CN107481609B - 烟用二醋酸纤维素丝束成型操作培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种烟用丝束成型操作培训系统，属于烟草技术领域。该系统包括系统管理模块、与所述系统管理模块连接的烟用丝束成型操作模块、与所述烟用丝束成型操作模块连接的烟用丝束成型执行模块、与所述烟用丝束成型执行模块连接的故障检测与显示模块以及与所述烟用丝束成型执行模块和所述故障检测与显示模块均连接的质量检测与显示模块。本发明允许用户进行工艺的多样组合，使得用户对特定规格的烟用丝束成型特性有全面的了解，保障滤棒产品质量并减少烟用丝束消耗，使用户得以高效和充分的学习。

Description

烟用二醋酸纤维素丝束成型操作培训系统

技术领域

本发明属于烟草技术领域，涉及一种培训系统，尤其是烟用二醋酸纤维素丝束成型操作培训系统。

背景技术

烟用二醋酸纤维素丝束(本发明中简称烟用丝束)是重要的烟草专卖品，国家以法定形式将烟用丝束纳入烟草专卖品管理。适用法律包括烟草专卖法及其实施条例以及最高人民法院、最高人民检察院相关司法解释等。因为专卖的特性，决定了烟用丝束在生产、运输、终端使用等各个环节均有非常严格的规定。规范的烟用丝束成型现场操作培训需要耗费大量的专卖烟用丝束，终端用户有降低这样消耗需求。

成型机组是将烟用丝束卷制成滤棒的设备。整个滤棒制作过程包含烟用丝束提升、开松、施加增塑剂、加胶、成型纸包裹、定型、分切、装盘等工序。一些成型机组生产厂家例如德国虹霓公司虽然也开展付费的成型机组操作培训项目，但是与专门的烟用丝束成型培训还是不完全一致，前者更侧重对滤棒加工工艺流程的全覆盖，而后者则只针对成型机组的核心部分即烟用丝束成型或者也称为烟用丝束开松。同时例如德国虹霓公司为了保证培训效果，对参训人数有严格的限定，同组培训不允许超过6个人。

大量的烟用丝束消耗、受训人数的限制、专业细分的培训特性都决定了烟用丝束成型现场操作培训无法大规模开展，迫切需要开发一套烟用丝束成型操作培训系统，在此系统上对烟用丝束成型过程可能遇到诸如烟用丝束规格变换、成型机组更新换代、成型工艺调整等情况进行有针对性的模拟操作，使得用户可以在实际使用烟用丝束之前，对特定规格的烟用丝束成型特性有非常全面的了解，并结合自身成型机组的特点选择合适的成型工艺，达到保障滤棒产品质量和降低烟用丝束消耗的目的。

现有技术中的这类模拟操作系统，通常使用课程教学模式，按照预先设定的问题或目标以及后台储备的解决方法进行演示，必须一步一步单向行进和定式解决该设定的问题并达到设定的目标，用户没有办法对工艺条件进行选择，如不具备不同烟用丝束规格选择和不同成型机组间的运行组合模式切换的功能。同时，该操作系统在完成课程教学任务时，需要模拟运行结果与设定目标数据之间完全一致，方能进行演示，限制了能够进行的过程和演示的结果，使得用户无法得知不同的工艺条件下烟用丝束成型的质量特性，难以进行有效学习。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟用丝束成型操作培训技术，以使得用户能够对烟用丝束成型过程中的各种条件进行调整和模拟操作，对特定规格的烟用丝束成型特性有全面的了解，并结合自身成型机组的特点选择合适的成型工艺，保障滤棒产品质量并减少烟用丝束消耗。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种烟用丝束成型操作培训系统，包括系统管理模块，以对整个烟用丝束成型操作培训系统进行管理，并进行不同的烟用丝束规格选择和不同的成型机组间的运行组合模式切换；与所述系统管理模块连接的烟用丝束成型操作模块，以接收用户的操作信息；与所述烟用丝束成型操作模块连接的烟用丝束成型执行模块，以接收所述烟用丝束成型操作模块根据用户的操作信息产生并发送来的指令，并根据所述指令执行对应的动作，虚拟运行烟用丝束成型机组；与所述烟用丝束成型执行模块连接的故障检测与显示模块，以对所述烟用丝束成型执行模块中虚拟烟用丝束成型机组的运行进行同步检测，在检测到故障时进行显示；以及与所述烟用丝束成型执行模块和所述故障检测与显示模块均连接的质量检测与显示模块，以在所述烟用丝束成型执行模块虚拟烟用丝束成型机组的运行后，在所述故障检测与显示模块未检测到故障时，显示烟用丝束成型的质量信息。

