南寧卷煙廠成品高架庫(kù)異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)設(shè)備改造的研究及應(yīng)用

江開聰 黃國(guó)鋒 趙乙靜 黃河

【摘? 要】隨著廣西中煙“真龍”牌號(hào)系列（細(xì)支煙）的市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，南寧卷煙廠異型（細(xì)支煙）生產(chǎn)基地的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，成品高架庫(kù)異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)設(shè)備的設(shè)計(jì)能力已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)規(guī)模的需求。論文主要介紹南寧卷煙廠成品高架庫(kù)物流團(tuán)隊(duì)利用舊設(shè)備和原有空間，對(duì)異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)設(shè)備進(jìn)行分析、改造及升級(jí)，可以極大地提高異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)能力與效率，并減少外聘勞務(wù)人員的使用，提升出入庫(kù)分揀自動(dòng)化程度，有效實(shí)現(xiàn)降本增效。

【Abstract】With the rapid growth of the market demand of "Zhenlong" brand series （slim cigarette） of China Tobacco Guangxi Industrial Company Limited， the production scale of special type （slim cigarette） production base of Nanning Cigarette Factory continues to expand， and the design capacity of the special type （slim cigarette） loading and unloading equipment of the end product high-rack warehouse can no longer meet the needs of the current production scale. This paper mainly introduces that the logistics team of the end product high-rack warehouse of Nanning Cigarette Factory used the old equipment and the original space to analyze， transform and upgrade the special type （slim cigarette） loading and unloading equipment， which can greatly improve the capacity and efficiency of the special type （slim cigarette） loading and unloading， reduce the use of external labor personnel， improve the sorting automation degree of loading and unloading， and effectively realize the cost reduction and effect improvement.

【關(guān)鍵詞】異型（細(xì)支煙）;成品高架庫(kù);出入庫(kù)能力;設(shè)備改造;程序改造

【Keywords】special type （slim cigarette）; end product high-rack warehouse; loading and unloading capacity; equipment transformation; program transformation

【中圖分類號(hào)】F253.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）10-0174-02

1 引言

目前，大力提升細(xì)支煙生產(chǎn)能力是中國(guó)煙草行業(yè)建設(shè)中的重要規(guī)劃，而提升異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)能力，提升自動(dòng)化分揀水平是各卷煙工廠成品高架庫(kù)發(fā)展的方向，由于產(chǎn)能擴(kuò)大，南寧卷煙廠企原有的中速煙機(jī)設(shè)備需求已經(jīng)轉(zhuǎn)換為高速煙機(jī)設(shè)備的需求，因而導(dǎo)致了成品高架庫(kù)異型（細(xì)支煙）的出入庫(kù)能力遇到瓶頸。如何安全、科學(xué)、合理地對(duì)成品高架庫(kù)異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)設(shè)備改造是推動(dòng)南寧卷煙廠細(xì)支煙生產(chǎn)基地發(fā)展的重要前提條件。

2 制約成品高架庫(kù)異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)設(shè)備能力提升的問(wèn)題

目前，南寧卷煙廠成品高架庫(kù)系統(tǒng)原設(shè)計(jì)規(guī)劃的輸送線為全自動(dòng)化生產(chǎn)流程模式。原設(shè)計(jì)施工時(shí)，未考慮異型（細(xì)支煙）的自動(dòng)出入庫(kù)功能。針對(duì)成品高架庫(kù)無(wú)法滿足新增高速機(jī)設(shè)備需求而出現(xiàn)的出入庫(kù)能力問(wèn)題，如果不解決此問(wèn)題將直接影響成品高架庫(kù)的出入庫(kù)效率，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致成品煙堆積進(jìn)而出現(xiàn)停產(chǎn)局面。因此，團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)成品高架庫(kù)設(shè)備原廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及勘察后，結(jié)合未來(lái)系統(tǒng)的軟（系統(tǒng)）、硬件應(yīng)用需求，對(duì)現(xiàn)有物流系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，使其能夠適應(yīng)細(xì)支煙箱尺寸，實(shí)現(xiàn)細(xì)支煙箱自動(dòng)入庫(kù)。

整個(gè)項(xiàng)目的改造要在五大原則下進(jìn)行：①安全性：系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、軟硬件設(shè)計(jì)部署方面須符合南寧卷煙廠成品庫(kù)安全策略，充分考慮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性。②可靠性：在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟硬件選型、方案優(yōu)化、實(shí)施規(guī)劃、技術(shù)支持等所有環(huán)節(jié)，采取嚴(yán)格的措施，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。采用先進(jìn)、成熟、通用性強(qiáng)的技術(shù)，硬件設(shè)備選用國(guó)際主流產(chǎn)品，保證系統(tǒng)的可靠性。③可擴(kuò)展性：模塊化設(shè)計(jì)、模塊配置等技術(shù)的應(yīng)用是保證系統(tǒng)可擴(kuò)展性的基礎(chǔ)，具備良好的擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)未來(lái)設(shè)備和流程改進(jìn)的需要。④規(guī)范性：遵循軟件、硬件、自動(dòng)化等系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)范，相同改造項(xiàng)目，應(yīng)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。⑤維護(hù)性：此項(xiàng)目所新增和調(diào)整的裝備部分，要留有便于維護(hù)的空間，相應(yīng)的系統(tǒng)、軟件要便于維護(hù)。

