綠色包裝和拼筐算法在寶雞煙草公司異型煙分揀配送中的應(yīng)用

文/張 興

陜西省煙草公司寶雞市公司物流分公司

針對(duì)異型煙的分揀、包裝、配送環(huán)節(jié)信息化程度低、效率低、易出錯(cuò)的問(wèn)題，陜西省煙草公司寶雞市公司按照煙草行業(yè)綠色物流與智慧物流建設(shè)需要，開(kāi)展了周轉(zhuǎn)筐包裝異型卷煙項(xiàng)目，即采用硬塑周轉(zhuǎn)筐來(lái)包裝和配送異型卷煙，并設(shè)計(jì)了多客戶拼筐算法，實(shí)現(xiàn)了配送環(huán)節(jié)的物流包裝循環(huán)使用與智能化管理。

陜西省煙草公司寶雞市公司物流分公司（簡(jiǎn)稱“物流分公司”）于2014年9月成立，其前身為“寶雞市煙草公司卷煙物流配送中心”，主要工作是對(duì)轄區(qū)內(nèi)要銷售的卷煙進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)、分揀和配送。物流分公司倉(cāng)庫(kù)面積3100㎡，采用三層貨架存儲(chǔ)，共有貨位1680個(gè)，最大儲(chǔ)存量10080箱；分揀車(chē)間面積2100㎡，共有3條分揀線，包括異型煙手工分揀線1條。物流分公司擁有配送車(chē)輛35輛，服務(wù)寶雞市四區(qū)八縣的10914戶卷煙零售戶。物流分公司編制126人，實(shí)際111人，設(shè)立儲(chǔ)配、送貨、綜合、財(cái)務(wù)、信息安保等五個(gè)部門(mén)。

近年來(lái)，物流分公司榮獲了煙草行業(yè)“精益十佳”標(biāo)兵單位、西省總工會(huì)工人先鋒號(hào)、陜西省煙草系統(tǒng)安全生產(chǎn)先進(jìn)集體、陜西省優(yōu)秀市級(jí)煙草公司物流分公司標(biāo)兵單位、 2019年行業(yè)精益現(xiàn)場(chǎng)管理十佳單位等榮譽(yù)，完成的《寶雞煙草物流定額管理與應(yīng)用》獲得陜西省局科技創(chuàng)新成果三等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目實(shí)施背景與需求分析

包裝機(jī)下線口安裝工業(yè)級(jí)二維碼識(shí)別系統(tǒng)，包裝好的每一筐卷煙在下線口位置進(jìn)行二維碼信息讀寫(xiě)，將客戶信息、周轉(zhuǎn)筐信息和卷煙信息匹配。送貨員利用手持終端上的送貨員移動(dòng)辦公系統(tǒng)掃描周轉(zhuǎn)筐上的二維碼，便可獲知該筐裝的客戶及卷煙明細(xì)。同時(shí)，二維碼也起到了對(duì)周轉(zhuǎn)筐全生命周期管理的關(guān)鍵作用，系統(tǒng)可獲知每個(gè)周轉(zhuǎn)筐的使用次數(shù)、使用時(shí)間、在庫(kù)或在途信息等信息。

2016年以來(lái)，隨著人們對(duì)卷煙個(gè)性化需求加大，物流分公司的異型卷煙的銷量、品規(guī)逐年快速增加。2017年較2016年異型煙銷量增幅達(dá)到100%以上，2018年和2019年同比均有50%左右的增幅。截止到2019年6月，異型煙在銷品規(guī)數(shù)超過(guò)127個(gè)，日均銷售品規(guī)數(shù)達(dá)97個(gè)，異型煙銷量占總銷量比重已達(dá)17%，元春銷售旺季占比高達(dá)37%。

寶雞市煙草專賣(mài)局（公司）2016-2019年異型煙銷售情況如表1所示。

表1 寶雞市煙草專賣(mài)局（公司）2016-2019年異型煙銷售情況

項(xiàng)目實(shí)施前，異型煙分揀后采用紙箱手工包裝，不僅紙箱的用量大，包裝速度慢，而且紙箱無(wú)法循環(huán)利用，造成很大浪費(fèi)，不符合綠色物流發(fā)展的要求。同時(shí)，陜西省煙草公司寶雞市公司在異型煙分揀、包裝、配送環(huán)節(jié)信息化程度低，效率低，易出錯(cuò)，已不適應(yīng)現(xiàn)代煙草物流業(yè)的發(fā)展。

按照煙草行業(yè)綠色物流、智慧物流建設(shè)需要，物流分公司在2020年7月開(kāi)展了周轉(zhuǎn)筐包裝異型卷煙項(xiàng)目，即采用硬塑周轉(zhuǎn)筐來(lái)包裝和配送異型卷煙，并設(shè)計(jì)了多客戶拼筐算法，實(shí)現(xiàn)了配送環(huán)節(jié)的物流包裝循環(huán)使用與智能化管理。