所述烟用丝束成型操作模块包括按钮开关以及工艺参数输入端口。

所述烟用丝束成型操作模块包括虚拟操作面板，通过虚拟方式显示各个操作的按钮开关和工艺参数输入端口。

所述工艺参数包括进料辊与成型机组的速比、比例辊与进料辊的速比、输送辊与比例辊的速比、楔形棍与输送辊的速比、预张力辊压力、送丝烟舌空气阀门开度、送丝喷嘴空气阀门开度。

所述进料辊与成型机组的速比、所述比例辊与进料辊的速比、所述输送辊与比例辊的速比、所述楔形棍与输送辊的速比符合参数设置核心规则。

所述烟用丝束成型操作模块包括基本操作单元，以允许对单一工艺参数进行操作；以及综合操作单元，以允许对两个或者两个以上的工艺参数组合进行操作。

所述烟用丝束成型执行模块还进行实时成型开松状态模拟；所述实时成型开松状态包括烟用丝束开松、松弛、集束的动态过程、烟用丝束成型丝带宽度变化、烟用丝束成型丝带厚薄更迭、成型飞花多寡。

所述质量检测与显示模块还包括滤棒吸阻加工区间的实时展示窗口，所述实时展示窗口提供用户操作模拟过程中加工滤棒吸阻数值变化的质量结果指示。

所述质量信息包括生产滤棒的烟用丝束净重、滤棒圆周、滤棒长度、滤波吸阻变异系数。

所述系统管理模块允许根据用户需求对所述烟用丝束成型操作培训系统进行扩展，设置特定的培训需求。

所述故障检测与显示模块包括视频显示单元，以由所述视频显示单元对检测到的故障进行视频显示。

当虚拟运行烟用丝束成型机组的模拟结果处于目标设定值的设定区域范围内时，所述故障检测与显示模块认定为没有故障；当虚拟运行烟用丝束成型机组的模拟结果处于目标设定值的设定区域范围以外时，所述故障检测与显示模块认定为存在故障。

所述烟用丝束为烟用二醋酸纤维素丝束。

上述烟用二醋酸纤维素丝束成型操作培训系统包含于烟用丝束成型操作培训设备中，该烟用丝束成型操作培训设备还包括烟用丝束成型工作场景；其中，所述烟用丝束成型操作培训系统为所述烟用丝束成型操作培训设备的内核，所述烟用丝束成型工作场景为所述烟用丝束成型操作培训系统的图像化显示，反映虚拟运行的烟用丝束成型机组的工作过程。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明采用了开放性和交互式的培训系统架构，避免了培训系统中非常容易出现的单向行进和定式解决的模式。通过初始阶段用户的随意操作，结合操作系统的动态展示能够给用户真切的感性认识，其实质上是一种通过初始化运行-用户的任意调整-可能的系统出错-动态展示-用户的主动调整-当系统再次或多次出错时的各次动态展示和各次用户的主动调整-直至用户学会针对性并且是正确的调整过程，最终完成平稳的烟用丝束成型操作。该培训系统没有人为设定所谓最优烟用丝束成型模拟工艺条件，而允许工艺的多样组合，因为只有用户的自身需求才是恰当的工艺选择，使得受训人员能够对烟用丝束成型过程中的各种条件进行调整和模拟操作，对特定规格的烟用丝束成型特性有全面的了解，并结合自身成型机组的特点选择合适的成型工艺，保障滤棒产品质量并减少烟用丝束消耗，使用户得以高效和充分的学习。

附图说明

图1为本发明实施例中烟用丝束成型操作培训系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中烟用丝束成型操作培训系统的工作过程示意图；

图2a为图2中系统管理模块所涉及的流程的流程图；

图2b为图2中综合操作单元所涉及的流程的流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明提出了一种烟用丝束成型操作培训系统，其中烟用丝束指的是烟用二醋酸纤维素丝束。在整个烟用丝束成型操作培训设备中，该烟用丝束成型操作培训系统为内核，该设备中还包括与该烟用丝束成型操作培训系统配合使用的烟用丝束成型工作场景，作为该烟用丝束成型操作培训系统的外在图像化显示。该烟用丝束成型工作场景采用三维建模，建模方式包括几何建模和运动建模。本实施例中，能够采用3D max软件为培训系统制作几何模型及开关防护罩动作，使用Photoshop软件为培训系统制作几何模型内部贴图。在进入工作场景引擎后对几何模型及开关防护罩动作进行绑定，并为烟用丝束成型运动状态建模。所有建模工作完成后，才可进行烟用丝束成型操作培训系统的构建。

