1YC/ZXXX-XXXX打葉復烤生產過程數據采集與處理指南本文件規定了打葉復烤生產過程數據采集與處理的方法和要求。本文件適用于信息化條件下打葉復烤生產過程數據的采集與處理相關技術及管理活動。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2312信息交換用漢字編碼字符集基本集GB/T7408.1日期和時間信息交換表示法第1部分：基本原則GB/T19000—2016質量管理體系基礎和術語GB/T19892.1—2005批控制第1部分：模型和術語GB/T22239信息安全技術網絡安全等級保護基本要求YC/Z204—2012煙草行業信息化標準體系YC/Z317—2009卷煙工藝參數信息化管理規范3術語和定義GB/T19000—2016、GB/T19892.1—2005、YC/Z204—2012和YC/Z317—2009界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1打葉復烤生產過程數據theprocessdataofthreshingandredrying打葉復烤生產過程從原煙接收入庫到成品涼包結束的整個生產流程采集或檢測到的數據信息。3.2批過程batchprocess在一定時間內，通過一個或幾個加工單元的有序處理活動來加工輸入的物料，生產一定數量的在制品或產品的過程。[來源：YC/Z317—2009，3.2]3.3批batch一次批過程所處理或生產出的一定數量的在制品或產品。[來源：YC/Z317—2009，3.3]3.4批過程數據dataofbatchprocess2YC/ZXXX-XXXX按批歸屬的過程數據。[來源：YC/Z502—2014，3.4]3.5數據采集dataacquisition通過設備傳感器、檢測儀器或人工記錄等方式獲取各種數據的過程。3.6在線數據onlinedata通過設備傳感器、在線儀器儀表獲取的直接或者間接表征生產過程加工工況、在制品和產品狀態的數據。3.7離線數據offlinedata通過離線人工或儀器儀表獲取的直接或者間接表征生產過程在制品和產品狀態的數據。4總體框架與要求4.1總體框架打葉復烤生產過程的數據采集、數據處理、數據應用的總體框架如圖1所示。3YC/ZXXX-XXXX圖1數據采集與處理總體框架圖4.2數據來源與系統要求4.2.1數據來源4YC/ZXXX-XXXX過程數據由離線檢測儀器和在線傳感器檢測產生，可通過自動采集或人工采集獲得；檢測儀器和傳感器應符合校準及相關檢測操作規程。4.2.2數據采集與處理系統要求數據采集與處理系統硬件應包含：下位機檢測系統、數據處理器、數據存儲設備、輸入/輸出設備、網絡設備、控制器、監控設備和顯示器。數據采集應滿足：支持數據的導入導出、條件過濾和依據數據清洗要求為數據標記數據標簽。數據存儲系統應具備接受與存儲數據、數據歸檔管理、轉儲和檢索數據的能力。存儲方式可采用本地存儲或異地存儲。服務器可選用物理服務器、虛擬服務器或云服務器。數據安全應滿足授權訪問、可定位溯源、數據加密、數據備份、安全審計及監測。集成平臺包括集控系統、MES系統或批次質量管控系統等。生產過程測量系統應包含含水率、溫度、流量、壓力、電壓、電流等測量系統。0網絡通信協議可使用TCP、UDP、HTTP或FTP等。1網絡安全應符合GB/T22239中等級保護三級的要求。5數據采集5.1采集內容5.1.1總則從人員、設備、物料、加工參數、環境和能源六個方面對生產過程數據進行采集，并記錄對應的時間信息。5.1.2人員信息宜采集工號、姓名、性別、年齡、崗位、職稱和技能等級等信息。5.1.3設備信息應采集名稱、型號、編號、位置、維護信息、工藝能力和制造廠家等設備信息。5.1.4物料信息物料信息應采集以下內容：a)來料信息：包括產地或收購地點（包括省、市、縣、站點等）、等級、品種、重量、烘烤工藝信息、成件日期和檢驗員等；b)在制品信息：包括含水率、溫度、片煙結構、煙梗結構、葉中含梗率、含雜率、箱芯溫度、雜物類型、出葉率、裝箱密度、煙堿CV值等；c)成品信息：包括年份、產地、等級、重量、含水率、常規化學成分含量、片煙結構、葉中含梗率和生產廠家等。物料信息的標識方式可采用條碼/二維碼、紙質標識卡或電子標簽等。5.1.5加工參數YC/ZXXX-XXXX應采集工藝參數、設備參數等信息。5.1.6環境信息宜采集生產環節和存儲區域的溫度、濕度、蟲情和光照強度等指標。5.1.7能源信息應采集水、蒸汽、天然氣、壓縮空氣的壓力和流量，及電壓、電流和電量等指標。5.2.采集數據格式采集的數據有字符型、數值型和日期時間型，其字符長度可以是固定的、可變的或者是若干字符長度的，其表示方法如表1所示。表1數據類型表示法SNT的規定，其中YYYY表示年份，MM表示月份，DD表示日期，hh表示小時，各工序具體采集對象按企業實際情況確定，可參見附錄A、附錄B。