煙草物流配送中心成功升級(jí)改造及示范

王林生，楊耀武，單朝蘭，葉衛(wèi)江，彭榜盈

（1.渭南市煙草公司，陜西　渭南　714000；2.普天物流技術(shù)有限公司，北京　100080）

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煙草物流配送中心成功升級(jí)改造及示范

王林生1，楊耀武1，單朝蘭2，葉衛(wèi)江1，彭榜盈2

（1.渭南市煙草公司，陜西渭南714000；2.普天物流技術(shù)有限公司，北京100080）

介紹了陜西省渭南市煙草公司煙草物流配送中心的升級(jí)改造及示范項(xiàng)目的實(shí)施背景與遵循的原則，從功能分區(qū)、工藝流程、流程方案創(chuàng)新點(diǎn)幾方面對(duì)升級(jí)改造技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后對(duì)升級(jí)改造及示范項(xiàng)目的實(shí)施效果進(jìn)行了簡(jiǎn)短的總結(jié)。

煙草物流；配送中心；升級(jí)改造

1　項(xiàng)目背景

陜西省渭南市煙草公司2013年全年銷量2萬箱，倉儲(chǔ)面積3 888m2，改造前普通三層貨架總儲(chǔ)位1 972個(gè)，最大倉儲(chǔ)量11 830箱。按倉儲(chǔ)量配置標(biāo)準(zhǔn)要求，2萬箱銷量需要16 300箱倉儲(chǔ)量；按5年內(nèi)銷量達(dá)到25萬箱的規(guī)劃測(cè)算，需要配置18 000箱倉儲(chǔ)量。改造前的出入庫及拆碼垛均采用人工方式，分揀方式為立式半自動(dòng)。由于倉儲(chǔ)量嚴(yán)重不足造成臨時(shí)堆放、移位倒盤現(xiàn)象嚴(yán)重。因自動(dòng)化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低。倉儲(chǔ)量不足和自動(dòng)化程度太低成為嚴(yán)重制約渭南煙草發(fā)展的兩大瓶頸。

2012年11月國(guó)家煙草專賣局發(fā)布了《卷煙物流配送中心建設(shè)控制指標(biāo)》的通知，提出今后煙草物流配送中心主要在原址上升級(jí)改造，嚴(yán)格控制異地新建，最大限度節(jié)省土地資源，降低物流建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)渭南煙草的現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)家煙草專賣局通知精神，決定充分利用原來的聯(lián)合工房就地技改，依靠技術(shù)創(chuàng)新，更新落后的倉儲(chǔ)和分揀設(shè)備，滿足25萬箱年銷量的倉儲(chǔ)量需求，提高倉儲(chǔ)與分揀作業(yè)自動(dòng)化、信息化與智能化程度。

該項(xiàng)目于2013年11月開始勘察設(shè)計(jì)，2014年8月入場(chǎng)安裝調(diào)試，同年12月投產(chǎn)運(yùn)行。

2　升級(jí)改造遵循原則

（1）先進(jìn)性。采用先進(jìn)的密集存儲(chǔ)技術(shù)，大幅提高單位面積的儲(chǔ)量；依靠高速自動(dòng)拆碼垛設(shè)備，實(shí)現(xiàn)件煙出入庫自動(dòng)化；六層復(fù)合子線設(shè)計(jì)，提升分揀作業(yè)效率至行業(yè)一流水平。

（2）前瞻性。改造后，儲(chǔ)量滿足未來五年銷量達(dá)到25萬大箱的要求，倉儲(chǔ)分揀技術(shù)5年后仍處于國(guó)內(nèi)一流水平。

（3）實(shí)用性。倉儲(chǔ)與分揀設(shè)備布局工藝簡(jiǎn)潔、組合有序、流程順暢、緊湊合理。

（4）經(jīng)濟(jì)性。以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的自動(dòng)化和信息化為目標(biāo)，流程設(shè)計(jì)與設(shè)備選用要充分考慮性價(jià)比，使效益最大化。

（5）可拓展性。為未來發(fā)展留有余地，滿足未來規(guī)模的擴(kuò)大和新技術(shù)應(yīng)用。

（6）標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)備和軟件做到模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；碼垛垛形符合煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與工商聯(lián)運(yùn)完全融合。

（7）綠色節(jié)能。在流程設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及實(shí)施全過程始終追求循環(huán)利用和節(jié)能環(huán)保。

3　升級(jí)改造技術(shù)方案

按照年銷量25萬大箱的規(guī)模，充分考慮現(xiàn)有聯(lián)合工房的條件，適當(dāng)利用原有設(shè)備，通過流程創(chuàng)新、技術(shù)提升、裝備更新、加大信息化等綜合措施，大幅提升倉儲(chǔ)存儲(chǔ)密度、提高自動(dòng)化和信息化程度，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。下面分別從功能分區(qū)、設(shè)備配置、工藝流程、關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)幾個(gè)方面一一介紹。