當(dāng)項(xiàng)目滿足上述條件后，需升級(jí)改造的成品高架庫(kù)系統(tǒng)如需實(shí)現(xiàn)以下功能，則要對(duì)其進(jìn)行可行性研究：①是否能實(shí)現(xiàn)輸送線將細(xì)支煙箱、常規(guī)煙箱同時(shí)自動(dòng)從二樓分揀線入庫(kù)輸送到一樓分揀線出庫(kù);②是否能實(shí)現(xiàn)成品高架庫(kù)二樓入庫(kù)分揀線規(guī)劃8條異型（細(xì)支）煙箱專用分揀口，能夠完成對(duì)常規(guī)煙和異型（細(xì)支）煙箱的正常分揀入庫(kù);③是否能實(shí)現(xiàn)成品高架庫(kù)二樓出庫(kù)分揀線規(guī)劃8條異型（細(xì)支）煙箱專用分揀口，能夠完成對(duì)常規(guī)煙和異型（細(xì)支）煙箱的正常分揀出庫(kù);④是否能實(shí)現(xiàn)成品高架庫(kù)一樓出庫(kù)分揀線兼容常規(guī)煙、異型（細(xì)支）煙箱設(shè)道進(jìn)行分揀;⑤是否能實(shí)現(xiàn)成品高架庫(kù)入庫(kù)碼垛機(jī)器人對(duì)常規(guī)煙、異型（細(xì)支）煙箱進(jìn)行碼垛;⑥是否能實(shí)現(xiàn)成品高架庫(kù)出庫(kù)拆垛機(jī)器人對(duì)常規(guī)煙、異型（細(xì)支）煙箱進(jìn)行拆垛;⑦是否能實(shí)現(xiàn)成品高架庫(kù)二樓出庫(kù)站臺(tái)、入庫(kù)口站臺(tái)相互銜接新增頂升移載機(jī)、輸送設(shè)備、落地設(shè)備。

3 解決現(xiàn)有問(wèn)題，提升成品高架庫(kù)異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)設(shè)備的應(yīng)用效能

面對(duì)現(xiàn)存的諸多問(wèn)題，通過(guò)南寧卷煙廠物流系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作，通過(guò)以下新的改造軟（系統(tǒng)）、硬件措施得以解決。調(diào)整入庫(kù)時(shí)分揀系統(tǒng)PLC與WCS數(shù)據(jù)交互程序，在WMS數(shù)據(jù)庫(kù)中新增改造垛型標(biāo)示位，重新測(cè)試PLC、機(jī)器人、WCS程序、WMS程序的運(yùn)行，并對(duì)四大功能進(jìn)行重新設(shè)計(jì)應(yīng)用。主要軟件（系統(tǒng)）改造具體內(nèi)容如下：①在WMS系統(tǒng)新增異型（細(xì)支煙）基礎(chǔ)信息（包含碼垛標(biāo)示）、出入庫(kù)分揀道口基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、新增分揀設(shè)備基礎(chǔ)信息。②新增WCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)異型（細(xì)支煙）分揀道信息交互點(diǎn)，更改WCS系統(tǒng)件煙信息分道功能。③新增異型（細(xì)支煙）出入庫(kù)分揀調(diào)試完成后需進(jìn)行整體分揀入庫(kù)功能測(cè)試和優(yōu)化;更改WCS系統(tǒng)中件煙出庫(kù)機(jī)械手分配機(jī)制;使常規(guī)煙和異型（細(xì)支煙）同時(shí)分配并出入庫(kù)。④更改WCS與出入庫(kù)分揀線的信息交互，使其能夠辨別是否為異型（細(xì)支煙），并分配異型（細(xì)支煙）分揀至所需分揀道。