5.3采集方法5.3.1在線檢測數據企業應制定詳細的在線數據采集規則，包括但不限于以下要求：a)應連續均勻采樣，且能反映生產加工完整過程；b)應采用合理的采集頻率，采集頻率一般不超過15秒；c)應兼顧樣本量及采集系統效率，一般應達到50個以上的樣本數據。5.3.2離線檢測數據企業應制定詳細的離線數據檢測規范，包括但不限于以下要求：a)檢測應依據相關標準或規范進行檢測；b)檢測數據的樣本應能在一定時間范圍內（一批或多批）反映該特性在過程中的真實狀態。6數據處理6.1數據清洗當數據發生以下異常時應對數據進行清洗：a)不符合數據標準、業務模型規則、元數據或者參考數據；b)沒有按照數據要求被賦予數值；6YC/ZXXX-XXXXc)無法準確表示其所描述的實際對象的真實值；d)與其他特定上下文使用的數據有矛盾；e)在時間變化中變得過時或不正確；f)不能被訪問或者數據無法被追溯。6.2數據分類6.2.1總則過程數據按批次進行歸屬，并與時間、人員、設備等信息相關聯。6.2.2在線數據有效數據有效數據表征在制品實際加工狀態，可通過標記開始和結束時間點確定有效數據范圍。宜以批開始時間作為參考軸，按照物料流量信號加邏輯判定或其它在線測量儀器信號判定有效數據開始；以批結束時間作為參考軸，按照物料流量信號加延遲時間或其它在線測量儀器信號判定有效數據結束。有效數據包含以下兩類：a）穩態數據：生產穩定運行時的數據。b）非穩態數據：非穩態數據為料頭、料尾、斷料及異常波動狀態下的數據。無效數據批過程數據中除有效數據外的數據。6.2.3離線數據生產過程中通過離線人工檢測獲取的工藝參數和質量指標數據。6.3數據分析針對打葉復烤生產過程中采集的有效數據和離線數據進行統計分析，見附錄C。6.4數據存儲數據存儲應確保數據的準確性和完整性，數據存儲系統應滿足4.2.2的要求。7數據應用打葉復烤生產企業不同層次的需求可產生不同的數據分析應用要求。可從以下一個或幾個方面進行數據分析應用：工藝參數監控、統計過程控制、過程能力測評、產品質量評價、質量報表形成、異常事件處理、質量追溯和工藝改進。7YC/ZXXX-XXXX（資料性）數據采集內容數據采集內容和方法由企業依據實際情況確定，表A.1給出了打葉復烤生產過程數據采集內容。表A.1打葉復烤生產過程采集內容SSSNSSSSSSSSSSSSSSSSNSTSNNNNNNNN8YC/ZXXX-XXXX表A.1打葉復烤生產過程采集內容（續）NNSTSSNNNNNSNNSNNNN水NNNNNN電NNN9YC/ZXXX-XXXX加工參數與物料信息加工參數與物料信息數據采集內容由企業依據實際情況確定，表B.1給出了打葉復烤主要工序加工參數與物料信息采集內容列表。表B.1打葉復烤加工參數與物料信息NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNYC/ZXXX-XXXX表B.1打葉復烤加工參數與物料信息（續）NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNYC/ZXXX-XXXX表B.1打葉復烤加工參數與物料信息（續）NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNYC/ZXXX-XXXX表B.1打葉復烤加工參數與物料信息（續）NNNNNNYC/ZXXX-XXXX數據分析C.1有效數據C.1.1穩態數據分析穩態數據可分別進行離散程度、偏離程度分析或整體過程能力分析。離散程度可分別采用樣本標準偏差S、過程能力指數CP表征，并按式（C.1）、式（C.2）計算得出。………………………式中：S——標準偏差xi——樣本值；N——樣本數。…………………式中：CP——過程能力指數T——指標公差；σ——總體標準偏差。偏離程度可采用偏移度K值表征，并由式（C.3）計算得出：式中：K——偏移度M——目標值；T——指標公差。整體過程能力可采用過程能力指數CPK和過程性能指數PPK表征，并按式（C.4）和式（C.5）分別計算得出：CPK=min……………………式中：CPK——過程能力指數USL——參數規格上限；LSL——參數規格下限；μ——總體均值（用樣本均值估計）；σ——總體標準差（用樣本標準差估計）。YC/ZXXX-XXXXPPK=min……………………式中：PPK——過程性能指數σLT——過程的綜合標準差，σLT=為檢測的樣本組數，n為樣本量--樣本中采集的子樣個數）；USL——參數規格上限；LSL——參數規格下限；μ——總體均值；C.1.2非穩態數據分析非穩態數據可用非穩態時間與批過程時間占比等參數表征，并按式（C.6）計算得出：……………式中：x——非穩態時間與批過程時間占比