1、前言
毕节卷烟厂始建于1974年，1982年进行异地改造和扩建，1983年被国务院批准为国家计划内卷烟厂，2005年下半年贵州卷烟工业联合重组，该厂取消法人资格纳入贵州中烟工业有限责任公司集中统一管理。
毕节卷烟厂作为卷烟生产制造企业，设备是工厂完成生产计划任务、保障产品质量的重要保障。毕节卷烟厂力求“建设一流优秀规模卷烟工厂”，于2022年开始进行由于卷包扩能改造。毕节卷烟厂原有中速卷包设备16组（其中ZJ17对接ZB45硬包卷接包机组12组，ZJ17对接ZB25软包卷接包机组4组）。计划引进8组国产高速卷包设备，现已引进2组国产高速卷接包设备，该设备由ZJ119型卷接机组与ZB416型卷包机组以及ZF19型装卸盘机构成。
12000支/分钟ZJ119型卷接机组和600包/分钟ZB416型包装机组是常德烟草机械有限责任公司、上海烟草机械有限责任公司和中烟机械技术中心共同研发的最新一代国产卷接包机组，于2020年10月成功通过国家烟草专卖局科技司组织的成果鉴定，实现了国产烟机工业的重大突破。该机型作为行业高速卷接包设备国产替代的主力机型，是具备引领未来国产烟机高速卷接包机组发展的核心产品[1]。
ZJ119型卷接机组生产的烟支，低位水平烟支输送通道内烟支沿卷烟机烟支垂直通道提升后，经高位水平烟支输送通道水平输送至ZB416包装机组，沿包装机烟支垂直通道输送至ZB416包装机组烟库进行烟支排序，然后进行小盒包装、条盒包装等生产操作，最后输送至封箱工段由自动装封箱设备进行装封箱。
图1 国产高速卷包设备烟支输送通道示意图
2、现状分析
在生产过程中，由于毕节卷烟厂实行三班倒连续生产模式以及生产多品牌卷烟的原因，在生产过程中需对高速卷包设备烟支输送通道内烟支进行烟支接引、烟支排空等作业。
作业流程：
由于高速卷包设备占地面积较大以及6S现场管理要求，烟支接引及烟支排空作业需使用到的梯式作业平台需放置于定置点。
烟支接引作业流程为：从定置点搬来梯式作业平台→固定作业平台→操作工登上作业平台→打开烟支输送通道垂直通道上端防护门→双手托举包装机烟支垂直通道上端烟支并向下移动→将烟支接引至包装机烟库底部后整理烟库烟支→登上作业平台并关闭防护门→完成烟支接引并将梯式作业平台摆放至定置点。
烟支排空作业流程为：从定置点搬来梯式作业平台→固定作业平台→操作工登上作业平台→打开烟支输送通道垂直通道上端防护门→走下作业平台双手托举卷烟机烟支垂直通道下端烟支并向上移动→待烟支输送至高位水平烟支输送通道中后清理缺陷烟支→关闭防护门→完成烟支排空并将梯式作业平台摆放至定置点。
烟支接引：周一或月初开班时，卷烟机烟支垂直通道段内烟支可自动输送至高位烟支水平输送通道，当输送至包装机烟支输送垂直通道处时，由于烟支输送垂直通道距离较长，若任由烟支自由下落，ZB416包装机烟库内烟支凌乱，形成大量皱纹烟、断残烟等缺陷产品，故需使用梯式作业平台，由操作工站在作业平台上，用手托举烟支，将烟支接引至ZB416包装机烟库底部，降低消耗，但过程中人会产生部分质量缺陷烟支。
烟支排空：在周末或月末收班时，需将高速卷包设备内烟支排空，避免烟支长时间暴露于空气中，吸收水分导致烟支含水率超标。烟支排空过程中，包装机烟支垂直通道内烟支由于烟支自身重力作用，自动向下排空；卷烟机烟支垂直通道内烟支，需操作工使用登高作业平台，用手托住底部烟支，沿卷烟机烟支垂直通道向上提升至高位水平烟支输送通道内，再经包装机烟支垂直通道进行烟支排空。作业过程中由于烟支受力不均，造成部分烟支产生外观质量缺陷，产生质量缺陷烟支。
由于各品牌卷烟生产任务不一致，在生产过程中，更换卷烟生产品牌（简称“换牌”）时，需将设备内所有在制品排空；新品牌卷烟烟支开始生产后，需在ZB416包装机烟支输送垂直通道处将烟支接引至包装机烟库底部，完成后续生产工序。
调查1#高速卷包设备烟支接引及烟支排空作业耗时及作业过程产生缺陷烟支数量统计如下表1所示：
