2015年全國煙草工作會議指出，要堅韌不拔加大科技創(chuàng)新的力度，實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。卷煙生產(chǎn)向數(shù)字化、信息化、智能化的邁進，正是這一要求的集中體現(xiàn)。而“智能化”，主要體現(xiàn)在“管”和“控”兩方面，即在實現(xiàn)軟硬件的系統(tǒng)集成，由統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)對關鍵業(yè)務流程的全程管控，對核心關鍵參數(shù)的自動調(diào)節(jié)、自動預警、自動糾偏。
由此，冰冷的機械成為一個具有溫度的“生命體”，嚴整的車間變得靈動、敏捷——卷煙生產(chǎn)從“制造”向“智造”的蝶變，拉開序幕……
蝶變：從“制造”到“智造”
2009年，美國羅克韋爾自動化有限公司CEO奇思·諾斯布希在美國最早提出“智能化工廠”的概念，其核心是工業(yè)化和信息化的高度融合。但目前智能化工廠的準確定義仍眾說紛紜，比較一致的看法是：在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術和設備監(jiān)控技術加強信息管理和服務，通過大數(shù)據(jù)與分析平臺，將大型工業(yè)機器人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實時信息，并融綠色智能手段和智能系統(tǒng)等于一體，構(gòu)建一個高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。
目前，如何讓制造流程具有自動判斷能力，是打造智能化工廠的焦點之一。主要途徑是以微處理器和人工智能技術的發(fā)展與應用為主，包括運用專家系統(tǒng)、進化計算等，使儀器儀表具備高效、多功能、機動靈活等性能。未來5～15年，在各種智能化、自動化系統(tǒng)的基礎上，智能化工廠將由工廠局部智能自動化逐步分層次地發(fā)展到全工廠智能自動化和社會化智能制造。未來，生產(chǎn)設備將不再是過去單一獨立的個體，一旦接入云端，完成連線，將可提供完整的、系統(tǒng)的服務，一切制造規(guī)則都可能會改變。
對于中國煙草來說，雖然經(jīng)過多年的發(fā)展和努力，我們初步實現(xiàn)了工廠的自動化，但按照智能化工廠的要求，還存在很多薄弱環(huán)節(jié)和亟需突破的瓶頸。從智能化工廠的必要條件來說，目前行業(yè)在以下幾方面仍需要努力：
一、是全面感知系統(tǒng)不完善。
目前部分卷煙智能倉儲系統(tǒng)只能識別卷煙產(chǎn)品的生產(chǎn)時間、貨位等簡單信息，無法進行進一步統(tǒng)計和分析應用，對于專賣防偽等領域不具備完整的應用價值，無法滿足智能化工廠的信息要求。
二、是互通互聯(lián)尚未實現(xiàn)。
各省市煙草工商企業(yè)建立的物流系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等無法達到信息共享、數(shù)據(jù)互聯(lián)的水平，必要的數(shù)據(jù)交換不實時，準確性無從驗證。這使得省級工商企業(yè)之間、煙草行業(yè)與輔材供應商之間的完整供應鏈的互通互聯(lián)遠未實現(xiàn)。
三、是智能應用水平較低。
這體現(xiàn)在國家局需要的工商數(shù)據(jù)一定程度上依賴各省級工商企業(yè)人工填報，無法實時收集、管控，并且由人工上報的數(shù)據(jù)不可避免面臨人為修改的風險。目前的數(shù)據(jù)收集不全面、不統(tǒng)一、不實時，造成行業(yè)對數(shù)據(jù)的智能化分析和處理不夠。對于已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)，也面臨著數(shù)據(jù)倉庫建設滯后、對海量數(shù)據(jù)不能充分使用等問題。
四、是還沒有達到全行業(yè)規(guī)模化運作。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，需要把行業(yè)內(nèi)所有的人、財、物都貼上信息標簽，實時識別和管控，才能實現(xiàn)整體運營的規(guī)模優(yōu)勢。而現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術應用還停留在物流、倉儲等領域，在煙葉物流、卷煙生產(chǎn)物流、工商一體化物流等方面的應用仍需進一步探索。
