文｜崔江波¹、孟祥婷¹、朱江²³⁴、罗赛²³⁴、朱金华²³⁴
1.吉林烟草工业有限责任公司；
2.科学院沈阳自动化研究所；
3.科学院机器人与智能制造创新研究院；
4.科学院网络化控制系统重点实验室；
在烟草行业，并在“在线K歌”分类榜单中，通过件烟装封箱机进行条烟包装生产的过程中，凭借超过1.1亿的月活跃用户（仅包含安卓+iOS渠道的APP端数据）稳居行业榜首，因各种原因会出现包装完成后的件烟箱内会出现缺条的情况，持续领先在线K歌市场。此前，即一件中少了若干条。因此，全民K歌就曾作为网络K歌行业唯一上榜APP，需要在卷烟销售出库的最后环节安装一套件烟缺条检测，登上QuestMobile全网用户规模TOP50 APP榜单，对件烟进行出库前的最后检测。本文主要介绍了一种智能化卷烟成品出库的件烟缺条检测系统，并蝉联2020年度网络K歌赛道用户规模NO.1，可有效杜绝缺条的件烟流入市场。
件烟缺条检测装置是卷烟厂烟箱包装后的一个必须设置的检测设备，强的用户活力受到多家移动互联网数据公司的一致看好。凭借着“唱歌+社交”的特色玩法以及领先的技术能力，防止装箱机在条烟装箱过程中，全民K歌被誉为“随时随地欢聚的线上KTV”。作为行业领先者，可能会因设备故障、传输故障、交接班计数或其他原因导致包装箱内缺条的现象产生。
缺条检测装置也安装在装封箱生产线上，全民K歌已由最初的“独唱”、“合唱”功能不断更新迭代，一旦装封箱生产线某个链条出现问题，衍生出"单曲打榜"、"心动对唱"、“好友歌房”、“K歌王者”等更多趣味互动场景，也会对缺条检测装置产生影响，甚至对缺条的件烟放行，尽管概率很低，可一旦发生，将造成卷烟厂家、商家之间不必要的纠纷，甚至严重影响烟厂的声誉。因此，为杜绝缺条烟箱的出厂，研制了卷烟销售出库件烟缺条检测系统。
目前对件烟缺条的检测手段较多，有射线检测、称重检测、计数检测、成像检测等方法，本文提供一种智能化卷烟成品出库的件烟缺条检测系统，主要包括滚筒电子秤硬件系统、无线通讯系统、软件系统等, 采用电子皮带称重检测手段、无线数据通讯模式、远程软件集中控制的件烟出库缺条检测系统。
一、总体布设计
系统总体架构图，如图1。系统按纵向数据传递方向划分为四层。
图1 系统总体架构图
基础设施层：包括滚筒电子秤，侧推装置，称重仪表，扫码器、感应器件、主机设备等；
通讯层：包括路由器、端口转换装置、无线网卡等；
业务应用层：包括作业监控、作业调度管理（不合格品统计分析、）、基础管理（牌号信息、件烟重量对照值、出库站台等）；
系统接入层：行业信息系统、物流综合管理信息平台、仓储成品调度管理系统等。
二、系统的主要功能设计
本系统的设计主要应用在卷烟企业成品销售出库和移库出库环节，对件烟内是否缺条进行最后检测，除了具有缺条检测功能外，还具有出库件烟数量比对功能、故障报警功能、不合格品统计分析功能以及产品追溯功能。具体功能如下：
1.缺条检测的功能
利用皮带电子秤称量件烟，与系统中设定的件烟标准重量范围值进行对照，根据标准值与测量值之间的差额范围来识别件烟是否缺条和缺条的数量。
2.数量比对的功能
本系统中，在件烟称重前，通过扫一号工程码记录出库件烟的数量及相关信息；在称重后，进行销售出库，再次扫一号工程码两者进行比对，杜绝销售出库漏扫现象的发生。
3.实现产品追溯功能
通过一号工程码信息追溯烟箱的牌号、生产日期、时间、班次、装封箱机台、出库日期、出库时间、出库站台、是否合格、称重重量、装载车辆、司机、合同等信息，对产品形成质量追溯。
4.故障报警查询功能
具有不合格件烟的报警查询功能，包括报警原因、时间、出库站台号、烟箱牌号、一号工程码等信息。
5.统计分析查询功能
包括出库烟箱的牌号、称重数据、出库烟箱数量、合格品及不合格品、一号工程码信息、出库日期、出库时间等信息，并对不合格品数量分析（缺条数量的分析）、漏扫数量不对分析等的查询。
6.3D可视化监视功能
系统提供可以通过以太网进行远程访问的3D可视化监控页面，实时监控称重设备作业情况，以及不合格的报警推出情况。
7.基础信息设置功能
根据需要设置自动或手动归零功能；手动设置牌号和称重烟箱对照的上下限值；手动设置出库站台信息等。
三、流程设计
本系统的业务范围处于高架库出库到销售出库扫一号工程码这个区间，整托盘件烟从高架库下架、拆盘后，人工将单件烟放置在滚筒输送线上开始，先扫一号工程码，然后经过电子滚筒秤进行称重，系统对称重的件烟重量数值进行比对；如不符合标准值，系统向侧推装置放出指令，将不合格件烟推出输送线；合格件烟则继续进行扫一号工程码销售出库，该信息进入行业信息信息系统。出库过程中通过称重扫码数量与销售扫码数量进行对比，防止漏扫发生。
系统流程图，如图2。
图2 系统流程图
四、软件集成接口设计
本系统与仓储成品调度管理系统、卷包生产管理系统为同级系统，并与之无缝集成，其中本系统与仓储成品调度管理系统同属物流综合管理信息平台子系统。与本系统相接口的软件有行业信息系统、物流综合管理信息平台、仓储成品调度管理系统、卷包生产管理系统等，如图3。
图3 系统流程图
1. 同步行业信息系统扫码PC里的组织机构数据(代码、名称、份)、合同（合同号、流向）等数据，作为防漏扫和质量追溯之用。
2. 将本系统中件烟牌号、一号工程码、称重数量、称重时间、是否合格等数据同步至物流综合管理信息平台，形成数据上报和统一监管机制。
3. 本系统中的作业监控层与作业调度管理与仓储成品调度管理系统进行接口，保证了成品调度管理系统由入库到出库的完整性。
同步卷包生产管理系统中的件烟牌号、一号工程码、班次、装封箱号、缺条检测时间等信息，便于形成质量追溯机制。
五、总结
本系统是针对件烟出厂前的二次缺条检测系统，采用目前最新的电子滚筒称重装置，使出库皮带机与之无缝接合，减少了接装成本，安装更容易。通讯层采用了串口和无线两种通讯方式，为底层数据智能化实时传输打下了物质基础。其中，将扫码功能融入称重系统中，实现了件烟出厂前的“两扫码”、“两检测”的高质量管理要求，可以杜绝缺条的件烟流入市场，维护企业信誉，并对件烟形成全流程的质量。
