打叶复烤生产过程数据采集与处理指南

1YC/ZXXX-XXXX打叶复烤生产过程数据采集与处理指南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/T19000—2016质量管理体系基础和术语GB/T19892.1—2005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/Z204—2012烟草行业信息化标准体系YC/Z317—2009卷烟工艺参数信息化管理规范3术语和定义GB/T19000—2016、GB/T19892.1—2005、YC/Z204—2012和YC/Z317—2009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输入的物料，生产一定数量的在制品或产品的过程。[来源：YC/Z317—2009，3.2]3.3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/Z317—2009，3.3]3.4批过程数据dataofbatchprocess2YC/ZXXX-XXXX按批归属的过程数据。[来源：YC/Z502—2014，3.4]3.5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offlinedata通过离线人工或仪器仪表获取的直接或者间接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。3YC/ZXXX-XXXX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4YC/ZXXX-XXXX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。数据采集应满足：支持数据的导入导出、条件过滤和依据数据清洗要求为数据标记数据标签。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。存储方式可采用本地存储或异地存储。服务器可选用物理服务器、虚拟服务器或云服务器。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。集成平台包括集控系统、MES系统或批次质量管控系统等。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。0网络通信协议可使用TCP、UDP、HTTP或FTP等。1网络安全应符合GB/T22239中等级保护三级的要求。5数据采集5.1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YC/ZXXX-XXXX应采集工艺参数、设备参数等信息。5.1.6环境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，其表示方法如表1所示。表1数据类型表示法SNT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，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；6YC/ZXXX-XXXXc)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据有矛盾；e)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、断料及异常波动状态下的数据。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数据分析针对打叶复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C。6.4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。7YC/ZXXX-XXXX（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.1给出了打叶复烤生产过程数据采集内容。表A.1打叶复烤生产过程采集内容SSSNSSSSSSSSSSSSSSSSNSTSNNNNNNNN8YC/ZXXX-XXXX表A.1打叶复烤生产过程采集内容（续）NNSTSSNNNNNSNNSNNNN水NNNNNN电NNN9YC/ZXXX-XXXX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NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNYC/ZXXX-XXXX表B.1打叶复烤加工参数与物料信息（续）NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNYC/ZXXX-XXXX表B.1打叶复烤加工参数与物料信息（续）NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNYC/ZXXX-XXXX表B.1打叶复烤加工参数与物料信息（续）NNNNNNYC/ZXXX-XXXX数据分析C.1有效数据C.1.1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。………………………式中：S——标准偏差xi——样本值；N——样本数。…………………式中：CP——过程能力指数T——指标公差；σ——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：CPK=min……………………式中：CPK——过程能力指数USL——参数规格上限；LSL——参数规格下限；μ——总体均值（用样本均值估计）；σ——总体标准差（用样本标准差估计）。YC/ZXXX-XXXXPPK=min……………………式中：PPK——过程性能指数σLT——过程的综合标准差，σLT=为检测的样本组数，n为样本量--样本中采集的子样个数）；USL——参数规格上限；LSL——参数规格下限；μ——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：……………式中：x——非稳态时间与批过程时间占比