日前，上海烟草机械有限责任公司、云南中烟红云红河烟草（集团）有限责任公司昆明卷烟厂、上海烟草集团有限责任公司上海卷烟厂入选2023年度智能制造优秀场景。今天，让我们走进这三家企业，了解他们在智能制造领域的实践探索。
上海烟机公司：智能产线重塑离散型制造
镜头
AGV往来穿梭，将零件毛坯自动搬运至机台，将加工好的零件转运至清洗测量区，将检测合格的零件转运至智能货柜；
收到物联网控制平台的指令，数控机床自动调用加工程序，凭借高度复合的加工能力一次装夹；
三坐标测量仪自动联网获取相应的检测程序，对零件加工质量进行检测，并通过网络将检测数据实时上传至相关系统……
毛坯自动装夹、物料智能搬运、机床自主作业、产线无人值守，在上海烟草机械有限责任公司，智能制造正由想象图景落地为现实场景。
这是上海烟机公司机加工“无人值守”智能产线运行的日常。
顾名思义，这条产线应用于烟机零件加工，显著特点是“无人值守”。智能产线的建成，代表着上海烟机公司以新技术重塑离散型制造、建设智能工厂的重要突破。
近年来，卷烟生产企业对烟机设备的个性化需求越来越强烈，破除离散型制造桎梏，提升装备需求快速响应能力，成为烟机企业迫切需要解决的课题。
2018年以来，上海烟机公司融合新一代信息技术与先进制造技术，全面优化升级作业流程，落地物料搬运、毛坯装夹、工件加工、废屑回收、零件清洗、质量检测等关键环节智能制造场景，构建流程闭环的机加工智能产线，探索出一条离散型制造的智能化实现路径。
上海烟机公司智能产线。
智能产线很好地弥补了离散型制造的不足。而物联网控制平台，是智能产线的“大脑”。
机加工车间现场设备种类繁多，控制系统与通信协议各不相同，车间物联网建设困难重重。上海烟机公司充分利用自身技术积淀，组织内部技术力量开展艰苦攻关，成功掌握了车间所有设备的核心控制系统通信协议，构建起面向制造现场的边缘云控制平台，啃下了互联网建设这块“硬骨头”。
在“大脑”的指挥下，产线各部位经由一系列标准化、数字化、智能化技术支撑，共同构建起“无人值守”的智能制造生态。
标准工艺应用。以工件装夹为例，传统作业模式中，工件装夹通常由机床操作工人工完成，作业效率不高，装夹质量易受人为因素干扰。上海烟机公司创新应用标准装夹方式，通用于各类小型异型件，简化了装夹流程，提高了作业效率。配合机器人的高精度7轴机械臂，可以很方便地完成工件自动装夹，取代人工装夹作业，并且重复定位精度可达2微米。
物料自动流转。基于自然导航技术的AGV，结合高精度7轴机械臂，组成协作式机器人，物料搬运环节实现了无人化作业；在制造现场引入5G技术，解决了传统WIFI的信号干扰和频段资源限制问题，确保了移动型协作机器人稳定作业。
此外，上海烟机公司还应用了冷却液集中过滤和废屑自动分类回收系统，保证了智能产线长时间无人化不间断作业。
2018年，上海烟机公司选取具有代表性的加工设备、检验设备、物流设备和辅助设备，打造了面向中小件加工的智能产线试验线，初步验证了全流程“无人值守”智能制造实现的可行性。
上海烟机公司智能产线。
随后，随着技术的完备和成熟，第二代智能产线很快投入运行。在产线规模上，第二代产线的加工机床数量从单台升级为覆盖整个机群；在机器人作业模式上，从单台机器人作业升级为不同类型机器人专业化分工协作；在物流管控上，从单台AGV升级为多品牌、多台AGV同时运行、智能调度；在仓储出入库环节，从小型缓存料架升级为大型自动货柜与出入库机器人协作模式。
2021年以来，上海烟机公司加速智能产线迭代升级，将智能产线加工范围拓展至中型箱体类零件。第三代产线采用地轨式工业机器人与顶升式AGV，实现了中型箱体类零件的智能搬运与自动上下料；在箱体类工件装夹固定上采用多项独创的工艺方法，做到了箱体类工件的柔性快换。
如今，走进上海烟机公司智能制造中心机加工区，首先进入视野的，便是这条封闭式的第三代智能产线。产线由五台五轴五联动加工中心构成，加工机床、轨道式机器人和工件缓存区一体化布局，颇显“科技范儿”和“未来感”。后方，排布着12台数控机床组成的中小件加工区域。再往里，线切割加工工艺区正加速建设，不久后也将加入智能产线的“联合舰队”。
面向未来，上海烟机公司正沿着“产线—车间—工厂”的升级迭代路径，加速智能化转型，构建工厂级无人值守模式，持续提高企业核心竞争力，为行业提供更为坚实有力的装备支撑保障。
（记者 刘洋/文 上海烟机公司/图、视频）
云南中烟红云红河集团昆明卷烟厂：数字孪生孕育智慧工厂
走进昆明卷烟厂，科技感的镜头无处不在。近年来，昆明卷烟厂以工业升级为基础，以数字化转型为主攻方向，以智能制造为建设目标，不断加快信息化设备升级改造、生产大集控变革和设备国产化攻关，以数字孪生孕育出智慧工厂。
