数据变“能源”

大饭店的舌尖诱惑，有智慧厨房；大城市的畅通无阻，有智慧交通；大品牌的焕新升级，有智能制造。

智能化如金字塔般耀眼，但数字化却要像地基般深厚。

10多万个实时数据点，每两秒采集一次数据；自建基站，搭建行业首个企业的无线4G局域网。

每年，三条生产线、数十个机组，2000多名员工在“数据流”中穿梭运行，将100万箱获得行业质量检查优异成绩的卷烟送到全国各地。

在曲靖卷烟厂，说起智能工厂，大家并不觉得有多深奥，一致认为数字化是智能化的基础。

近年来，曲靖卷烟厂开始建设数字工厂， 铺设“数据大动脉”，通过连续三期的一体化信息化建设，建设了实时迭代更新的“数据仓”，储备了高质量发展的“新能源”。

正如马云所说，“今天的时代”是人类历史上的第三次技术革命。未来三十年，90%的企业都不得不变数据化，数据将取代石油，成为真正最强大的能源。

生产一包卷烟需要海量数据吗？

答案是肯定的，设备转速、蒸汽压力、水分、温度、湿度、出丝率、偏差等等，几乎所有的运行状态都要用数字来描述，因此许多卷烟厂也形成了全流程全数据管理。

“从制丝到卷包整个生产流程的数据全部打通，发到市场的每一包烟，背后都有海量的数据流。所用的烟叶批次、产地，每个制丝加工环节质量控制水平如何，卷包辅料为哪个供应商提供，烟支、烟包、滤棒是哪个机组生产等等……所有数据都形成了关联。”信息管理部副主任张维介绍说。

这已经不是“查户口”的概念，而是“数据侦查”全盘掌控，一旦在成品烟包上发现质量瑕疵，很快就能追溯、“侦破”。

“通过我们小组研发的APP，扫描烟包上的二维码，可以获取从制丝到卷包再到成型整个生产过程的信息流，进行全过程信息流追溯。”生产管理部调度员、信息化小组核心成员朱知元打开手机上的APP，为我们现场展示“扫码追溯”的过程。

工厂所有的质量检测记录和数据经过汇总分析后，如发现瑕疵，经过追溯，很快就能获知生产的机台、班组、操作人员、辅料批次及供应商等信息。假设经过排查，结论是辅料出了问题，就要采取措施及时“止损”，详细调查“同批次辅料有多少进入高架库，此前所生产的卷烟销出去多少”等，必要时还需进行产品召回。

让数据“说话”，让问题简化，这就是智能制造。生产全过程无死角、无孤岛，没有说不清、道不明的故障，也没有藏得住、瞒得过的差错，一切工作都是在数据架设的阳光轨道中科学有序运行，如有灯塔指引、“智者”相助。

“我们所讲的智能制造，一是设备的智能化升级，包括自动化物流系统、整个装备自动化水平的提升；二是所有单机系统已全部实现联网，整条生产线集中管控，就是智能制造的核心。”曲靖卷烟厂厂长张云飞如是总结。

单体变孪生

可以想象吗？

在曲靖卷烟厂，每一包烟的背后其实都是一对“双胞胎”，消费者拿到的只是其中一包烟，同时还有另一包隐形的卷烟，其所有的相关数据都储存在企业云中，必要时，可以打开系统查看另一包孪生卷烟的海量数据。

有这么一项技术，叫数字孪生。就是在物理模型上用传感器传输数据，之后再仿真出孪生的东西，映射到虚拟空间中，是物理产品在虚拟空间中的数字化双胞胎。数字孪生可以成为一个创新的试验沙盒，让很多依赖于真实的物理实体而无法完成的操作变成可能。

曲靖卷烟厂在行业内首家进行了“数字孪生”探索，将所有的生产机械设备进行等比例建模，营造了一个同等空间、同步联动的虚拟世界，“包括皮带长宽高都是一样的”。在中控室打开电脑界面，就能看到一个立体的三维界面，像游戏场景一样可以上下左右切换。

借助“上帝的视角”，可以观全貌、查构造、看状态，一台台设备大小、外形、细节与真实世界无异，滚筒中的烟丝运转到了哪个环节，速度如何，操作工如何工作，进行哪些动作等等，可以说，整个工厂的运行，所有细节的观察，尽在眼前。如果有人对细节感兴趣，也可以选择点开某一台设备上某一个部分的“爆炸图”，那么，构成这个部分的所有零件，就会有序地呈现出来，一览无余。

虚拟世界，创意无界。现实中只能想象却又无法验证的工作，到虚拟世界中走一走，试一试，就能实践出真知。

在“数字孪生”的基础上，目前曲靖卷烟厂已经实现了“五仿真”，即产前仿真、产中仿真、产后仿真和产品制造全生命周期管理平台、设备生命周期管理平台两个平台建设。在产品制造阶段，利用数字孪生可以加快产品导入的时间，提升产品设计的质量、降低产品的生产成本和提高产品的交付速度。

当人们知道足够多过去的生产细节，找出其中的发展变化规律，就可以预测未来，“我们接到生产计划后，在虚拟工厂中的生产，从喂丝机到卷接机，再到我们的封箱机，这样一条线‘走’一遍，实际上就已做了一个很好的排产。”朱知元介绍，这就是卷包智能排产系统。