解決方案

該項(xiàng)目結(jié)合異型煙分揀線技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)異型煙綠色包裝和智能配送管理，在配合現(xiàn)有硬件設(shè)備改造的基礎(chǔ)上，建設(shè)一套以周轉(zhuǎn)筐二維碼為核心感知手段，覆蓋包裝、發(fā)貨、配送以及硬塑周轉(zhuǎn)筐全生命周期的智能化管理模式。

項(xiàng)目采用硬塑周轉(zhuǎn)筐作為異型煙的物流包裝載體。該筐體積小，安全性能高，可折疊，可多次重復(fù)使用，使用壽命長(zhǎng)。通過(guò)硬塑周轉(zhuǎn)箱的重復(fù)回收利用，可以有效減少紙箱使用，以實(shí)際行動(dòng)踐行煙草行業(yè)綠色物流發(fā)展理念。

圖1 異型煙周轉(zhuǎn)筐使用流程圖

1. 異型煙物流配送整體流程

異型煙分揀設(shè)備改造后，異型煙物流配送形成了一套流程，主要包括：卷煙入庫(kù)、出庫(kù)、拆煙箱、訂單處理，人工煙倉(cāng)補(bǔ)貨，分揀，打碼，噴碼、裝筐、碼垛，裝車(chē)、掃碼、配送、空筐回收等。在現(xiàn)有半自動(dòng)分揀系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)采集周轉(zhuǎn)筐二維碼蘊(yùn)含的各類配送信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，形成周轉(zhuǎn)筐全生命周期管理、以二維碼為核心感知手段的異型煙智能化管理模式。

2. 周轉(zhuǎn)筐的多客戶裝筐流程和裝筐算法

周轉(zhuǎn)筐的裝筐流程如下：

（1）由分揀系統(tǒng)完成分揀裝筐流程并綁定對(duì)應(yīng)的待發(fā)區(qū)；

（2）分揀系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)（包括周轉(zhuǎn)筐編號(hào)、訂單、客戶、商品、數(shù)量、待發(fā)區(qū)編號(hào)）給物管系統(tǒng)，送貨員通過(guò)移動(dòng)辦公APP查詢異型煙對(duì)應(yīng)的待發(fā)區(qū)信息，以及核對(duì)周轉(zhuǎn)筐及卷煙品規(guī)和數(shù)量信息。

異型煙下分揀線后，由于條煙的大小和形狀各異，多個(gè)客戶訂購(gòu)的異型煙在運(yùn)輸過(guò)程中很容易在周轉(zhuǎn)筐中混亂。為了避免這種問(wèn)題發(fā)生，可以通過(guò)對(duì)異型煙的外形尺寸建模和歷史訂單分析，設(shè)計(jì)異型煙一筐多戶、一戶多筐的拼筐算法，實(shí)現(xiàn)異型煙的精準(zhǔn)拼筐。

首先，設(shè)定周轉(zhuǎn)筐容量閾值為每筐30條異型煙，將筐視為承載物，而不是各個(gè)訂單間的分隔標(biāo)識(shí)；每個(gè)硬塑周轉(zhuǎn)筐在異型煙下分揀線后，逐層自動(dòng)放置到硬塑周轉(zhuǎn)筐中；對(duì)于訂單數(shù)量較多的客戶，可以把其訂購(gòu)的異型煙一次放進(jìn)相連的數(shù)個(gè)周轉(zhuǎn)筐中。

其次，采用首尾相連的裝筐形式，以線路為基本單位，將該線路的所有訂單視為一個(gè)整體，依次裝入各個(gè)周轉(zhuǎn)筐。實(shí)際運(yùn)行中，由于“送貨順序號(hào)”是送貨員配送的唯一準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)，為解決送貨員分戶清點(diǎn)繁瑣、同筐卷煙碼段易出差錯(cuò)的問(wèn)題，快速辨識(shí)異型煙所屬客戶信息，使用噴碼機(jī)給條煙噴上“送貨順序號(hào)”，即便異型煙運(yùn)輸中有混亂也不影響配送，可以提高送貨效率和準(zhǔn)確率。

最后，實(shí)現(xiàn)一筐多戶、一戶多筐的高效集約拼筐模式。該拼筐方法可以大幅減少周轉(zhuǎn)筐的空間浪費(fèi)，有效提高異型煙裝筐率和配送車(chē)輛裝載率；實(shí)現(xiàn)了異型煙周轉(zhuǎn)筐多客戶的快速區(qū)分，提高了送貨員清點(diǎn)、交接的準(zhǔn)確率和配送效率。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目采用異型煙周轉(zhuǎn)筐取代紙箱配送，并在分揀、配送中實(shí)現(xiàn)了信息化。項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)包括：

1. 通過(guò)異型煙的外形尺寸建模、歷史訂單分析，設(shè)計(jì)了一套能夠?qū)崿F(xiàn)異型煙一筐多戶、一戶多筐的拼筐邏輯算法，提高異型煙裝筐率和車(chē)載率。

