设备配套多、耗时长、原料损耗大;检测结果反馈滞后，阻碍工艺自动化、精细化、智能化控制……一系列的问题，如何破解?

记者7月28日从云南烟叶复烤有限责任公司(以下简称云南烟叶复烤公司)了解到，该公司技术中心团队针对现有打叶复烤叶梗分离工艺中，叶片结构指标离线检测存在的技术瓶颈问题，开展技术攻关。

基于图像识别技术的深度应用研究，这个团队历时4年，终于成功研发出一种高效的叶片结构多指标在线无损检测技术及设备，设备一机多能，同时满足叶片结构指标的多维度在线检测，填补了国内外空白。

打叶复烤在线检测亟待智能升级

“目前，数字化检测、智能化控制是烟草行业面向智能制造发展技术领域关注的焦点，智能制造过程中的感知、分析、决策等重要环节都离不开生产过程的在线数字化检测。”云南烟叶复烤公司技术中心主任来庆祥介绍说。

目前打叶复烤生产过程，须依托在线红外水分温度检测、近红外化学成分检测、电离辐射装箱密度检测等在线无损检测技术应用，润叶工序水分、烤片工序水分、烤梗工序水分、预压打包成品装箱密度等关键指标的在线监控和自动化闭环控制都已完成。

作为打叶复烤加工的重点工序——叶梗分离，对打叶过程的有效出片率和造碎有至关重要的影响，同时其加工过程与成品片烟质量密切相关，是影响成品片烟形态的主要工序，对卷烟制丝环节产品质量也有影响。

以前，产品大片率、中片率、大中片率、小片率、碎片率、碎末率、叶中含梗率、叶中含粗梗率和长短梗率等该工序质量指标检测，全部靠人工离线的方法检测，手段落后，需要用多套设备进行检测;检测结果反馈滞后性大，一套指标检测下来，需要45分钟左右，缺乏全过程大数据支撑;检测结果信息维度少，不利于工艺质量精细化控制。

“由于缺乏高效的在线检测技术，也可以说是缺乏一双灵敏的‘眼睛’，对制造质量的精度保障能力低下，打叶复烤加工技术发展的50多年来，重点工序唯独叶梗分离工序没有完成自动闭环控制，一直是打叶复烤向全工序自动化、数字化和智能制造发展的技术低洼池和硬骨头。”来庆祥说。

智能集成，让检测效率提高了9倍

创新思路源于生活。

受车站、机场低辐射X光安检技术应用启发，项目研发团队利用烟梗和烟片的密度差异，发现在X光下能够清晰识别出烟梗的轮廓特征，因此提出采用基于“X光+可见光”双光谱融合图像识别技术路径，来实现叶片结构指标数字检测。

研发人员利用可见光提取烟片面积、形状等特征;利用X射线成像技术，解决了可见光在烟叶叠加和覆盖时无法精准采集到叶中含梗图像问题，提取烟叶中烟梗的形态、大小等特征。此外，还创新性地提出叶梗面密度比表征叶中含梗率的方法，采用参数自动回归算法和数学分布方法，建立了叶片结构多指标数字表征方法。

“项目首次把打叶复烤叶片结构多指标检测功能集成到一台设备，实现叶片结构指标快速检测和反馈,检测效率由45分钟缩短到5分钟，效率提高近9倍，检测准确率大于95%。”项目科技成果评价专家组组长、云南省机械工业行业学会副秘书长徐勤介绍说，这为打叶复烤打叶去梗工艺段智能化闭环控制提供了技术支撑，整体达到国内领先水平。

目前研究成果已在行业多家打叶复烤加工企业推广应用，大幅提高检测效率和检测稳定性，减少人工干预和用工成本，提升了工艺执行过程感知能力水平，有力促进打叶工序工艺质量管控由传统粗放型向精益制造转变，为下一阶段智能制造提供数据响应的必要条件，加快了打叶复烤生产加工向全工序自动化和智能化发展。

2021年6月，云南烟叶复烤有限责任公司“叶片结构综合指标无损在线检测设备的研制及应用”成果荣获中国烟草总公司云南省公司科学技术进步奖一等奖。

“未来我们还要持续推进智能制造转型升级，抓住互联网+、大数据、5G、人工智能等技术带来的发展前景，专注数字化、网络化、智能化发展研究，突破关键技术，持续给‘智能制造’注入新能力。”来庆祥说。(李瑞东 记者 赵汉斌)

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