在新品放样、中试环节，“五仿真”也发挥了重要作用，原来试制新品要一包包试产，再回头调整卷包工艺参数，现在有了虚拟平台，就可以快速完成对烟支长度、重量、圆周、吸阻、通风、硬度等物理指标的预测，特别是对于规格型号特殊的卷烟新品，更能有效缩短反复试制调整的时间，加快卷烟新品从实验室走向生产线的步伐。“去年曲靖卷烟厂共试制了200多个品规，云南中烟第一款中支烟就是在厂里率先落地生产的。”

“工厂存在的核心价值是什么？是以最科学的生产组织，实现最高的效能，产生最大化的效益，生产出最完美的产品。”曲靖卷烟厂技改指挥部副总指挥杨剑锋说。他认为，最理想的虚拟工厂，是把生产过程中所有的要素， 通过智能控制和最理想、最科学的手段集合在一起，使生产组织模式越来越先进，甚至不再需要人进行组织调度。

卷烟生产过程中，有两样东西是不易控制的，一是品质不均的烟叶农产品；二是状态不一的人工操作。过去生产组织大多靠“人治”，现在则是“人治”和“网治”的结合。有了3D移动应用平台，就算不到现场也能检查工作，掌控全局。厂领导和车间主任出差在外，只要点开手机，就能实现现场指导、现场督察，“领导在与不在一个样”，有力督促个别员工有效克服懈怠或放松的心理，确保“不因任何人为情绪化因素而导致生产波动异常”。

卷烟设备出故障，过去的做法是修理工赶到机台，以“望闻问切”的方式诊断一番， 必要时还要对设备进行拆解，排查，找到症结后方能维修。而如今，随着“3D虚拟设备维护管理标准库”建立，工作被彻底简化了。该平台集故障锁定、信息推送等功能于一身，如同智能化“葵花宝典”，将设备底层控制系统的实时数据采集、设备运行数据与3D模型有效关联，并通过传感设备精准传递设备状态。制造一部修理工陈秀红深有感触：“宝典”在手， 维修不愁，平台能精准排查故障原因，提供最优维修方案，大幅提升了机械维修效率。

对于新员工培训，3D可视化平台还是一个最佳的实操基地。工厂的各个机台设备，设备部件甚至每个按钮都在平台中立体展示出来，通过模拟情景、虚拟操作，很快就能掌握正确的操作方法，不像过去只能拿文字说明书“啃”，到现场中“摸”，“过去一年的培训时间现在缩短到四五个月就能完成。”党建工作部副主任裔丽莉这样介绍。

反馈变预测

因为智能，一切皆有可能。因为有了智慧交通，行车堵塞大大缓解。因为有了智慧导航，最佳线路指引前方。

在卷烟生产的痛点，智能制造具有很强“治愈”功能，通过预测、调整等功能的发挥，卷烟生产过程人、机、法、料、环的匹配度得到提升，生产偏差也随之下降。

松散回潮，是烟叶加工的一道重要工序。就是将原本叠压在一起的片烟，通过加入水分等方式使其回潮，变得松散、更耐加工。其中的关键是，烟叶品种各异、情况不一，需要不同的加工强度，才能让加工出来的烟叶含水率接近一致，达到生产所需。

可以说，松散回潮水分控制一直以来是卷烟生产制造的“老大难”，看上去简单的“回锅加水炒菜”却对卷烟生产工艺质量起着决定性作用。传统的烟丝松散回潮，靠的是偏差控制、结果反馈。中控室接到反馈后，再进行人工调节。现在有了基于CPS的生产制造智能控制设备，先对来料烟叶进行数据检测，再结合多批次烟叶的历史数据（如烟叶品种、加水比例、热风温度等）建模分析，测算出来适合的水分比例参数组，这种先检测、后预测的方式也称为“前反馈”。

与之前的后反馈相比，前反馈方式可以做到实时调整，避免部分含水率偏高或偏低的烟叶，流向下一个加工环节，这就是单机智能控制的案例。因为使用基于CPS的制丝中控系统，曲靖卷烟厂的烟丝含水率标偏从0.077%稳步下降至0.064%。设备故障停机率从0.1%稳步下降至0.03%，出丝率从98.02%稳步上升至99.44%。制丝车间操作人员由300多人减少到180多人。产品优良率由38.9%提升到96.9%；优秀批次占比由1.3%提升到46.9%；不合格批次占比由1.3%降至0。

智能制造时代，很多“老把式”被新方法取代，过去工作中人们往往习惯于记一记、抄一抄，现在则是扫一扫、刷一刷，这在曲靖卷烟厂已成为工作“标配”。

进入厂房刷刷脸，就可将员工的工作活动纳入识别范围，一方面引导员工规范高效作业，另一方面可对员工进入危险作业区域进行预警；

每个零备件上都有一个二维码，入库时扫一扫，工人们领用时也扫一扫，两个“扫一扫”，作用不一般。零备件进多少、出多少，合理库存是多少，何时进行库存预警等信息皆可在系统上自动生成，人们一查便知，一目了然，有力推动了库存周转和管理。一年下来，全厂零备件占用资金明显减少。“以前领用备件需要各种登记申请，现在‘扫一扫’很简单。资金少一半，管理更规范，零备件够用就好，这就是极简主义，也是给基层减负。”对于此类工作便捷化、库存“做减法”等改善行为厂里的干部职工很是欢迎。

工厂处处有接口，万物互联有“北斗”。在曲靖卷烟厂，人与人、物与物、人与物都是相通的，人的指令能够被高效执行，物的状态能快速为人所感知调整。在数据通道中走来，在匠心浇灌下盛开，云产卷烟自带技术与艺术的光环，将生产之“智”转化为服务之“挚”，为卷烟消费者奉上智能技术之巅的匠心创作。