3.1功能分區(qū)

配送中心聯(lián)合工房主要由倉儲(chǔ)區(qū)和分揀區(qū)兩大功能塊組成。圖1左邊為倉儲(chǔ)區(qū)，面積3 850m2；右邊為分揀發(fā)貨區(qū)，面積2 780m2。聯(lián)合工房室內(nèi)凈高8m。倉儲(chǔ)區(qū)內(nèi)包含密集存儲(chǔ)區(qū)、普通貨架區(qū)、碼盤區(qū)、拆盤區(qū)、儲(chǔ)備一體區(qū)、條煙區(qū)。分揀發(fā)貨區(qū)包含兩條分揀線和發(fā)貨暫存區(qū)。

圖1　配送中心功能分區(qū)

各區(qū)設(shè)備配置及參數(shù)說明見表1。

表1　各區(qū)設(shè)備配置說明

3.2工藝流程

工藝流程設(shè)計(jì)圍繞總體目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃，合理布局，做到流程順暢、動(dòng)線簡(jiǎn)潔、環(huán)節(jié)少。升級(jí)改造后的工藝流程如圖2，上部圖塊位于倉儲(chǔ)區(qū)，下部圖塊位于分揀區(qū)。

圖2　升級(jí)改造后的工藝流程

3.3流程方案創(chuàng)新點(diǎn)

（1）出入庫拆碼盤實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。倉儲(chǔ)區(qū)配置了2套全自動(dòng)碼盤設(shè)備、2套全自動(dòng)拆盤設(shè)備。這兩種高速全自動(dòng)拆碼盤設(shè)備均為普天物流技術(shù)有限公司自行研制。件煙碼盤垛型符合煙草行業(yè)YC/T215-2007標(biāo)準(zhǔn)，即每層10件，每盤3層的縱橫垛型。件煙在入庫輸送過程中自動(dòng)按5件一組，縱橫排好后送入碼盤設(shè)備。由碼盤設(shè)備的左右抱夾和升降臺(tái)協(xié)調(diào)完成碼垛工作。每個(gè)抱夾每次夾持5件煙，兩抱夾同步工作，一次碼一層，碼好一層升降工作臺(tái)下降一層高度，直至碼滿三層后，自動(dòng)送至出口位，如圖3、圖4所示。拆盤過程是碼盤的逆向作業(yè)，原理相同。單臺(tái)拆垛或碼垛效率均在900件/h以上。渭南煙草使用的最新拆碼垛設(shè)備與目前煙草行業(yè)的關(guān)節(jié)機(jī)器人拆碼垛方案相比，具有效率高、成本低的優(yōu)勢(shì)；與15件非標(biāo)平鋪拆碼垛方案相比，解決了非標(biāo)平鋪碼垛難以實(shí)現(xiàn)垛型標(biāo)準(zhǔn)化和工商整托盤聯(lián)運(yùn)問題?？傊?，新的拆碼垛設(shè)備具有效率高、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、低成本、全自動(dòng)的明顯優(yōu)勢(shì)。

圖3　件煙縱橫垛型

圖4　自動(dòng)拆碼垛設(shè)備

（2）依靠密集存儲(chǔ)技術(shù)大幅增加庫容。密集存儲(chǔ)設(shè)備由穿梭式貨架和穿梭車組成。穿梭密集貨架實(shí)現(xiàn)托盤煙連續(xù)無間隔存放，穿梭車完成密集儲(chǔ)存道內(nèi)托盤煙的搬運(yùn)。由于倉儲(chǔ)區(qū)7.5m凈高的限制，無法采用堆垛機(jī)與穿梭車的組合模式實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)出入庫。我們選用配有智能終端的叉車完成碼垛設(shè)備與密集庫之間的托盤煙接駁。依靠智能終端實(shí)現(xiàn)叉車作業(yè)的智能導(dǎo)引和穿梭車換道的調(diào)度。新型穿梭車采用超薄型結(jié)構(gòu)，蓄電池供電，具有無線調(diào)度、自動(dòng)充電、故障報(bào)警、自動(dòng)盤庫、呼叫應(yīng)答等功能特點(diǎn)。

