提高物流庫自動化生產(chǎn)效率

李 磊，胥國芳，姜漢棟，李瀟飏，張 偉，張 曼

（湖北中煙武漢卷煙廠，湖北武漢 430040）

0 引言

隨著市場經(jīng)濟體制不斷深入發(fā)展并日趨完善，煙草行業(yè)傳統(tǒng)的物流模式越來越不能適應(yīng)新形勢的要求，煙草行業(yè)企業(yè)紛紛籌建卷煙配送物流中心，以降低成本，提高卷煙配送物流的運作效率和增強競爭力。2018 年，隨著湖北中煙武漢卷煙廠易地技術(shù)改造項目煙葉配方自動化物流系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)試運行開始，由于緩存貨位小于生產(chǎn)所需煙包數(shù)量，生產(chǎn)投料一批完成后再備另外一批生產(chǎn)物料，將影響生產(chǎn)效率，導(dǎo)致人員、設(shè)備、能源成本的浪費。

武漢卷煙廠煙葉庫的主要功能是將傳統(tǒng)的粗放式的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)為集約式的生產(chǎn)模式，實現(xiàn)煙葉精確配方、批次管理、排序投料、均勻摻兌、批次內(nèi)質(zhì)量控制、霉變剔除、緊急補料。通過自動化物流系統(tǒng)計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對配方煙葉的統(tǒng)一管理WMS（Warehouse Management Systems，倉儲管理系統(tǒng)）及調(diào)度WCS（Warehouse Control System，倉儲控制系統(tǒng)），并與其他相關(guān)的系統(tǒng)實現(xiàn)信息集成。對各種物流實現(xiàn)可靠、綜合的計算機運行、調(diào)度、統(tǒng)計、分析、管理一體化，實現(xiàn)物流指令快速、準(zhǔn)確的執(zhí)行及物流信息的收集、處理、傳達(dá)、存儲和分析，并作出正確決策以協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)物料高效有序的流動和科學(xué)管理以滿足工廠作業(yè)計劃的需要。

該煙葉庫位于聯(lián)合工房西邊，庫區(qū)5 個巷道，13 500 個貨位。分為入庫輸送系統(tǒng)、貨架儲存系統(tǒng)、南區(qū)二層出庫系統(tǒng)（對應(yīng)一條4000 kg/h 高檔煙生產(chǎn)線和兩條2400 kg/h 精品煙生產(chǎn)線）、北區(qū)二層出庫系統(tǒng)（對應(yīng)兩條4000 kg/h 高檔煙生產(chǎn)線）以及南一層緊急補料出庫系統(tǒng)、北一層抽檢和退料系統(tǒng)。整個自動化物流系統(tǒng)的控制和調(diào)度由WCS、WMS 及電控部分組成。1、2、3 號線各對應(yīng)4 條緩存道，每條緩存道可緩存13 包煙葉，4、5 號線各對應(yīng)2 條緩存道，每條緩存道可緩存13 包煙葉。由此可以看出1、2、3 號各條線一共可緩存52 包煙葉。實際生產(chǎn)中4000 kg/h 生產(chǎn)線生產(chǎn)1 萬公斤時煙包50 包加4 包薄片最少也有54包，緩存道無法緩存，多余煙包會堵塞出庫口。主要針對武漢卷煙廠易地技改物流庫遇到的困境，積極改革和創(chuàng)新解決物流瓶頸，提高生產(chǎn)效率。

1 煙草行業(yè)物流的發(fā)展取得明顯成就

（1）煙草物流制度逐漸完善。2021 年以來，為了推動煙草行業(yè)的發(fā)展，煙草管理制度推動了許多改革，而煙草物流制度的改革也在其中，尤其是在國際ISO9001 質(zhì)量管理體系的推動下，煙草行業(yè)和煙草管理部門十分重視煙草物流制度的完善，尤其是對細(xì)節(jié)的把控。

