2017年二等奖-新型烟梗自动识别剔除装置的研发

PPT模板下载：,新型烟梗自动识别剔除装置的研发,安徽中烟工业有限责任公司芜湖卷烟厂制丝车间赢客QC小组,01,前言,前言/PREFACE,烟梗能有效降低卷烟烟叶消耗及降低焦油量。为贯彻2015版“卷烟工艺规范”要求，公司技术中心对梗丝品质提出了更高要求，厂部下达指令性攻关课题，明确要求将碎梗和梗拐筛分效率提升到85%。我厂原传统单层烟梗振筛，碎梗筛分效率仅为25%左右，且无法剔除梗拐。通过调研发现，梗拐和碎梗筛分效率低是行业内共性问题。QC小组在常规方法无法根本解决问题的基础上，积极采用发明问题解决理论（TRIZ），自主研发了新型烟梗自动识别剔除装置，通过双层筛分装置，有效分离了梗拐和碎梗，且具备自清洁功能，达到了预定目标。该装置在行业内具有较好的推广价值，已被授予实用新型专利，申请的发明专利已被受理。,02,名词解释,名词解释,（1）梗拐：连有烟株的烟茎，梗头直径D6mm（2）碎梗：长度小于10mm，直径D2.5mm（3）碎梗筛分效率：（4）梗拐筛分效率：（5）烟梗误筛率：,图1梗拐,图2碎梗,03,小组概况,表1小组概况表,制表人：朱莉平制表日期：2015年5月4日,小组概况,04,选择课题,问题1：碎梗筛分效率低，梗拐无法剔除,小组根据生产过程记录，随机抽取2015年2-4月30批次烟梗进行筛分效率统计。结果如下：,表2烟梗筛分效率情况统计,制表人：朱莉平制表日期：2015年5月7日,图3碎梗筛分效率单值图,结论：1.碎梗筛分效率低，仅23-28%；与企业新内控标准85%差距较大。2.现有装置不具备梗拐筛分剔除能力。,（一）问题提出,问题2：烟梗筛分装置保养耗时长,为确保筛分效果，工艺要求每批次结束后须对筛网进行保养。以下是对5月4日至8日30批次保养时间的跟踪统计：,表3批次后保养时间统计,制表人：朱莉平制表日期：2015年5月8日,图4保养耗时单值图,结论：1.清理筛网平均耗时21.5分钟。2.批次间隔时间长，影响生产效率及能耗。,（一）问题提出,（二）问题解决途径,1.问题分析,机会：梗拐一般长度较正常烟梗短。,2.问题解决常规方法,小组选用圆形网孔筛网进行试验：,结论：常规方法存在缺陷，小组考虑通过创新思路进行借鉴和创新。,（二）问题解决途径,试验步骤：第一步：制作一网孔直径为15mm的圆形孔筛网。第二步：安置于车间可拆卸筛网振动筛分机上。第三步：选10批，每批50kg烟梗进行筛分测试。,1、碎梗筛分效率67.0%；梗拐筛分效率38.9%2、误筛率39.8%，误筛现象严重。,试验结果：,表4筛分效率统计,制表人：朱莉平制表日期：2015年5月13日,Q1：为何不能剔除梗拐？,Q1：为何碎梗筛分效率低？,3.创新思路借鉴,A2：因为筛网过程中堵塞。,Q3：为何筛网孔堵塞？,A1：因为梗拐直径大，小孔径无法筛出。,A1：因为碎梗未被筛出。,Q2：为何碎梗未被筛出？,A3：因为网孔小。,（三）创新工作思路,A2：需要使用大孔径筛网。,Q2：如何分离梗拐与烟梗？,Q4：为何不扩大网孔？,A4：因为网孔过大会造成正常烟梗误筛。,A3：扩大网孔后会造成烟梗和梗拐无法分离。,Q3：如何不使用大孔径筛网？,问题分析,3.创新思路借鉴,（三）创新工作思路,矛盾矩阵,小组成员查阅了行业内外相关资料，在国家专利检索网站、万方数据网和国家局网站进行查新，均未找到类似的现成方案。,表5查新工作统计表,制表人：朱莉平制表时间：2015年5月19日,（三）创新工作思路,4.课题查新,新型烟梗自动识别剔除装置的研发,（四）确定课题,小组活动计划,表6小组活动计划表,制表人：朱莉平制表时间：2015年5月10日,计划进度,实际进度,05,目标设定,课题目标：梗拐、碎梗筛分效率85%,我们的目标,工艺质量内控指标85%,（一）设定课题目标,（二）目标可行性分析,1.开展梗拐筛分试验,试验步骤：第一步：制作一网孔宽度为6mm的腰型孔筛网用于梗拐筛分试验。第二步：安置于车间可拆卸筛网振动筛分机上。第三步：选取10批，每批50kg烟梗进行梗拐筛分效率测试。,试验结果：,表7梗拐筛分试验结果统计表,制表人：朱莉平制表时间：2015年5月21日,结果分析：模拟环境下梗拐平均筛分效率可达88.1%。,2.开展碎梗筛分试验,（二）目标可行性分析,试验步骤：第一步：测试前对单层筛网进行彻底保养，确保网孔畅通。第二步：设备每运行10分钟后停机，对筛网彻底保养，并称量碎梗重量。