该烟用丝束成型操作培训系统的结构示意图如图1所示，其主要包括以下模块：

系统管理模块，该系统管理模块实现对整个培训系统的管理，并实现对不同烟用丝束规格选择和不同成型机组间的运行组合模式切换。本发明中，系统管理模块还能够进一步根据用户需求对培训系统进行扩展，设定特定的培训需求。本实施例中，系统管理模块与其他模块均有线或无线连接。

与系统管理模块连接的烟用丝束成型操作模块，以接收用户的操作信息。本实施例中，该烟用丝束成型操作模块包括按钮开关和工艺参数输入端口，以允许用户通过操作按钮开关和工艺参数输入端口输入操作信息；本实施例中，该烟用丝束成型操作模块包括虚拟操作面板，上述开关和工艺参数输入端口包含于该虚拟操作面板中，由虚拟操作面板通过虚拟方式显示各个操作的按钮开关和工艺参数输入端口。该工艺参数包括进料辊与成型机组的速比、比例辊与进料辊的速比、输送辊与比例辊的速比、楔形棍与输送辊的速比、预张力辊压力、送丝烟舌空气阀门开度、送丝喷嘴空气阀门开度等。按照操作的工艺参数将该烟用丝束操作模块分为基本操作单元和综合操作单元；基本操作单元允许对单一工艺参数进行操作，综合操作单元允许对两个或者两个以上的工艺参数进行操作。上述综合操作单元中，两个或者两个以上的工艺参数组合应当符合成型机组的内核要求。烟用丝束成型操作模块接收用户输入的操作信息后，根据操作信息产生指令并向后续的烟用丝束成型执行模块发送指令。

与烟用丝束成型操作模块连接的烟用丝束成型执行模块，以接收烟用丝束成型操作模块发来的指令，并根据这些指令执行对应的动作，虚拟运行烟用丝束成型机组。

与烟用丝束成型执行模块连接的故障检测与显示模块，以对烟用丝束成型执行模块中虚拟烟用丝束成型机组的动作进行同步检测，并在检测到故障时对该故障进行显示。本实施例中，该故障检测与显示模块包括视频显示单元，以由该视频显示单元对上述检测到的故障进行视频显示。

与烟用丝束成型执行模块和故障检测与显示模块均连接的质量检测与显示模块，以在烟用丝束成型执行模块虚拟烟用丝束成型机组的运行后，在故障检测与显示模块未检测到故障时，检测并显示烟用丝束成型的质量信息。这些质量信息包括但不限于生产滤棒的烟用丝束净重、滤棒圆周、滤棒长度、滤波吸阻变异系数。本实施例中，质量检测与显示模块还包括一个滤棒吸阻加工区间的实时展示窗口。该实时展示窗口提供用户操作模拟过程中加工滤棒吸阻数值变化的质量结果指示。在运行要求方面，不同于现有技术中需要模拟运行结果与设定目标数据之间完全一致，本发明中烟用丝束成型操作培训系统只要求模拟运行结果在目标设定值的设定区域范围内，就可达到质量检测与显示模块动态展示的要求，即当模拟运行结果在目标设定的区域范围以外时，故障检测与显示模块认定为检测到故障，质量检测与显示模块不显示质量信息；反之，当模拟运行结果在目标设定的设定区域范围之内时，故障检测与显示模块认定无故障，不显示故障，质量检测与显示模块显示质量信息。

不同于现有技术中该类模拟操作系统几乎把所有的信息都显示在同一界面上，本实施例中该烟用丝束成型操作培训系统的上述烟用丝束成型操作模块、烟用丝束成型执行模块、故障检测与显示模块和质量检测与显示模块均独立设置，能够根据用户需要自行选择在烟用丝束成型工作场景中显示哪个模块。不同于现有技术通常采用的数据表单格式，本实施例中对信息的显示采用图像化方式。