紧跟新时代 运用新技术
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在昆明卷烟厂数控中心，记者看到，两块巨大的显示屏格外引人注目。其中，主屏幕是由3D数字构建的生产设备模型，辅屏则是与之联动的具体机台的实时情况，二者相辅相成，实时展示每条生产线、每台设备的虚实映射。
操作人员通过数据面板，可以了解设备的实时生产数据。当屏幕上的数据出现异常，系统会自动预警，将异常情况第一时间上报生产一线，再由专业维修人员将风险“消灭”在萌芽状态。
这便是昆明卷烟厂数字孪生技术的初始应用。数字孪生技术是指利用数字技术对物理实体对象的特征、行为、形成过程和性能等进行描述和建模的过程和方法。作为信息物理系统的虚实映射，等比例、高精度建模的数字孪生系统实现了“虚拟感知现实”“虚拟控制现实”“虚拟改造现实”。
为什么要依托“数字孪生”打造“智慧工厂”？
在昆明卷烟厂党委看来，面对行业转型发展的新要求，必须按照国家烟草专卖局、云南中烟工业有限责任公司、红云红河集团信息化发展要求部署，把数字化转型作为提升工厂核心竞争力的重要途径，完善数字化“新基建”，深挖数字潜能，推动数字化与生产制造链条深度融合。
昆明卷烟厂数控中心。
基于此，昆明卷烟厂紧跟“智能制造”转型升级浪潮，按照一体化平台建设要求，不断探索应用工业互联网、云计算、5G等新技术，加快业务应用整合，数字孪生技术的运用应势而生。
为了攻克这一技术，他们组织青年职工利用业余时间对设备进行测量，采用建模软件1:1还原设备，建模精度达到毫米级。经过半年多努力，先后完成了卷包车间、制丝车间、成型车间主要机台设备的建模工作。
通过数据总线技术实现各系统间的联动控制，建立生产前、中、后仿真和设备维修经验具象化以及监控摄像头联动等交互应用，数字孪生终于在昆明卷烟厂落地生根。
如今，昆明卷烟厂自主研发的CCPS自动控制系统，可根据检修计划、设备就绪状态、生产路径状态、原料准备情况等排产要素，自动推荐最优排产方案。
除此之外，数字孪生技术的应用还迁移集成了AB区高架库、发射机、除尘设备的相关数据，打通了从成型、立库存储到发射的全流程数据流，让数字技术与管理创新“同频共振”，极大激发了企业发展活力。
打造新工厂 激发新动能
镜头
在物流科，AGV运载小车通过5G信号的实时连接，作业期间的灵活性和精准度显著提高；
卷包车间内，在“5G+AI”视觉烟草包装质量检测系统的协助下，缺陷产品无处遁形，大大降低了工作人员因视觉疲劳而导致的差错；
在制丝车间，自主研发的CCPS自动控制系统上线，覆盖生产加工全过程，变单点控制为集成控制、实时协同控制，实现“一台电脑控制一条生产线”，形成“一键启动”新模式。
近几年，依托数字孪生技术，昆明卷烟厂不断将大数据、云平台、智能设备等信息技术与产业进行融合发展，实现了工业制造技术和工业自动化技术的无缝衔接，积极破解了“智慧工厂”建设难题。
基于数字化转型的背景，昆明卷烟厂还先后完成了制丝车间的集控系统升级改造、“大重九”全自动化专线建设等技改活动，同步建立起新型生产管理系统、集中监控系统、制丝数据服务系统、CPS系统等。
昆明卷烟厂成型车间信息化小组监测设备运行数据。
此外，依托安防监控、生产监视及安全现场管控数字化平台建设，昆明卷烟厂还逐步建立起人防部署到位、物防设施完善、技防手段先进、应急处置高效的智能安全保障系统，为“智慧工厂”建设创造出更为广阔的空间。
经过探索，昆明卷烟厂提出了基于自身发展实际的数字化转型“加减乘除”工作思路，形成了一套独有的“方法论”：在专业人才培养上做“加法”，进一步筑牢智能制造人才支撑；在消除网信风险、安全隐患等方面做“减法”，让数字化建设落到实处、产生实效；在场景运用上做“乘法”，把数字化升级的“好钢”用在提升工作效能的“刀刃”上；在信息系统开发上做“除法”，力求消除信息孤岛。
如今，昆明卷烟厂正不断加强数字化关键领域布局，推进信息化和工业化深度融合，加快推进数字化转型，让更多的“智慧场景”落地，助力昆明卷烟厂高质量发展更进一步。
（记者 杜星霖 通讯员 李鸿彬 马子钧/文 昆明卷烟厂/视频）
上海烟草集团上海卷烟厂：丰富场景引领“智造”升级
近年来，上海烟草集团有限责任公司上海卷烟厂抢抓数字化转型机遇，以应用场景为牵引，有效汇聚创新要素资源，促进新一代信息技术与生产制造深度融合，“智造”工厂建设迈上新台阶。
一个个“智造”场景，赋能过程控制、质量优化、能耗管控等生产制造关键环节，为工厂高质量发展提供了坚实支撑。
智能控制 精益生产
