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設(shè)備配套多、耗時長、原料損耗大;檢測結(jié)果反饋滯后，阻礙工藝自動化、精細(xì)化、智能化控制……一系列的問題，如何破解?

記者7月28日從云南煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司(以下簡稱云南煙葉復(fù)烤公司)了解到，該公司技術(shù)中心團隊針對現(xiàn)有打葉復(fù)烤葉梗分離工藝中，葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)離線檢測存在的技術(shù)瓶頸問題，開展技術(shù)攻關(guān)。

基于圖像識別技術(shù)的深度應(yīng)用研究，這個團隊歷時4年，終于成功研發(fā)出一種高效的葉片結(jié)構(gòu)多指標(biāo)在線無損檢測技術(shù)及設(shè)備，設(shè)備一機多能，同時滿足葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)的多維度在線檢測，填補了國內(nèi)外空白。

打葉復(fù)烤在線檢測亟待智能升級

“目前，數(shù)字化檢測、智能化控制是煙草行業(yè)面向智能制造發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的焦點，智能制造過程中的感知、分析、決策等重要環(huán)節(jié)都離不開生產(chǎn)過程的在線數(shù)字化檢測。”云南煙葉復(fù)烤公司技術(shù)中心主任來慶祥介紹說。

目前打葉復(fù)烤生產(chǎn)過程，須依托在線紅外水分溫度檢測、近紅外化學(xué)成分檢測、電離輻射裝箱密度檢測等在線無損檢測技術(shù)應(yīng)用，潤葉工序水分、烤片工序水分、烤梗工序水分、預(yù)壓打包成品裝箱密度等關(guān)鍵指標(biāo)的在線監(jiān)控和自動化閉環(huán)控制都已完成。

作為打葉復(fù)烤加工的重點工序——葉梗分離，對打葉過程的有效出片率和造碎有至關(guān)重要的影響，同時其加工過程與成品片煙質(zhì)量密切相關(guān)，是影響成品片煙形態(tài)的主要工序，對卷煙制絲環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量也有影響。

以前，產(chǎn)品大片率、中片率、大中片率、小片率、碎片率、碎末率、葉中含梗率、葉中含粗梗率和長短梗率等該工序質(zhì)量指標(biāo)檢測，全部靠人工離線的方法檢測，手段落后，需要用多套設(shè)備進行檢測;檢測結(jié)果反饋滯后性大，一套指標(biāo)檢測下來，需要45分鐘左右，缺乏全過程大數(shù)據(jù)支撐;檢測結(jié)果信息維度少，不利于工藝質(zhì)量精細(xì)化控制。

“由于缺乏高效的在線檢測技術(shù)，也可以說是缺乏一雙靈敏的‘眼睛’，對制造質(zhì)量的精度保障能力低下，打葉復(fù)烤加工技術(shù)發(fā)展的50多年來，重點工序唯獨葉梗分離工序沒有完成自動閉環(huán)控制，一直是打葉復(fù)烤向全工序自動化、數(shù)字化和智能制造發(fā)展的技術(shù)低洼池和硬骨頭。”來慶祥說。

智能集成，讓檢測效率提高了9倍

創(chuàng)新思路源于生活。

受車站、機場低輻射X光安檢技術(shù)應(yīng)用啟發(fā)，項目研發(fā)團隊利用煙梗和煙片的密度差異，發(fā)現(xiàn)在X光下能夠清晰識別出煙梗的輪廓特征，因此提出采用基于“X光+可見光”雙光譜融合圖像識別技術(shù)路徑，來實現(xiàn)葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)數(shù)字檢測。

研發(fā)人員利用可見光提取煙片面積、形狀等特征;利用X射線成像技術(shù)，解決了可見光在煙葉疊加和覆蓋時無法精準(zhǔn)采集到葉中含梗圖像問題，提取煙葉中煙梗的形態(tài)、大小等特征。此外，還創(chuàng)新性地提出葉梗面密度比表征葉中含梗率的方法，采用參數(shù)自動回歸算法和數(shù)學(xué)分布方法，建立了葉片結(jié)構(gòu)多指標(biāo)數(shù)字表征方法。

“項目首次把打葉復(fù)烤葉片結(jié)構(gòu)多指標(biāo)檢測功能集成到一臺設(shè)備，實現(xiàn)葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)快速檢測和反饋,檢測效率由45分鐘縮短到5分鐘，效率提高近9倍，檢測準(zhǔn)確率大于95%。”項目科技成果評價專家組組長、云南省機械工業(yè)行業(yè)學(xué)會副秘書長徐勤介紹說，這為打葉復(fù)烤打葉去梗工藝段智能化閉環(huán)控制提供了技術(shù)支撐，整體達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

目前研究成果已在行業(yè)多家打葉復(fù)烤加工企業(yè)推廣應(yīng)用，大幅提高檢測效率和檢測穩(wěn)定性，減少人工干預(yù)和用工成本，提升了工藝執(zhí)行過程感知能力水平，有力促進打葉工序工藝質(zhì)量管控由傳統(tǒng)粗放型向精益制造轉(zhuǎn)變，為下一階段智能制造提供數(shù)據(jù)響應(yīng)的必要條件，加快了打葉復(fù)烤生產(chǎn)加工向全工序自動化和智能化發(fā)展。

2021年6月，云南煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司“葉片結(jié)構(gòu)綜合指標(biāo)無損在線檢測設(shè)備的研制及應(yīng)用”成果榮獲中國煙草總公司云南省公司科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。

“未來我們還要持續(xù)推進智能制造轉(zhuǎn)型升級，抓住互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、5G、人工智能等技術(shù)帶來的發(fā)展前景，專注數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展研究，突破關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)給‘智能制造’注入新能力。”來慶祥說。(李瑞東 記者 趙漢斌)