五、是還未出現(xiàn)廣泛適用的智能化工廠建設模式。
目前，一些卷煙工廠實施的基于RFID（射頻識別）的倉儲物流、部分3D可視化等，都是零星的、區(qū)域性的智能化，還未達到整體化的智能生產(chǎn)管理水平。
同時，也要看到，煙草行業(yè)的硬件條件和技術儲備、人才培養(yǎng)在全國制造業(yè)中處于領先水平，在自動化、信息化系統(tǒng)運用方面也有很多成熟的實踐項目和經(jīng)驗，特別是煙草行業(yè)全國一體化的整體架構(gòu)，順暢有效的指令和信息傳遞系統(tǒng)等，都構(gòu)成了建設智能化工廠的堅實基礎。
行業(yè)工業(yè)企業(yè)需要全面了解、深入研究智能化工廠技術，搭建與之相適應的系統(tǒng)平臺的整體框架和結(jié)構(gòu)，將傳感設備、嵌入式分析系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和通信設施通過云端平臺整合在一起，形成一個智能化網(wǎng)絡，使人、機、服務三方面之間能夠互聯(lián)，共享信息，從而代替過去傳統(tǒng)的固定式流水線作業(yè)模式，使智能化生產(chǎn)成為可能。
我們相信，只要行業(yè)做好整體策劃，通過全體人員的積極探索，選擇合適的試點項目，充分利用大數(shù)據(jù)、云計算的現(xiàn)代技術和工具，積累經(jīng)驗后總結(jié)推廣，把原有的設備自動化向工廠智能化、省際互聯(lián)、行業(yè)互通發(fā)展，直至形成從煙葉種植、卷煙生產(chǎn)、成品銷售的實物流和生產(chǎn)計劃、銷售信息、客戶反饋、貨款結(jié)算的信息流完整融合，就能夠建設一個全國范圍、更廣意義上的煙草智能化網(wǎng)絡，構(gòu)建中國煙草核心競爭力。
曲靖卷煙廠實施智能控制后的新制絲線
技改完成后，曲靖卷煙廠搭建了覆蓋整個辦公區(qū)域和生產(chǎn)區(qū)域的信息網(wǎng)絡，有力地支撐了從設備底層自動化控制、集中監(jiān)控到車間的一體化管控。以前，采集數(shù)據(jù)粗放、簡單、滯后，現(xiàn)在不但實時，而且量大、真實、完整。數(shù)據(jù)的采集、分析和處理都可在新的MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）內(nèi)完成，大大提升了系統(tǒng)的整體效率。
以這些數(shù)據(jù)為依托，曲靖卷煙廠還創(chuàng)造性地將3D仿真技術（主要是三維可視化技術和虛擬現(xiàn)實技術）等移入MES，制絲、卷包等實際生產(chǎn)現(xiàn)場可立體地展現(xiàn)在人們面前，從而豐富和完善了MES的功能應用，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)過程的實時可視化管理。
對于這種嵌入了3D仿真技術的MES，曲靖卷煙廠工人可在屏幕上清晰地看到復雜設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不用拆卸設備就能了解、判斷設備運行情況，大大提高了設備管理水平。
曲靖卷煙廠最近以新系統(tǒng)為依托，開展設備生命周期管理（生命周期值由備件的理論使用壽命和實際使用壽命來確定）的嶄新探索，不僅有效控制了備件的庫存，還推動了設備維護從經(jīng)驗維修到預防維修再到科學維修的轉(zhuǎn)變。
操作人員可不用親臨現(xiàn)場，通過MES就能實時跟蹤制絲設備質(zhì)量檢測裝置的運行狀況和質(zhì)量檢測儀器的檢測數(shù)據(jù)。
這種基于數(shù)據(jù)之上的精準控制，使得制絲生產(chǎn)線作業(yè)的穩(wěn)定性越來越強。
除此之外，針對車間主任、副主任、修理工、設備管理員等不同崗位，曲靖卷煙廠也開發(fā)了個性化的“我的MES”，立足崗位需求，通過調(diào)整模塊定制的方式，增加新的功能模塊，以實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場全面智能化管控。
安徽中煙合肥卷煙廠中控室操作員胡偉生在利用“大數(shù)據(jù)”智能平臺查看制絲車間班次生產(chǎn)相關信息。