方案采用三層密集式穿梭貨架儲(chǔ)存（如圖5所示），分A、B兩個(gè)密集儲(chǔ)存分區(qū)。

A區(qū)：貨位數(shù)=13盤×32列×3層=1 248個(gè)貨位；

B區(qū)：貨位數(shù)=13盤×28列×3層=1 092個(gè)貨位；

利舊三層橫梁式貨架：138+102+114=354個(gè)貨位；

密集存儲(chǔ)區(qū)儲(chǔ)量：2 694貨位=16 164箱（大箱）；

倉儲(chǔ)區(qū)面積：48m×53m=2 544m2；

綜合存儲(chǔ)密度：16 164箱÷2 544m3=6.3箱/m3。

改造前后的存儲(chǔ)密度和儲(chǔ)量對(duì)比見表2。

對(duì)比可見，采用密集存儲(chǔ)技術(shù)后，單位面積存儲(chǔ)量6.3箱/m2遠(yuǎn)大于煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4.2箱/m2要求。升級(jí)改造后的總儲(chǔ)量由密集庫區(qū)的16 164箱，儲(chǔ)備一體區(qū)的640箱，拆盤區(qū)緩存、零煙區(qū)幾部分組成總倉儲(chǔ)量基本達(dá)到未來年銷量25萬大箱的1.8萬大箱倉儲(chǔ)量要求。

表2　改造前后的存儲(chǔ)密度與儲(chǔ)量

圖5　密集存儲(chǔ)

密集倉庫區(qū)應(yīng)用數(shù)字化倉儲(chǔ)技術(shù)，采用集中管理、分散控制的方式對(duì)卷煙入庫、出庫、儲(chǔ)位優(yōu)化、儲(chǔ)位盤點(diǎn)實(shí)施信息化管理，統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)卷煙存儲(chǔ)量最大化，提高了作業(yè)效率和準(zhǔn)確度。密集存儲(chǔ)區(qū)主要存放大品規(guī)、中品規(guī)卷煙，貨架區(qū)主要存放小品規(guī)卷煙和大品規(guī)卷煙的余數(shù)盤，并根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行不定期儲(chǔ)位優(yōu)化調(diào)整。

（3）六層子線高速分揀。設(shè)計(jì)了2條高速自動(dòng)復(fù)合分揀線，每條線均由臥式機(jī)和立式機(jī)組合而成。每條線包含六層子線、自動(dòng)開箱機(jī)、自動(dòng)補(bǔ)煙小車、自動(dòng)包裝、自動(dòng)貼標(biāo)設(shè)備，基本實(shí)現(xiàn)分揀全自動(dòng)化功能。突破了高速分揀的在線合單技術(shù)，通過多子線并行分揀、S回環(huán)、動(dòng)態(tài)換倉、智能控制等先進(jìn)技術(shù)，使每條分揀線公稱分揀能力達(dá)到30 000條/h，考慮系統(tǒng)綜合利用系數(shù)，實(shí)際分揀能力在24 000條/h以上，達(dá)到目前國(guó)內(nèi)地市級(jí)煙草物流配送中心在線合單條件下的實(shí)際最高效率。系統(tǒng)分揀差錯(cuò)率＜1/100 000，系統(tǒng)條煙破損率＜1/100 000，系統(tǒng)穩(wěn)定性＞98%。按照每日7個(gè)小時(shí)計(jì)算，日分揀能力為300 000條，可以在一班制的情況下實(shí)現(xiàn)年銷量30萬箱，滿足設(shè)計(jì)年銷量25萬箱的需求。

（4）儲(chǔ)備一體化。高速分揀對(duì)件煙持續(xù)補(bǔ)貨能力要求很高，本項(xiàng)目在倉儲(chǔ)區(qū)規(guī)劃了融件煙備貨儲(chǔ)存與自動(dòng)分揀融為一體的多功能儲(chǔ)備一體區(qū)（如圖6所示）。架設(shè)在鋼平臺(tái)上面，鋼平臺(tái)下層用于安裝自動(dòng)拆盤設(shè)備，使有限的倉儲(chǔ)空間得到充分利用。件煙儲(chǔ)備與分揀采用低功耗倍速鏈，實(shí)現(xiàn)了件煙儲(chǔ)備一體、動(dòng)態(tài)補(bǔ)充、有序補(bǔ)貨的新模式。儲(chǔ)備一體系統(tǒng)共4層，80個(gè)道，可緩存件煙3 200件。儲(chǔ)備一體系統(tǒng)保證了高速分揀件煙的持續(xù)備貨補(bǔ)貨需求。

在鋼平臺(tái)下面，安裝有與儲(chǔ)備一體配套的2套自動(dòng)拆盤設(shè)備，2個(gè)整托盤上件口，1套空托盤自動(dòng)碼盤機(jī)。另配置1個(gè)人工拆盤上件口備用。整托盤煙經(jīng)自動(dòng)拆盤設(shè)備拆成件煙，件煙沿爬坡皮帶機(jī)輸送至上層儲(chǔ)備一體區(qū)。

