異標共線卷煙分揀技術的創(chuàng)新與應用

文 /王起軍 賀國龍

關鍵字：柔性、效率、異標共線、卷煙分揀

一、項目背景

隨著異型卷煙銷量和品規(guī)的不斷增多，平涼煙草現有的電子標簽輔助人工分揀設備的弊端日益凸顯：設備過時老化、維修困難、人員冗多、效率低下、差錯率高，分揀設備技改勢在必行。行業(yè)目前卷煙分揀設備無論是自動化、半自動化，均采用標煙或標細煙與異型煙兩條線分揀，末端采用標準煙塑膜，異型煙采用塑膜或手工裝箱。兩條分揀設備投資較高、用工增多；塑膜包裝不符合國家環(huán)保要求。在此背景下，探索研究一條分揀設備，實現全品規(guī)卷煙共線柔性分揀的模式，既實現智慧分揀、提高效率，又達到控制成本、環(huán)保物流的目的。

二、現狀分析及存在問題

1.行業(yè)現狀調查

為了落實異標合一分揀工作，平涼公司選派人員先后赴北京、陜西西安、四川成都、浙江溫州、遼寧撫順、山東棗莊等地深入調查卷煙分揀運行模式，均采用標準煙或細標分揀共線分揀、異型煙單獨成線分揀，未采用異標合一分揀，在裝箱環(huán)節(jié)，異型煙采用塑膜包裝或人工裝箱。省內11家物流中心采用半自動線分揀，3家公司亦未實現異標共線分揀。

2.平涼現狀調查及存在問題

平涼物流中心2013年建成投入使用，承擔平涼市卷煙倉儲、分揀、配送任務，人員59人，服務零售戶9400余戶，有兩條電子標簽手工分揀設備，年分揀配送卷煙6萬箱。

表1：平涼卷煙銷量統(tǒng)計表

（1）異型煙品規(guī)數量增大，分揀裝箱工作耗時劇增

平涼電子標簽人工輔助分揀設備承擔每年近6萬箱卷煙的分揀任務，近年來細支煙、中支煙及其他異型煙銷量逐年上升，分揀裝箱作業(yè)時間平均達到9小時以上。2016年至2019年卷煙銷量統(tǒng)計數據見表1。

（2）人員偏緊、勞動強度大

分揀設備實際在崗10人，編制為14人，人員工作時間長、勞動強度大、差錯率高；分揀員工因事、因病或公休直接導致單條分揀設備陷入停滯，影響物流工作正常開展。每年銷售旺季，在增加人員的情況下，需要從早8點開始、晚上2點結束，分揀時間長，疲勞作業(yè)、人工分揀準確度下降，差錯率上升。

（3）分揀設備落后，分揀效率低

原有的分揀設備為2006年購置，設備老化、故障頻發(fā)，配件難找，致使分揀能力從9000條/小時下降為8000條/小時，下降了12%。而細支煙、異型煙分揀效率僅為900條/小時。

（4）分揀品牌受限，不能滿足工商零經營需求

電子標簽人工輔助分揀設備最大分揀能力僅支持70個品牌（規(guī)格），平涼經營卷煙品牌109個，經常有35至50個品牌需要每兩周替換投放。品牌投放不及時，影響品牌培育工作和卷煙銷量。

（5）分揀時間長，準時送貨無法保證，客戶滿意度降低

平涼送貨響應時間為35.87小時，遠高于全省平均送貨響應時間；由于分揀設備效率低下，致使現有的城區(qū)T+0送貨響應時間準確率不高，中轉車輛需要夜間行駛，安全風險大，中轉區(qū)域送貨客戶滿意度低，資金占用率高。

三、技改內容

1.技改內容總述

設計1條半自動細標一體分揀設備，單線實際分揀能力大于15000條/小時，分揀設備配置16個標準煙臥式機煙倉、50個標準煙立式煙倉和26個可調細支煙立式煙倉。設計1條異型煙分揀設備，配置28個可調異型煙立式煙倉，一組虛擬煙倉，可分揀全品規(guī)異型煙，無混倉。1臺自動貼標機，1套復合包裝機。分揀設備采用兩條直線、多層子線作業(yè)方案，可以按訂單多品種、多頻次的分揀，實現在線人工補貨、自動分揀、自動合單、自動打碼、自動包裝、自動貼標。綜合裝箱效率≥15000條/小時。改造工藝方案布局如圖1所示。

