析应用：工艺参数监控、统计过程控制、过程能力测评、产品质量评价、质量报表形成、异常事件处理、质量追溯和工艺改进。附录A（资料性）数据采集内容数据采集内容和方法由企业依据实际情况确定，表A.

13、1给出了打叶复烤生产过程数据采集内容。表AJ打叶复烤生产过程采集内容信息类别参数或指标数据类型人员信息人员信息工号S姓名S性别S年龄X岗位S职称S技能等级S名称S型号S制造厂家S工艺制造能力S驱二S位置S维护信息S物料信息原烟产地S市公司S县公，S中心站S等级S品种S烟包重量N初烤工艺信息S成件日期T检验员S在制品含水率X温度N片烟结构烟梗结构X叶中含梗率N含杂率箱芯温度杂物类型N/S出叶率表A.1打叶复烤生产过程采集内容（续）信息类别参数或指标数据类型物料信息在制口口装箱密度X烟碱CV值X成品类别S年份T产地S等级S户后物料含水率X常规化学成分含量片烟结构X叶中含梗率X生产厂家S加工参数工艺

14、参数见附录BX设备参数见附录BX环境信息环境监测区域环境监测区域S环境监测指标温度湿度X虫情光照强度能源信息水水压X水流量蒸汽蒸汽压X蒸汽流量X天燃气天然气压力天然气流量X电电压X电流用电量附录B（资料性）加工参数与物料信息加工参数与物料信息数据采集内容由企业依据实际情况确定，表B.1给出了打叶复烤主要工序加工参数与物料信息采集内容列表。表B.1打叶复烤加工参数与物料信息工序名称加工参数/物料信息数据类型原烟分选一类杂物比例（个数）N其他类杂物比例（个数）N杂物合格率N烟叶质量符合率N真空回潮蒸汽工作压力N水工作压力N压缩空气工作压力N回潮周期N抽真空时间N抽空真空度N破空真空度N保压时间N加

15、潮汽真空度N加潮水真空度N物料累计质量N箱芯（包芯）温度N物料含水率N回透率N组配投料组配比例N组配质量偏差N小批次配比精度N润叶蒸汽工作压力N水工作压力N压缩空气工作压力N加热器蒸汽压力（流量）N汽水混合引射蒸汽压力（流量）N纯蒸汽喷射蒸汽压力（流量）N热风管道蒸汽压力（流量）N加水流量N加水比例N风机频率N滚筒转速（电机频率）N热风风门开度N热风风速N热风温度N工序名称加工参数/物料信息数据类型润叶回风温度N物料累计质量N物料瞬时流量N排潮风门开度N物料含水率N物料温度N叶梗分离框栏形状N框栏尺寸N打叶器打轻转速（电机频率）N风分电机频率N风分抛料短电机频率N回梗打辐电机频率N回梗风分电机

16、频率N风分高速皮带电机频率N大片率N大中片率N碎片率N粗梗率N长梗率N梗中含叶率N叶中含梗率N烟片复烤干燥区蒸汽工作压力N水工作压力N压缩空气工作压力N物料累计质量N物料瞬时流量N喂料机刮板速度N拨料辐高度N主网带速度N铺料厚度N热风温度N风机频率N热风风门开度N排潮风门开度N排潮温度N排潮相对湿度N冷却区冷房温度N风机频率N风门开度N物料含水率（左、右）N工序名称加工参数/物料信息数据类型烟片复烤冷却区物料温度N回潮区热风温度N热风风机频率N热风风门开度N循环风电机频率N排潮开度N排潮风机频率N排潮温度N排潮湿度N蒸汽喷射压力（流量）N加水流量N汽水混合引射蒸汽压力（流量）N汽水混合水压力（

17、流量）N物料含水率（左、中、右）N物料温度N大片率N大中片率N碎片率N叶中含梗率N含杂率N梗复烤刮板电机频率N主网带电机频率N主网带速度N干燥区温度N冷却区温度N物料含水率N长梗率N粗梗率N梗中含叶率N含杂率N碎片复烤热风温度N滚筒转速N物料含水率（碎片、碎末）N物料温度（碎片、碎末）N含杂率N烟片包装预压压力N预压保压时间N打包压力N打包保压时间N片烟累计质量N工序名称加工参数/物料信息数据类型烟片包装单箱片烟质量N出叶率N片烟密度N烟碱Cv值N箱芯温度N常规化学成分含量N附录C（资料性）数据分析C.1有效数据C1.1稳态数据分析稳态数据可分别进行离散程度、偏离程度分析或整体过程能力分析。离

18、散程度可分别采用样本标准偏差s、过程能力指数CP表征，并按式（C.1）、式（C.2）计算得出。S=-（xi-x）2（C.DVN-I式中：S标准偏差Xl样本值；X样本均值；N样本数。CP=必（C.2）3式中：Cp一一过程能力指数T指标公差；总体标准偏差。偏离程度可采用偏移度K值表征，并由式（C.3）计算得出：式中：K偏移度X实际均值；M目标值；T指标公差。整体过程能力可采用过程能力指数CPK和过程性能指数PPK表征，并按式（C.4）和式（C.5）分别计算得出：2的甯，啜（C.4）式中：Cpk一一过程能力指数US1.参数规格上限；1.S1.一一参数规格下限；一一总体均值（用样本均值估计）；一-总体

19、标准差（用样本标准差估计）。(C.5)n(US1.-1.S1.)Pp=min1,pI3t3b)式中：Pp一一过程性能指数O1.T一一过程的综合标准差，5=画逅（k为检测的样本组数，n为样本量一样“、kn-l本中采集的子样个数）；US1.参数规格上限；1.S1.一一参数规格下限；总体均值；C.1.2非稳态数据分析非稳态数据可用非稳态时间与批过程时间占比等参数表征，并按式（C.6）计算得出：(C.6)X=Gpec式中：X非稳态时间与批过程时间占比；tpV非稳态时间，单位为秒（三）;tspec一一批过程时间，单位为秒（三）。注：非稳态时间用非稳态数据个数乘以采样周期计算,批过程时间用有效数据个数乘以采样周期计算。C.2离线数据分析离线检测数据的具体处理方式取决于企业对离线数据的分析需求，可采用以下方式:a）连续收集一个或多个批次样本数据，用均值或极差等进行整体趋势分析；b）针对多个批次样本数据进行单质量特性的过程性能评价，如用PPK计算分析；C）结合在线检测批过程数据的综合分析。参考文献1YC/Z502-2014卷烟制丝过程数据采集与处理指南