近年來，安徽中煙工業(yè)有限責任公司合肥卷煙廠積極開發(fā)智能平臺，努力通過應用大數(shù)據(jù)“智”點迷津，提高效率。他們依托大數(shù)據(jù)的力量，將生產(chǎn)一線的“千條線”連接起來，進行分析運用，指導作業(yè)生產(chǎn)，使工廠生產(chǎn)更高效。
自2013年起，合肥卷煙廠利用之前架構(gòu)的廠內(nèi)MES，系統(tǒng)集成制絲管控、能源管控、物流系統(tǒng)、卷接包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等底層生產(chǎn)單元，采集、收錄生產(chǎn)、質(zhì)量、設備、成本消耗等方面數(shù)據(jù)。目前合肥卷煙廠已在全廠1350臺各類別設備上安裝了溫度、震動等監(jiān)測元件，形成了6000個信息采集節(jié)點，數(shù)據(jù)每30秒更新一次。
信息裝進“口袋”，不是最終目的。2014年，合肥卷煙廠與第三方軟件公司合作，利用ETHINK大數(shù)據(jù)平臺技術，打造了大數(shù)據(jù)精益管理智能平臺，深度分析“口袋”里的信息。他們將設備信息、生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息、能源消耗、成本數(shù)據(jù)等進行融合整理，形成了大數(shù)據(jù)的高效集成。
以該平臺健康診斷云圖為例，合肥卷煙廠圍繞生產(chǎn)、設備、質(zhì)量三個維度，利用專家法、層次分析法，設置各項數(shù)據(jù)彼此間的函數(shù)關系，計算出生產(chǎn)、設備、質(zhì)量每天的分數(shù)。
打開健康診斷云圖設備健康項，可以看到設備運行指標、設備維修、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)消耗4個一級指標，下面對應了有效作業(yè)率、維修次數(shù)、維修費用、卷煙紙消耗、商標紙消耗等二級指標。程序會依據(jù)各指標的比例關系，最終測算出當天的設備健康指數(shù)是多少、是否符合生產(chǎn)要求。通過對設備健康指數(shù)指標不斷鉆取，以及對指標的影響因素的關聯(lián)分析、深度挖掘，合肥卷煙廠實現(xiàn)了透明感知、精益管理。
合肥卷煙廠的大數(shù)據(jù)智能平臺還包含決策管控、智慧社區(qū)等幾個模塊。
如在車間級管理上，大數(shù)據(jù)智能平臺可以按照需求，生成一組可自主選擇的關聯(lián)模塊，形成智能報表，指導管理人員工作。
目前，智慧社區(qū)智能檢索知識庫包含了經(jīng)驗庫、說明書、OPS改善等企業(yè)知識成果，方便員工在遇到難題時查閱信息，做到了企業(yè)知識成果的共享與交流，實現(xiàn)了員工能力提升的目的。
山東中煙青島卷煙廠卷包車間生產(chǎn)現(xiàn)場
TSPM設備綜合管理平臺，是山東中煙工業(yè)有限責任公司青島卷煙廠于2009年12月為配合TnPM（全面規(guī)范化生產(chǎn)維護）設備管理理念推進而建設的信息化平臺。從2010年6月開始，TSPM設備綜合管理平臺通過移動終端發(fā)揮出越來越大的作用，在設備管理、安全管理、員工成長等方面應用效果明顯，已成為員工的掌上“智庫”，有力地促進了智能化工廠建設。
利用移動終端進行點巡檢并實現(xiàn)數(shù)據(jù)即時上傳，是智能化工廠建設中“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”理念的具體實踐。它利用移動互聯(lián)網(wǎng)和RFID（射頻識別）技術構(gòu)建“全員”標準化生產(chǎn)維護機制，使工作任務落地到現(xiàn)場、崗位，通過集成的“任務清單”告訴員工每天“做什么”，通過可視化“SOP作業(yè)標準”指導員工“怎么做”，通過簡單直觀的人機交互界面和手指觸摸完成數(shù)據(jù)上報；同時，員工可以通過移動終端查詢工作標準、圖紙、備件庫存、設備檔案、維修履歷和維修經(jīng)驗。
設備綜合管理平臺的智能還包括通過“故障診斷樹”來輔助現(xiàn)場的異常判斷和故障處置；通過后臺的智能維修決策模型進行維修計劃排程和任務閉環(huán)；通過“四精保養(yǎng)模型”對各機臺進行精細化維護保養(yǎng)；通過“備件需求模型”科學控制成本費用，拉動物流保障服務；通過“設備健康評價模型”進行即時自動化評價，建立績效評價和改善工作的良性循環(huán)。同時，該平臺集成安全生產(chǎn)標準信息化模塊，將安全隱患排查治理體系、安全檢查、相關方施工管理納入了移動終端。