2. 實(shí)現(xiàn)訂單與硬塑周轉(zhuǎn)筐的信息關(guān)聯(lián)。每一個(gè)周轉(zhuǎn)筐擁有獨(dú)立且固定的二維碼，該二維碼蘊(yùn)含客戶、訂單、線路歸屬、周轉(zhuǎn)筐編碼等信息。周轉(zhuǎn)筐進(jìn)入包裝機(jī)前，二維碼識(shí)別系統(tǒng)讀取并清空歷史信息，寫(xiě)入新的配送信息。送貨員利用移動(dòng)辦公技術(shù)，實(shí)施精準(zhǔn)送貨作業(yè)，提高了商零環(huán)節(jié)送貨效率。

3. 采用綠色環(huán)保的硬塑周轉(zhuǎn)筐，通過(guò)對(duì)其作業(yè)過(guò)程加強(qiáng)管理，確保硬塑周轉(zhuǎn)筐可以長(zhǎng)期、有效應(yīng)用；通過(guò)硬塑周轉(zhuǎn)筐的重復(fù)回收利用，有效減少熱塑膜的使用，以實(shí)際行動(dòng)踐行煙草行業(yè)綠色物流理念。

效益顯著

異型煙綠色包裝和硬塑周轉(zhuǎn)筐智能化管理模式在2020年實(shí)施以后，在經(jīng)濟(jì)效益、工作效率和社會(huì)效益等方面都取得了較高收益。

1. 經(jīng)濟(jì)效益

分揀完成的卷煙由AGV小車(chē)自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到待發(fā)區(qū)指定貨位，方便送貨員領(lǐng)取

AGV轉(zhuǎn)運(yùn)的周轉(zhuǎn)筐整齊有序，準(zhǔn)確率較人工轉(zhuǎn)運(yùn)提高25%

送貨員利用移動(dòng)終端獲取送貨任務(wù)后，可根據(jù)地面標(biāo)識(shí)明確待發(fā)卷煙的具體貨位，從而提高提貨裝車(chē)效率

項(xiàng)目實(shí)施以前，煙草物流主要采用紙箱包裝，成本高而且會(huì)造成很大浪費(fèi)。異型煙傳統(tǒng)包裝采用紙箱包裝，單戶單箱情況下，按照紙箱廢舊回收成本計(jì)算，配送包裝成本1元/個(gè)，1.1萬(wàn)客戶年均成本超過(guò)55萬(wàn)元。

采用周轉(zhuǎn)筐模式，由于其耐磨耐用和可反復(fù)使用的特性，加上采用并筐模式，異型煙裝載量達(dá)到28條/箱，實(shí)施并筐加技術(shù)噴碼區(qū)分客戶，周轉(zhuǎn)筐單箱成本0.1元/戶/次，整體配送成本是采用紙箱成本的1/10，也就是一年的配送成本只有5.5萬(wàn)元，既實(shí)現(xiàn)了成本降低，也降低了碳排放。

2. 社會(huì)效益

硬塑筐可以重復(fù)使用，不僅滿足綠色環(huán)保的要求，而且硬塑筐對(duì)卷煙的保護(hù)作用好，可大幅度減少商品的殘損率。此外，異型煙智能化硬塑周轉(zhuǎn)筐大方美觀且可以折疊，對(duì)提高客戶滿意度和企業(yè)形象都有較大作用。異型煙配送使用周轉(zhuǎn)筐和二維碼實(shí)現(xiàn)智能化管理，也有利于降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，減少人工成本，提高工作效率。

3. 工作效率

目前，異型煙物流配送過(guò)程中，采用自動(dòng)分揀設(shè)備和擁有二維碼的硬塑周轉(zhuǎn)筐智能管理模式，可以明顯提高分揀包裝和終端配送的效率，節(jié)約企業(yè)的人力成本和時(shí)間成本。應(yīng)用硬塑周轉(zhuǎn)筐進(jìn)行多戶拼筐以后，經(jīng)過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比和分析，相較原有的單戶單筐模式，分揀效率提高了64%，綜合效率提高了66.6%。

總之，該項(xiàng)目的實(shí)施，不但提高了企業(yè)信息化、智能化水平，同時(shí)也為企業(yè)獲得良好的社會(huì)聲譽(yù)。

未來(lái)改進(jìn)方向

周轉(zhuǎn)筐包裝異型卷煙項(xiàng)目實(shí)施后，能全面提升煙草物流智能化、信息化水平，對(duì)異型煙智能化管理領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

周轉(zhuǎn)筐智能化管理模式經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，獲得了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)，可以快速統(tǒng)計(jì)客戶的異型煙訂購(gòu)情況，掌握周轉(zhuǎn)筐的實(shí)時(shí)使用信息和損壞情況等，獲取周轉(zhuǎn)筐的利用率和煙損率。下一步，這些數(shù)據(jù)將為異型煙的物流配送決策提供科學(xué)有效的支持。