第三步：进行五次试验，统计筛分效率。,结果分析：在筛网充分保养、网孔通畅情况下，碎梗平均筛分效率可达86.3%。,表8碎梗筛分试验结果统计表,制表人：朱莉平制表时间：2015年5月21日,试验结果：,结论：碎梗、梗拐筛分效率为85%的目标可行！,06,提出方案并选择最佳方案,1.方案提出,（一）提出方案,采用多级筛分法,小组通过头脑风暴法，针对多级筛分方案进行讨论，并汇总形成了三个备选方案，利用亲和图整理如下：,需考虑的因素,图5总体备选方案亲和图,方案一：同源串联筛分装置,图6同源串联振筛筛分装置结构示意图（侧视）,1.方案提出,（一）提出方案,第一级筛分网：对碎梗进行筛分；第二级筛分网：分离正常烟梗与梗拐。,梗拐,物料流向,来料烟梗,碎梗,第二级筛分,第一级筛分,正常烟梗,方案二：非同源串联筛分装置,图7非同源串联筛分装置结构示意图（侧视）,1.方案提出,（一）提出方案,第一级筛分：对碎梗进行筛分；第二级筛分：分离正常烟梗与梗拐。,物料流向,碎梗,梗拐,第二级筛分,第一级筛分,正常烟梗,来料烟梗,方案三：叠加式筛分装置,1.方案提出,（一）提出方案,图8叠加式筛分装置结构示意图（侧视）,两层结构：,第一层筛分：对梗拐进行分离；第二层筛分：对碎梗进行筛分。,2.方案比较,表9方案比较,制表人：丁玲制表日期：2015年6月2日,（一）提出方案,综合分析，小组确定最佳方案为：叠加式筛分装置,3.方案选择,小组利用矩阵数据分析，以确定总体最佳方案：,表10评估项目权重矩阵数据分析表,制表人：丁玲制表日期：2015年6月3日,表11方案加权评估表,制表人：丁玲制表日期：2015年6月3日,（一）提出方案,（二）选择最佳方案,1.功能设计需求分析,表12功能需求分析表,制表人：丁玲制表日期：2015年6月3日,（二）选择最佳方案,2.方案思路小组成员运用头脑风暴法，提出了多方面建议与意见并汇总，形成了如下亲和图：,图9亲和图,碎梗分离及自清洁-双层可变径筛网,梳杆类型,梳杆形状,驱动方式,筛网尺寸,筛网结构,梳杆尺寸,梗拐分离梳杆,梳板头形状,驱动方式,梳板形式,梳杆自清洁梳板,经济性,技术难度,可靠性,安全性,筛分效率,需要综合考虑的因素,双层叠加式烟梗筛分装置,叠加式烟梗筛分装置,筛网,梳杆,梳板,驱动方式,筛网尺寸,筛网结构,上层活动下层固定,下层活动上层固定,梳杆形状,梳杆类型,梳杆尺寸,梳板形式,梳板头形状,梳板驱动,丝杆驱动,气缸驱动,方形,圆形,实心杆,空心杆,硬质短毛刷,不锈钢刮板,三角形,倒梯形,菱形,磁耦合气缸,标准气缸,（二）选择最佳方案,3.总体方案分解,图10总体方案备选示意图,满足安装要求,满足安装要求,参数设计,正交试验,选择最佳参数组合,表13梳杆形状选择表,制表人：王汉岭制表日期：2015年6月5日,（二）选择最佳方案,1.梳杆形状选择,表14梳杆类型选择表表,制表人：王汉岭制表日期：2015年6月8日,（二）选择最佳方案,2.梳杆类型选择,表15梳杆尺寸确定表,制表人：冯骏制表日期：2015年6月11日,（二）选择最佳方案,3.梳杆尺寸确定,表16梳板形式选择表,制表人：冯骏制表日期：2015年6月14日,（二）选择最佳方案,4.梳板形式选择,表17梳板头形状选择表,制表人：冯骏制表日期：2015年6月18日,（二）选择最佳方案,5.梳板头形状选择,制表人：冯骏制表日期：2015年6月20日,表18梳板驱动选择表,（二）选择最佳方案,6.梳板驱动选择,7.筛网结构选择,表19筛网结构选择表,制表人：王汉岭制表日期：2015年6月22日,（二）选择最佳方案,约50牛,8.筛网驱动方式选择,表20筛网驱动方式选择表,制表人：王汉岭制表日期：2015年6月25日,（二）选择最佳方案,表21筛网驱动气缸选择表,制表人：冯骏制表日期：2015年6月28日,（二）选择最佳方案,9.筛网驱动气缸选择,表22筛网尺寸确定表,制表人：冯骏制表日期：2015年6月30日,（二）选择最佳方案,10.筛网尺寸确定,11.选择最佳参数组合,根据理论分析，前期试验结果，我们制定如下因素位级表：,表23梳杆梳板相关参数,（二）选择最佳方案,（1）梳杆梳板相关参数选择,运用L9（34）正交表进行试验,表24梳杆梳板参数选择正交试验,试验结果分析：看一看：第8号实验结果较好，其组合为A2B3C2;算一算：从极差分析得出较优方案为A2B3C3；D列为检验列，其极差值最小，说明试验误差小，试验有效。