圖1 工藝方案布局圖

2.分揀設備組成

分揀設備主要由1套件煙補貨系統(tǒng)、2臺條煙補貨小車、16個臥式煙倉、50個立式標準煙煙倉、26個立式細支煙煙倉、28個可調異型煙煙倉、1組虛擬煙倉、分揀主線皮帶機、條煙緩存皮帶機、合單機分單機系統(tǒng)、空周轉箱補給輸送線、細標彈性疊煙機1臺、異型煙彈性疊煙機1臺、自動裝箱機2個工位、貼標機1臺、信息系統(tǒng)1套、控制系統(tǒng)1套、空壓機系統(tǒng)1套、空箱回收皮帶機1套等組成，如圖2所示。

圖2 方案設備組成圖

3.工作流程說明（見圖3）

圖3 主要工作流程

（1）細標共線分揀主線

標準煙、細支煙分揀訂單數據生成—人工件煙按序補貨、人工開箱、條煙自動補貨（臥式機大中品規(guī)）—立式機人工拆箱補煙—條煙自動分揀—自動合單—條煙自動打碼（激光打碼方式）—自動疊垛—人工上箱—自動裝箱—自動貼標—人工收煙碼盤。

（2）異型煙分揀支線

異型煙半自動分揀訂單數據生成—人工備貨—立式煙倉人工拆箱補煙—條煙自動分揀—虛擬煙倉人工拆箱人工按單揀選—自動合單—自動打碼（激光打碼方式）—自動疊垛—人工上箱—自動裝箱—自動貼標—人工收煙碼盤。

四、主要創(chuàng)新點

1.在全行業(yè)率先建立了卷煙全品規(guī)單條分揀設備柔性分揀模式

在工藝技術設計上，一是采用異標共線分揀思路，運用臥式機、可調立式機、混倉、虛擬倉等方式，在行業(yè)內首家實現異標卷煙共線分揀；二是通過增加子線、支線加大緩存，提高分揀效率。其中細標煙分揀主線采用“四層分揀子線”、異型煙分揀支線采用“兩層分揀子線”復合分揀技術，比舊單機分揀效率9000條/小時高出6000條/小時。實現了異標共線自動分揀、自動裝箱。該模式可滿足大于120個規(guī)格卷煙的分揀任務。分揀系統(tǒng)將訂單按標細煙、異型煙兩種規(guī)格進行優(yōu)化分配，通過復合分揀技術，實現分揀、合單、打碼、疊煙、裝箱及貼標全過程的自動化分揀。其特點是，主線與支線分揀互為備份，可同時或錯時分揀，異型煙裝箱系統(tǒng)任務結束后，通過擺臂皮帶可切換為細標煙裝筐，實現兩臺裝箱系統(tǒng)同時裝箱，裝箱效率提升100%。

2.實現卷煙周轉筐全品規(guī)自動裝箱，該模式及相應標準均屬行業(yè)首創(chuàng)

在裝箱環(huán)節(jié)設計上，采用可循環(huán)利用的周轉筐，實現全品規(guī)自動裝箱，解決了行業(yè)內不能用周轉筐實現全品規(guī)卷煙自動裝箱的瓶頸，也實現了綠色環(huán)保發(fā)展理念。項目對在銷的62種品規(guī)異型煙按照規(guī)格不同進行手工模擬裝箱，共模擬出不同裝箱方式102種，按照“規(guī)格相近、合并同類”等原則整合為21種標準裝箱模式，輸入系統(tǒng)軟件，確定淡、旺季環(huán)境下不同的卷煙裝箱模式，在不同模式下，異型煙最小裝筐數量為12條，最多為32條，標細煙合單裝箱平均24條。