圖6　儲(chǔ)備一體

（5）拉動(dòng)式自動(dòng)處理策略。本系統(tǒng)從條煙分揀開始，逐級(jí)向上發(fā)出補(bǔ)貨請(qǐng)求，確保各環(huán)節(jié)補(bǔ)貨的實(shí)時(shí)響應(yīng)，避免了推動(dòng)式補(bǔ)貨帶來的堵塞風(fēng)險(xiǎn)。

（6）全程實(shí)時(shí)感知和監(jiān)控。本項(xiàng)目是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，各環(huán)節(jié)的正常工作和環(huán)節(jié)之間的準(zhǔn)確及時(shí)交接是保證系統(tǒng)效率的核心。本方案通過傳感設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了卷煙從入庫到分揀完畢全過程的實(shí)時(shí)狀態(tài)及位置的感知和監(jiān)控。通過強(qiáng)大的軟件診斷及糾錯(cuò)技術(shù)，能及時(shí)復(fù)核件煙和條煙流動(dòng)過程正常與否，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，準(zhǔn)確定位，快速解決，保障系統(tǒng)作業(yè)效率和準(zhǔn)確率的實(shí)現(xiàn)。通過計(jì)算機(jī)貨位布置圖，可直觀掌握貨位的狀態(tài)和使用情況，并通過集中監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與訪銷系統(tǒng)、配送管理系統(tǒng)等物流中心其他系統(tǒng)的集成及接口管理，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煙草物流中心得到充分應(yīng)用。例如在件煙傳輸過程中，在多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)采用掃描器進(jìn)行復(fù)核，確保出庫的準(zhǔn)確性。

（7）節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)綠色物流理念。首先，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上尋求效率和能耗的最佳平衡。通過拉動(dòng)式補(bǔ)貨策略的應(yīng)用和物流動(dòng)線的優(yōu)化，避免了不必要的等待和搬運(yùn)。其次，本方案所有的系統(tǒng)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)均采用智能啟停的設(shè)計(jì)方式，有效降低能耗、噪音和磨損，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保，創(chuàng)造了舒適、綠色的生產(chǎn)環(huán)境。

4　示范效果總結(jié)

渭南煙草物流配送中心升級(jí)改造工程響應(yīng)國(guó)家煙草專賣局《卷煙物流配送中心建設(shè)控制指標(biāo)》的通知精神，充分利用舊的聯(lián)合工房、三層貨架等存量資產(chǎn)，節(jié)約了稀缺的土地資源和投資。通過流程創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等多項(xiàng)新技術(shù)、新設(shè)備，成功實(shí)施了國(guó)家煙草專賣局通知發(fā)布后的首批工程示范，使儲(chǔ)量增加到1.8萬箱，儲(chǔ)量增幅50%；實(shí)際分揀效率達(dá)到24 000條/h，達(dá)到國(guó)內(nèi)地市級(jí)分揀效率最高水平；在庫房?jī)舾呦拗频臈l件下，自動(dòng)化程度也提高了30%以上；實(shí)現(xiàn)了投資回報(bào)率最大化；系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了高度標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。該項(xiàng)目正式投產(chǎn)以來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到滿意的效果，成為國(guó)家煙草專賣局《建控》通知下發(fā)后的首批成功示范項(xiàng)目。

Demonstration of Successful Upgrading and Transformation of Tobacco Logistics Distribution Center

Wang Linsheng1，Yang Yaowu1，Shan Chaolan2，Ye Weijiang1，Peng Bangying2
（1. Weinan Tobacco Company， Weinan 714000； 2.Potevio Logistics Technology Co.， Ltd.， Beijing 100080， China）

In this paper， we introduced the background of and the principles followed in the demonstration project of the upgrading andtransformation of the Shaanxi Weinan Tobacco Company Tobacco Logistics Distribution Center， then introduced in detail the functionaldivision， technical process and innovation of the project， and at the end， briefly summarized its effect.

tobacco logistics； distribution center； upgrading and transformation

F426.89；F252

A

1005-152X（2016）01-0159-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.01.042

2015-12-13

王林生（1965-），男，陜西咸陽人，經(jīng)濟(jì)師，研究方向：煙草物流集成管理；楊耀武（1968-），男，陜西合陽人，經(jīng)濟(jì)師，研究方向：煙草物流成本控制；單朝蘭（1971-），男，浙江東陽人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：物流工程技術(shù)管理；葉衛(wèi)江（1971-），男，河南正陽人，物流師，研究方向：煙草物流工藝規(guī)劃；彭榜盈（1956-），男，河南靈寶人，教授級(jí)高工，研究方向：物流自動(dòng)化。