主要硬件改造具體內(nèi)容如下：①成品高架庫(kù)二樓出入庫(kù)分揀線分道改造，對(duì)分道口、監(jiān)控掃碼儀、防差錯(cuò)掃碼器、出入庫(kù)輸送機(jī)、提升機(jī)等輔聯(lián)設(shè)備的位置改造。對(duì)各鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)馬達(dá)及流速的重新調(diào)試及改造。②成品高架庫(kù)二樓出入庫(kù)機(jī)器人分揀及碼垛的參數(shù)調(diào)整改造，對(duì)行程開關(guān)及限位器的重新定位、對(duì)抓取盤的尺寸及負(fù)壓需求進(jìn)行改造、對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回彈位置和推壓程度進(jìn)行改造。③成品高架庫(kù)一樓出庫(kù)區(qū)新增兩個(gè)條碼閱讀器，針對(duì)異型（細(xì)支）煙箱側(cè)面識(shí)別一號(hào)工程碼。分揀線兼容異型（細(xì)支煙）同時(shí)分揀。一樓出庫(kù)口站臺(tái)、入庫(kù)口站臺(tái)相互銜接新增頂升移載機(jī)、輸送設(shè)備、落地設(shè)備。④成品高架庫(kù)二樓入庫(kù)區(qū)1#機(jī)器人和3#機(jī)器人對(duì)應(yīng)8個(gè)分道改為可兼容常規(guī)煙箱和細(xì)支煙箱搬運(yùn)分道，入庫(kù)增加細(xì)支件煙，常規(guī)煙箱生產(chǎn)煙廠會(huì)適當(dāng)減少，總量均不超過(guò)原流量設(shè)計(jì)。能夠進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)裝配、編程、調(diào)試，能進(jìn)行工藝參數(shù)更改、細(xì)支煙更換及其他輔助作業(yè)實(shí)現(xiàn)不同功能工作站操作的項(xiàng)目化設(shè)計(jì)。⑤成品庫(kù)二樓出庫(kù)區(qū)1#～4#機(jī)器人對(duì)應(yīng)的1#～8#出庫(kù)分揀線分道改為可兼容常規(guī)煙箱和細(xì)支煙箱搬運(yùn)分道。入庫(kù)增加細(xì)支件煙，常規(guī)煙箱生產(chǎn)煙會(huì)適當(dāng)減少，總量均不超過(guò)原流量設(shè)計(jì)。⑥進(jìn)行入庫(kù)機(jī)器人碼垛程序調(diào)整，1#、3#機(jī)器人需要改變細(xì)支煙碼垛程序，對(duì)應(yīng)的分揀道分別為1#道、2#道、3#道、4#道、9#道、10#道、11#道、12#道，8個(gè)分道碼垛數(shù)量為24件，按照6件×4層的形式碼垛，機(jī)器人碼垛時(shí)每次從件煙來(lái)料輸送機(jī)上抓取2件煙箱，然后碼放到相應(yīng)的左、右、左后、右后四垛位上，完成碼垛。碼垛時(shí)序如圖1所示。⑦進(jìn)行出庫(kù)機(jī)器人拆垛程序調(diào)整，1#、2#、3#、4#機(jī)器人需要改變細(xì)支煙碼垛程序，對(duì)應(yīng)的分揀道分別為1#～8#道口。拆垛數(shù)量為24件，按照6件×4層的形式拆垛，機(jī)器人拆垛時(shí)每次從件煙來(lái)料輸送機(jī)上抓取2件煙箱，然后投放至相應(yīng)的左、右兩個(gè)分道輸送線上，完成拆垛。拆垛時(shí)序如圖2所示。

4 應(yīng)用效果

南寧卷煙廠成品高架庫(kù)出入庫(kù)設(shè)備經(jīng)改造后，成品高架庫(kù)入庫(kù)由原來(lái)的2條異型煙道和10條常規(guī)煙入庫(kù)道，改造為10條常規(guī)煙、細(xì)支煙兼容的入庫(kù)道和2條異型煙入庫(kù)道。成品出庫(kù)從現(xiàn)在的人工單牌號(hào)拆垛調(diào)整為多牌號(hào)機(jī)器人拆垛，一樓出庫(kù)從異型煙單牌號(hào)單條道出庫(kù)調(diào)整為能夠多牌號(hào)5條道出庫(kù)。調(diào)整后成品高架庫(kù)細(xì)支煙及異型煙出入庫(kù)效率提高。

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)以公司任務(wù)為導(dǎo)向、以技能為核心、以降本增效為目的，更加注重實(shí)效和成果的轉(zhuǎn)化。該項(xiàng)目完成后，成品高架庫(kù)出入庫(kù)能力為別為456箱/h和480箱/h，效率提升約1.7倍。完全能滿足未來(lái)幾年廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司細(xì)支煙增長(zhǎng)的需求，并減少勞務(wù)用工8人，節(jié)約人工成本，減少安全隱患，此次改造費(fèi)用約100萬(wàn)元，較重新設(shè)計(jì)更換節(jié)約數(shù)百萬(wàn)元，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)生產(chǎn)效率的目的。因此，本文的研究意義顯著。

【參考文獻(xiàn)】

【1】周濤，程鈞謨，喬忠.多品種配送的庫(kù)存優(yōu)化模型研究[J].系統(tǒng)工程，2003（9）：19-23.

【2】陳兵兵.SCM供應(yīng)鏈管理策略、技術(shù)與實(shí)務(wù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.