3.通過雙工位疊煙實現多單智能裝箱，提升卷煙滿筐率

送貨車輛最多可裝周轉筐180個，為盡可能滿筐，減少送貨車輛周轉頻次，平涼公司分別探索了兩種柔性裝箱模式，即在異型煙裝箱機工位上設立電子機械手和側推裝置，系統(tǒng)測算最佳裝箱模式，雙工位合并裝箱。為確保送貨員第一時間找到合筐裝車后的異型煙，系統(tǒng)設定異型煙超過4個周轉筐時強制合箱，按照異型煙裝筐15條即為滿筐計算，淡季異型煙滿筐率達到84%，旺季異型煙滿筐率達到96%；細標煙按照標準煙裝箱條數設定滿筐為25條，超過3戶時強制合筐，單筐裝箱率可達128%，滿筐率為100%。

4.采取設備利舊與更新相結合的方式降低技改成本

在技改中，充分考慮了利用原舊設備，對裝箱機、貼標機、空壓機、件煙貨架等進行改造利用，不能利用的設備調劑到有需求的單位，共計節(jié)約改造資金115萬元以上。

五、取得成效

1.實現降本增效，經濟效益凸顯

技改完成后，平涼公司由原來人員缺編到分揀用工減少2人，直接節(jié)約人工成本18萬元，特別是旺季勞動用工人數減少，降低旺季人員租賃費用12萬元以上；塑料周轉筐循環(huán)利用，可年節(jié)省塑膜包裝費及電費38萬元以上。

2.綠色循環(huán)裝箱符合新發(fā)展理念

該項目改造后末端包裝采用塑料周轉筐，全品規(guī)自動彈性裝箱技術屬行業(yè)首創(chuàng)，既符合行業(yè)產業(yè)政策，綠色無污染、可重復使用周轉筐，又是煙草行業(yè)目前和今后重點推廣的配送包裝模式，減少了塑料制品對環(huán)境的污染。

3.可復制可推廣價值初現

該項目被評為2019年全省精益物流一等獎，并作為2020年全省精益物流推廣項目。截至2020年9月底，已有慶陽、寶雞等數家行業(yè)內公司進行咨詢了解和參觀。在同等規(guī)模卷煙物流中心分揀設備技改方面形成了可復制可推廣的價值，為全省及全行業(yè)同等銷量的物流公司提供范例。因此，該項目前景廣闊，有較大的推廣應用價值。

4.設備效能提升，分揀效率提高

通過改造后使用一條分揀設備，進一步提高了設備效能，減少了設備空置率，消除了無效作業(yè)準備，除首尾兩頭為人工補貨和人工收貨外，中間環(huán)節(jié)全部實現自動化，分揀勞動強度大幅降低，減少了分揀人員作業(yè)時間，運行成本進一步降低，構建了和諧的勞動關系。技改完成后，異標綜合分揀效率達到15000條/小時，提升率為66.7%；單條線路分揀時長縮短20分鐘，單日分揀時長減少2小時。卷煙銷售旺季，單日分揀作業(yè)時間相比往年縮短4小時以上。

5.送貨響應及時，客我關系和諧

實行異標共線分揀提升了分揀效率，實現了物流中心所在地直送區(qū)域零售客戶實現T+0送貨，即當天訂貨、當天分揀、當天送貨。其它區(qū)域可提前一天送貨，可為零售戶節(jié)約年貨款占用利息20萬元以上，社會效益相當明顯，加上準時快速配送，客戶在途等待時間縮短，商零關系密切融洽，提高物流為客戶服務的能力和質量。

總的來說，結合設計研究及實際使用，整個分揀系統(tǒng)工作效率已能達到設計預定的15000條/小時，超過行業(yè)內目前異標煙分揀設備效率，很大程度上解決了目前條煙分揀和銷售之間的矛盾，是一次技術跨越和整體推進。該項目采用柔性分揀和柔性裝箱技術，尤其是采用塑料周轉筐實現全品規(guī)自動彈性裝箱技術，屬于行業(yè)首創(chuàng)，對年銷量10萬箱以下、采用電子標簽輔助人工分揀設備分揀的市級公司來說，隨著細支煙和異型煙銷量規(guī)格逐年增加，對于智慧分揀領域貫徹綠色循環(huán)、可持續(xù)高質量發(fā)展理念具有實際意義。該創(chuàng)新課題的成功應用，或可成為兄弟單位借鑒和參考的范例。