图2所示为该烟用丝束成型操作培训系统的工作过程示意图，图2a为图2中系统管理模块所涉及的流程的流程图；图2b为图2中综合操作单元所涉及的流程的流程图。该培训系统启动后，进入系统管理模块，采用下拉菜单或者图谱选择模式，确定烟用丝束成型模拟操作所使用的烟用丝束规格和成型机组型号，烟用丝束规格包括但不限于2.2Y34000、3.0Y35000、3.5Y34000，成型机组型号包括但不限于KDF2、KDF3、KDF4。在完成系统管理模块的设定后，培训系统进入初始化，并且自动跳转至虚拟成型操作场景。通过手指滑动或者鼠标拉动，能够在屏幕上展示烟用丝束成型部分任意角度的视图，细致并完整地观察成型全貌。该培训系统可进一步展示打开防护装置后的内部视图和烟用丝束成型核心的开松装置独立视图。用户还能够通过触摸或者点击开松装置独立视图感知不同辊轮的名称、辊轮的压力施加、辊轮的运动方向等开松基础知识要点。

在烟用丝束成型操作模块中，用虚拟操作面板替代实际操作控制面板，烟用丝束成型各个操作的按钮开关、工艺参数输入等也通过虚拟方式显示，用户通过使用虚拟操作面板对虚拟运行烟用丝束成型机组进行操作。

以AF4为例，烟用丝束成型操作培训系统设置了7项基本调节参数，分别是“V1/VKDF(进料辊与成型机组的速比)”“V2/V1(比例辊与进料辊的速比)”“V3/V2(输送辊与比例辊的速比)”“V4/V3(楔形辊与输送辊的速比)”“P0(预张力辊压力)”“Tongue(送丝烟舌空气阀门开度)”“Jet(送丝喷嘴空气阀门开度)”。

培训系统特别强调的是交互式人机学习模式，在基础操作模块中，模拟操作没有人为设定任何目标，而是通过用户的随意操作，结合培训系统的动态展示能够给用户感性认识，实质是一种通过初始化运行-用户的任意调整-可能的系统出错-动态展示-用户的主动调整-可能的再次系统出错-动态展示-当系统再次或多次出错时的各次动态展示和各次用户的主动调整-直至达到用户学会有针对性并且是正确的调整过程，最终完成平稳的烟用丝束成型操作。上述内容中，系统出错指的是故障检测与显示模块检测到故障，动态展示指的是其对故障进行动态展示；用户的主动调整指的是，烟用丝束成型操作模块允许用户重新设定工艺参数，此时虚拟的烟用丝束成型机组模型停止到上述出错为止的运行。

综合操作单元很好地突出了开放性的培训系统设计特性，没有人为设定所谓最优烟用丝束成型模拟工艺条件，而允许模拟工艺的多样组合，当然这种多样性的组合是必须符合成型机组的内核要求的，在综合操作单元中能够清晰地看到“V1/VKDF、V2/V1、V3/V2、V4/V3”四个调节因素在同一规制圆(参数设置核心规则)中，且它们之间还相互影响和相互作用，在规制圆(参数设置核心规则)约束下的“V1/VKDF、V2/V1、V3/V2、V4/V3”四个调节因素作为一个整体再与其他因素配合，形成了多样性的成型工艺参数组合。

烟用丝束成型执行模块，为虚拟烟用丝束成型机组接受烟用丝束成型操作模块的指令，并做出相应的执行动作。同时故障检测与显示模块对虚拟的烟用丝束成型机组的动作进行同步检测，如出现故障立刻显示相应的故障信号，并提供故障视频展示。用户通过调整虚拟操作面板中提供的各种工艺参数，消除故障并保障成型过程的平稳运行。

本实施例中，烟用丝束成型执行模块还辅助有实时成型开松状态模拟，包括但不限于烟用丝束开松、松弛、集束的动态过程、烟用丝束成型丝带宽度变化、烟用丝束成型丝带厚薄更迭、成型飞花多寡等成型执行状态显示。

当烟用丝束成型执行模块接受烟用丝束成型操作模块的指令开展虚拟运行后，通过故障检测与显示模块监控无异常时，加工滤棒的吸阻值达到培训系统设定要求或者用户特定需求值后，质量检测与显示模块提供具体的质量信息，这些质量信息包括但不限于生产滤棒的烟用丝束净重、滤棒圆周、滤棒长度、滤棒吸阻变异系数等，用户可以结合自身需求选择合适的烟用丝束成型工艺。

上述烟用丝束成型操作培训系统包含于烟用丝束成型操作培训设备中，该设备还包括烟用丝束成型工作场景。其中，烟用丝束成型操作培训系统为烟用丝束成型操作培训设备的内核，烟用丝束成型工作场景为烟用丝束成型操作培训系统的图像化显示，反映虚拟运行的烟用丝束成型机组的工作过程。本实施例中，该烟用丝束成型操作培训设备如上述烟用丝束成型操作培训系统所涉及的设备。