,（二）选择最佳方案,11.选择最佳参数组合,（1）梳杆梳板相关参数选择,由于看一看和算一算的结果不一致，且通过极差分析得出的较优方案不在正交表的九次试验中。因此，通过开展进一步试验确定最佳方案，结果如下：,表25进一步试验结果,通过进一步试验,可以得出方案A2B3C2优于A2B3C3，因此，筛网参数选择为梗拐梳杆间距D2取6mm，梗拐梳板清理时间T3取20min，梳板打开次数T4为3次。,图11梳杆梳板相关参数主效应图,通过正交试验表可以得出各因素对试验结果的影响程度为A-BC。,（二）选择最佳方案,11.选择最佳参数组合,（1）梳杆梳板相关参数选择,动图演示,11.选择最佳参数组合,（1）梳杆梳板相关参数选择,根据理论分析，前期试验结果，我们制定如下因素位级表：,表26双层筛网参数,11.选择最佳参数组合,（2）筛网控制参数选择,（二）选择最佳方案,运用L9（34）正交表进行试验：,试验结果分析：看一看：第8号实验结果较好，其组合为A2B3C2;算一算：从极差分析得出较优方案为A2B3C1；D列为检验列，其极差值最小，说明试验误差小，试验有效。,表27筛网参数选择正交试验,11.选择最佳参数组合,（2）筛网控制参数选择,（二）选择最佳方案,由于看一看和算一算的结果不一致，且通过极差分析得出的较优方案不在正交表的九次试验中；因此，通过进一步试验来确定最佳方案，其结果如下：,通过进一步试验,可以得出方案A2B3C2优于A2B3C1。因此，筛网参数选择为双层筛网孔间距D1取3mm，双层筛网开合时间T1取20min，双层筛网打开持续时间T2为6S。,表28进一步试验结果,图12筛网相关参数主效应图,通过正交试验表可以得出各因素对试验结果的影响程度为B-CA。,11.选择最佳参数组合,（2）筛网控制参数选择,（二）选择最佳方案,动图演示,11.选择最佳参数组合,（2）筛网控制参数选择,叠加式烟梗筛分装置,筛网,梳杆,梳板,筛网结构,下层活动上层固定,驱动方式,气缸驱动,筛网尺寸,筛网尺寸1200*300mm网孔25*10mm,梳杆形状,圆形,梳杆类型,空心杆,梳杆尺寸,梳杆直径16mm长度1900mm,梳板形式,不锈钢刮板,梳板头形状,三角形,梳板驱动,磁耦气缸,总方案,一级方案,二级方案,三级方案,（二）选择最佳方案,12.确定最佳方案,图13总体方案示意图,参数,正交试验,依据最佳参数组合,07,制定对策,制表人：陈华斌制表日期：2015年7月15日,制定对策,小组根据确定的最佳设计方案，按照5W1H原则制定了对策表。,表29对策实施表,08,对策实施,（一）加工、安装梗拐梳杆,表30制作安装梗拐梳杆实施表,（二）制作、安装梗拐梳板,表31制作安装梗拐梳板实施表,（三）制作、安装双层筛网,表32制作安装筛网实施表,将8块筛网叠加码放整齐，肉眼观察筛网外形尺寸基本一致，网孔大小位置无明显差异后，随机抽取4块筛网，进行分别测量，其结果如下,（四）购置、安装相关控制件,表33控制器件安装实施表,P,通过对电磁阀上电，测试电磁阀、气缸动作情况,制表人：冯骏制表时间：2015年11月15日,（五）控制程序编写、测试,表34控制程序编写测试实施表,（六）系统测试,表35系统测试过程,（六）系统测试,制表人：程雷平制表时间：2015年12月15日,表36系统测试统计表,09,效果检查,（一）目标完成情况检查,1.目标值检查,新装置使用后，小组随机选取12月16日至25日共计30批次，对梗拐和碎梗的筛分效率进行跟踪调查统计：,表37烟梗筛分效果统计表,制表人：朱莉平制表日期：2015年12月26日,（一）目标完成情况检查,2.项目前后筛分效率对比,图14改进前后箱线图,图15改进前后柱状对比图,目标实现,（二）经济效益,10,标准化,（一）形成标准化,1、及时将设计图纸、配件号、操作保养说明、实验数据、材料列表等资料归档保存。2、将装置纳入制丝车间设备管理制度中管理、维护和保养。3、并制作教案开展相关培训。,制表人：王汉岭制表日期：2016年03月22日,表38标准化统计表,（二）效果持续跟踪,表392016年1-3月30批次烟梗筛分效率跟踪效果统计表,制表人：朱莉平制表日期：2016年03月25日,（二）效果持续跟踪,图16碎梗筛分效率I-MR控制图,图17梗拐筛分效率I-MR控制图,（三）专利申请,我厂向国家知识产权局