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困扰我们多年的料头料尾水分问题，终于有了便捷高效的解决方法！”近日，在上海卷烟厂三车间中控室，电脑屏幕上，料头烟丝出口含水率在筒壁温度模型的智能控制下快速调整到目标值，引得“老制丝”们连声赞叹。
便捷高效的烘丝生产智能控制，源于上海卷烟厂对机器学习等新技术的创新应用。
传统制丝生产，烘丝机控制系统无法稳定控制筒壁温度，导致出口水分依赖人工干预，影响了生产的连续性和稳定性。
2023年，上海卷烟厂三车间引入机器学习技术，开展叶丝干燥含水率智能控制课题攻关。他们借助大量历史数据和在线数据的收集应用，自主开发烘丝筒筒壁温度模型，实现了烟丝出口含水率头部、稳态、尾部全过程的智能预测与控制，促进了工艺质量指标提升。
上海卷烟厂以烘丝工序智能控制强化生产质量运行。
同时，系统具备自迭代更新功能，保证了算法模型的可用性与稳定性，有效避免了因外部环境因素变化而导致的模型失配风险，显著提升了烘丝工序的生产过程控制能力。
烘丝工序智能控制是上海卷烟厂以数字化技术强化生产过程控制的生动缩影。着眼数字生产，上海卷烟厂积极引入智能控制技术，推动“智能+”应用场景落地实施和价值转化，生产过程控制更富效率、更为精益。
数据赋能 优化质量
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“今天现场温度比昨天低了3摄氏度，相对湿度只有40%，松散回潮加水比例要上调30%……”看着SPCD（统计过程控制与诊断）系统质量预测模型的提示，上海卷烟厂一车间上位设备操作工用对讲机联系松散回潮工段操作工。
松散回潮工段操作工从容调整加水比例：“自从使用了质量预测模型，我们再也不用担心环境温湿度骤变，烘丝来料水分稳定多了，烟丝质量得到进一步提升。”
产品质量是卷烟生产企业的生命线。
一直以来，上海卷烟厂严守“一丝不苟、支支一流，一包一箱、不优不休”质量方针，树起了“上烟制造”的“金字招牌”。随着“智造”工厂建设的深入推进，他们积极探索质量工具与数字化手段结合的方式，实现以数稳质、以数提质。
SPCD系统是上海卷烟厂加强过程质量控制的有力工具，这个系统通过自动采集生产过程数据，实现对关键质量特性和重要工艺参数的实时监控，一旦发现异常，会立即提醒操作人员进行诊断与调整。
近两年，上海卷烟厂推进智能表具升级、数字化平台建设等工作，全面保障产品质量稳定受控。
他们引入数仓技术搭建大数据平台，采用批量抓取、定时同步、实时获取等方式，将生产、质量、设备等业务数据和生产线实时采集数据汇集到大数据平台。在此基础上，应用“自反馈—自诊断—自预测”闭环管理技术，建立质量预测模型，对数据进行深度分析，实现产线的全面控制，推动过程管理和产品质量全面升级。
实时监测 节能降耗
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上海卷烟厂动力二部，近日，工作人员正根据大数据能源BI分析平台的实时监测信息，对当日能源消耗情况进行分析判定。“平台实现了对工厂浦东厂区能源消耗情况的实时监测、自动分析和自动预警，我们可据此制定更有针对性的节能措施和方案。”这位工作人员说道。
从能源网到数字网，上海卷烟厂开发应用大数据能源BI分析平台，将能源流失的每个环节纳入数字化管控，助力能源管控“讲得清、控得住、降得下”。
平台由设备采集层、数据传输层、数据运算层、数据建模层、系统应用层五个层级构成。能耗数据经过大数据平台数据仓库工具的提取转化后，再由BI数据分析工具进行多维度分析，输出能耗统计、环比信息以及能源成本数据图表，清晰展示出能源消耗的趋势、关联性和异常等关键信息。
上海卷烟厂打造能源BI分析平台持续提升能源管理水平。
“大数据能源BI平台应用后，我们可以实时监测能源消耗的趋势变化，了解不同能源的构成情况和消耗情况，从而制定更为有效的节能措施和方案，提高能源利用效率，降低能源成本，减少碳排放。”上述工作人员如是说。
依托大数据能源BI分析平台，上海卷烟厂以数据为驱动，以分析为手段，找准能耗管理切入点，推动工厂能源管理向精准化、精细化转型，为打造绿色工厂提供了有力支撑。
场景应用引领“智造”转型。当前，上海卷烟厂正依托一网联通、一库汇聚模式，立足8大生产车间，持续深化N个“智能+”应用场景建设，推动提质增效、提速赋能、人机协同，持续打造“智造、活力、美好”型卷烟工厂。
（记者 刘洋 特约通讯员 韩时超/文 肖迪/视频）
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