本发明采用了开放性和交互式的培训系统架构，避免了培训系统中非常容易出现的单向行进和定式解决的模式。通过初始阶段用户的随意操作，结合操作系统的动态展示能够给用户真切的感性认识，其实质上是一种通过初始化运行-用户的任意调整-可能的系统出错-动态展示-用户的主动调整-当系统再次或多次出错时的各次动态展示和各次用户的主动调整-直至用户学会针对性并且是正确的调整过程，最终完成平稳的烟用丝束成型操作。该培训系统没有人为设定所谓最优烟用丝束成型模拟工艺条件，而允许工艺的多样组合，因为只有用户的自身需求才是恰当的工艺选择，使得受训人员能够对烟用丝束成型过程中的各种条件进行调整和模拟操作，对特定规格的烟用丝束成型特性有全面的了解，并结合自身成型机组的特点选择合适的成型工艺，保障滤棒产品质量并减少烟用丝束消耗，使用户得以高效和充分的学习。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：包括系统管理模块，以对整个烟用丝束成型操作培训系统进行管理，并进行不同的烟用丝束规格选择和不同的成型机组间的运行组合模式切换；

与所述系统管理模块连接的烟用丝束成型操作模块，以接收用户的操作信息，所述烟用丝束成型操作模块包括基本操作单元，以允许对单一工艺参数进行操作；以及综合操作单元，以允许对两个或者两个以上的工艺参数组合进行操作；

与所述烟用丝束成型操作模块连接的烟用丝束成型执行模块，以接收所述烟用丝束成型操作模块根据用户的操作信息产生并发送来的指令，并根据所述指令执行对应的动作，虚拟运行烟用丝束成型机组，所述烟用丝束成型执行模块还进行实时成型开松状态模拟，所述实时成型开松状态包括烟用丝束开松、松弛、集束的动态过程、烟用丝束成型丝带宽度变化、烟用丝束成型丝带厚薄更迭、成型飞花多寡；

与所述烟用丝束成型执行模块连接的故障检测与显示模块，以对所述烟用丝束成型执行模块中虚拟烟用丝束成型机组的运行进行同步检测，在检测到故障时进行显示；以及

与所述烟用丝束成型执行模块和所述故障检测与显示模块均连接的质量检测与显示模块，以在所述烟用丝束成型执行模块虚拟烟用丝束成型机组的运行后，在所述故障检测与显示模块未检测到故障时，显示烟用丝束成型的质量信息，所述质量信息包括生产滤棒的烟用丝束净重、滤棒圆周、滤棒长度、滤棒吸阻变异系数。

2.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述烟用丝束成型操作模块包括按钮开关以及工艺参数输入端口。

3.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述烟用丝束成型操作模块包括虚拟操作面板，通过虚拟方式显示各个操作的按钮开关和工艺参数输入端口。

4.根据权利要求2或3所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述工艺参数包括进料辊与成型机组的速比、比例辊与进料辊的速比、输送辊与比例辊的速比、楔形棍与输送辊的速比、预张力辊压力、送丝烟舌空气阀门开度、送丝喷嘴空气阀门开度。

5.根据权利要求4所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述进料辊与成型机组的速比、所述比例辊与进料辊的速比、所述输送辊与比例辊的速比、所述楔形棍与输送辊的速比符合参数设置核心规则。

6.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述质量检测与显示模块还包括滤棒吸阻加工区间的实时展示窗口，所述实时展示窗口提供用户操作模拟过程中加工滤棒吸阻数值变化的质量结果指示。

7.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述系统管理模块允许根据用户需求对所述烟用丝束成型操作培训系统进行扩展，设置特定的培训需求。

8.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述故障检测与显示模块包括视频显示单元，以由所述视频显示单元对检测到的故障进行视频显示。

9.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：当虚拟运行烟用丝束成型机组的模拟结果处于目标设定值的设定区域范围内时，所述故障检测与显示模块认定为没有故障；当虚拟运行烟用丝束成型机组的模拟结果处于目标设定值的设定区域范围以外时，所述故障检测与显示模块认定为存在故障。

10.根据权利要求1所述的烟用丝束成型操作培训系统，其特征在于：所述烟用丝束为烟用二醋酸纤维素丝束。

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