表1 1#高速卷包设备烟支接引及烟支排空作业耗时及作业过程缺陷烟支数量统计
据统计，操作工每月平均需进行9.5次烟支接引及9.67次烟支排空作业，每次作业需要进行两次登高，平均每月进行38.34次登高作业。楼梯高度为1.5米，虽然未达到国家标准GB/T3608-2008《高处作业分级》中规定的高处作业高度2米，但仍存在安全风险。运用LEC评价法对烟支接引及烟支排空登高作业安全风险进行评价[3],计算过程如下：
D=LXEXC
式中：
D-作业条件危险性；
L-发生事故或危险事件的可能性；
E-人体暴露于这种危险环境的频率；
C-事故一旦发生时可能产生的后果。
表2-1 LEC评价法取值表
表2-2 风险评价分值表
根据实际情况，取：L=6,E=6,C=1。计算得出登高作业条件危险性D=36，根据风险评价分值表取值，危险程度为一般危险，需要注意。
实际生产过程中需频繁进行烟支接引及烟支排空作业，作业流程繁琐，作业过程具有一定危险性，作业效率耗时长，作业效率低。
3、设计思路及详细方案
在高速卷包设备烟支接引及烟支排空作业过程中，梯式作业平台搬运、固定耗时较长，使用作业平台存在作业人员跌落的安全风险，考虑更换作业方式，使操作工站在地面直接进行烟支接引及烟支排空作业。经过实际现场测量和论证，设计该作业工装。
3.1功能设计
操作工站在地面直接进行烟支接引及烟支排空作业，该工装需具备可伸缩、开启和关闭防护门、自动适应烟支输送通道宽度、平稳上升下滑及相对位置可调节功能。
将手持部分设计为伸缩杆，底部为弯钩状，使用时可利用弯钩开启和关闭高处烟支输送通道防护门，其余时间可收纳在工具箱中，实现可伸缩功能及开启和关闭防护门的功能；支撑部分设计为三段式支撑平台，避免烟支接引及烟支排空作业过程中由于烟支受力不均产生质量缺陷，弹簧固定轴与伸缩板一体，弹簧固定轴嵌套入固定板内，以固定板为中心，两条伸缩板通过弹簧作用同时向两侧伸出，自动调节支撑平台宽度，在固定板表面开槽，通过限位块限制伸缩板移动最大行程，防止伸缩板脱落，实现自动适应烟支输送宽度的功能；伸缩板两侧安装轴承，降低工装在通道内下滑阻力，防止损伤烟支输送皮带，实现平稳上升下滑功能；支撑平台与伸缩杆通过联轴器连接，伸缩杆与支撑平台相对位置可变化，实现相对位置可调节功能，工装设计如图2所示。
3.2工作原理
烟支接引及烟支排空作业工装如图3所示。当进行烟支接引作业时，先打开防护罩，将工装放入通道内，当固定板进入顶部通道变宽时，两侧伸缩板伸出接住烟支，缓慢向下移动，进入较窄通道时，伸缩板在通道两侧反向作用力的作用下缩回固定板内。
当进行烟支排空作业时，因为通道无宽度变化，只需将工装支撑平台宽度在与烟支输送通道宽度一致的情况下放入通道内，托举烟支向上移动即可。
图2 烟支接引及烟支排空作业工装各部分设计图
图3 烟支接引及烟支排空作业工装
4、结论
从人工登高作业进行烟支接引及烟支排空作业改为使用工装进行作业后，烟支接引作业产生的缺陷烟支数量由271.4支/次降低至38.61支/次，烟支接引作业耗时由219.05s/次降低至35.66s/次，烟支排空作业产生的缺陷烟支数量由384.95支/次降低至79.81支/次，烟支排空作业耗时由170.15s/次降低至28.39s/次，按含税价格0.6963/支计算，每台设备每年可增加产值
元。 烟支接引作业效率提升
，烟支排空作业效率提升
，登高作业次数由38.34次/月降低至0次/月，登高作业条件危险性由D=36降低至D=0，消除了作业过程中登高作业安全风险。
参考文献
[1]常德烟草机械有限责任公司.ZJ119型卷接机组操作说明书[S].2018
[2]上海烟草机械有限责任公司.YB416型硬盒包装机操作说明书[S].2018
[3]田宏，张福群.安全系统工程[M].北京：中国标准出版社，2014.05