作為一種綜合管理平臺，系統(tǒng)中還設計了有助于員工成長的內(nèi)容。如團隊活動菜單中包括單點課、單點建議、活動團隊管理三項內(nèi)容，進入單點課課程庫，里面所有的“教材”都是一線員工生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)，有工作技巧、故障事例、改善事例等。員工在移動終端可以隨時看到這些“課程”，隨時學習；同時，青島卷煙廠還根據(jù)案例的重要性進行適當獎勵，調(diào)動了大家“編輯教材”的積極性。
龍巖煙草工業(yè)公司職工李武鎮(zhèn)在實際操作中了解機器人碼垛情況，用數(shù)據(jù)思維實現(xiàn)精益作為。
打造“智慧”工廠，離不開“智慧”設備的應用。福建中煙龍巖煙草工業(yè)公司的5A精品生產(chǎn)線便是最好的體現(xiàn)。
該生產(chǎn)線是龍巖煙草工業(yè)公司為更好地滿足客戶需求、彰顯“七匹狼”品牌特色和工藝，專門打造的一條智能制絲生產(chǎn)線，集低碳環(huán)保節(jié)能、食品安全標準、數(shù)字化可追溯、全程主動防御及歐盟安全標準于一身，加工精細、流程簡捷、工藝獨特，從而實現(xiàn)卷煙生產(chǎn)的系統(tǒng)化、柔性化和智能化。
這條“智慧線”到底“聰明”在哪呢？
——智能多線加工。
5A精品生產(chǎn)線采用智能多線加工技術，為不同原料定制加工模式，消除了以往單線生產(chǎn)模式帶來的質(zhì)量波動，真正讓進入工藝配方的煙葉特性得到最大程度的發(fā)揮。
——智能加香加料。
5A精品生產(chǎn)線所獨有的三大優(yōu)勢，有效保證了煙絲料香施加均勻一致。一是采用多工序添加，使加香加料更加均勻穩(wěn)定。二是采用國際物流標準識別系統(tǒng)，讓每個保溫輸料罐都有了自己的“身份證”，使其移動和輸料實現(xiàn)了全程可追溯。三是采用雙系統(tǒng)加香加料設備，解決了單系統(tǒng)設備在更換產(chǎn)品時牌號易混淆、清罐不及時、雜物有殘留等弊病，有效消除了加香加料過程中的不可控因素。
——智能激光選葉。
為確保“支支精品”，5A精品生產(chǎn)線在行業(yè)首次啟用激光選葉技術，從光譜、形狀、顏色等角度選葉，“片片精選”達到了食品級的生產(chǎn)標準。
——智能九式烘絲。
5A精品生產(chǎn)線引進九模式烘絲機，創(chuàng)造性地將烘絲模式“由1變9”，為每一種煙絲定制個性化烘絲加工模式，并通過二段式低溫輕處理，最大程度保留煙草本香，去除雜氣，確保煙氣更醇和。同時，5A精品生產(chǎn)線還引進了全球處理溫度最低、體積最小的氣流式低溫處理烘絲機，將煙絲處理溫度由常規(guī)設備的230℃降至160℃，較好地保留了煙絲的有用物質(zhì)。
——智能分貯醇化。
5A精品生產(chǎn)線采用全過程恒溫恒濕控制，在不同工序之間保持煙絲隨時貯存在最佳溫濕度環(huán)境中，使煙絲在每個工藝環(huán)節(jié)都得到充分醇化，保證養(yǎng)分平衡，吸收均衡。此外，該生產(chǎn)線還對成品煙絲采用進口木箱密封分箱存放，煙絲箱采用AGV小車實現(xiàn)配送。
在實際生產(chǎn)過程中，龍巖煙草工業(yè)公司構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)倉庫技術的生產(chǎn)績效測量分析平臺，通過對設備綜合效率、質(zhì)量指數(shù)、庫存周轉(zhuǎn)次數(shù)、生產(chǎn)物耗指數(shù)四大指標進行多層級、多維度分析，對涉及生產(chǎn)運營管理的海量數(shù)據(jù)進行梳理，從中分析出生產(chǎn)短板，并以此為依據(jù)實現(xiàn)對生產(chǎn)短板的快速、精確定位，促進企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)基礎上的低耗。
以OEE（設備綜合效率）指標為例。在OEE分析平臺上，從全年來看，該指標可以從OEE相對較低的7月向下一層查看7月哪一天的效率最低，也可以從時間維度切換到區(qū)域維度；可以查看7月卷接機與包裝機的OEE對比，再查看卷接機的計劃性停機損失率；還可以從卷接機的計劃性停機損失率向上查找到整個生產(chǎn)區(qū)域的計劃性停機損失率，真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全方位、多角度、立體式分析。