（2）武漢卷煙廠人員素質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，飛速邁進國際化一流企業(yè)。至2015 年來，武漢卷煙廠人員的素質(zhì)明顯提高，結(jié)構(gòu)優(yōu)化較為明顯。首先，人員結(jié)構(gòu)不斷的年輕化，隨著武漢卷煙廠的飛速發(fā)展，對人員的需求量不斷增加，近幾年每年社招大量優(yōu)秀的應(yīng)屆本科以上畢業(yè)生，本科以上學(xué)歷人員比例逐年提高。其次，與煙草物流相關(guān)的信息化人才不斷增多，武漢卷煙廠物流改進后，不斷培養(yǎng)與物流相關(guān)的操作維護及管理人員，為物流信息化程度的提高做出了貢獻(xiàn)。

（3）湖北中煙武漢卷煙廠對自動物流、信息化技術(shù)的重視。信息化技術(shù)不斷進步，并滲透到社會的各個方面，在為人們生活帶來便利的同時，也推動了經(jīng)濟的發(fā)展。作為重要行業(yè)的煙草行業(yè)，在信息化方面取得明顯成就，自動化物流得到煙草行業(yè)的重視。武漢卷煙廠在易地技改時更是把自動化物流放在重要位置，投入的設(shè)備及相關(guān)技術(shù)均達(dá)到國內(nèi)一流水平。

2 存在的問題

2.1 因物流空間的限制導(dǎo)致煙包緩存道不足

煙葉庫緩存道在設(shè)計之初，并沒有預(yù)留足夠大的空間，導(dǎo)致可緩存的煙包只夠生產(chǎn)一批。而且未考慮薄片煙包的緩存，4000 kg/h 生產(chǎn)線緩存道可緩存52 包煙包，2400 kg/h 生產(chǎn)線緩存道可緩存26 包煙包。實際生產(chǎn)中4000 kg/h 生產(chǎn)線生產(chǎn)1 萬公斤時煙包50 包加4 包薄片最少也有54 包，2400 kg/h 生產(chǎn)線生產(chǎn)時有28 包，緩存道無法緩存，多余煙包會堵塞出庫口。

2.2 批次投料間隔時間長、生產(chǎn)效率低

煙葉庫投料最初設(shè)計為緩存道備完一批料后才能開始投料，完全投完后才能再開始備料。在待料調(diào)試初期，生產(chǎn)中每批生產(chǎn)完后現(xiàn)場需等待下批煙包備料，等待時間太長，無法連續(xù)生產(chǎn)。1、2、3 號線平均等待時間為3 h，4、5 號線平均等待時間為2 h。投料間隔時間長造成資源的大量浪費，影響生產(chǎn)效率。

2.3 WMS 系統(tǒng)有設(shè)計缺陷

WMS 是物資管理系統(tǒng)的核心，是物流系統(tǒng)不可缺少的上位控制系統(tǒng)。武漢卷煙廠配方庫WMS 系統(tǒng)的設(shè)計和現(xiàn)場的投料生產(chǎn)并不能完全結(jié)合，主要存在3 個問題：

（1）物流空間限制導(dǎo)致煙包緩存道可緩存數(shù)量不足。

（2）批次投料間隔時間長，生產(chǎn)效率低。

（3）WMS 系統(tǒng)投備料設(shè)計缺陷。只有當(dāng)批次煙包尾包進入緩存道時才允許投料，上一批尾包離開緩存道時才能開始下一批備料。但是由于現(xiàn)場環(huán)境的影響，沒有足夠大的空間存放備料，導(dǎo)致每一批計劃完全結(jié)束后才能開始備下一批的物料，浪費大量的時間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

3 改進創(chuàng)新

3.1 優(yōu)化升級WMS 系統(tǒng)

WMS 系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到各大倉儲管理系統(tǒng)中，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對物流技術(shù)的應(yīng)用要求是越來越高，客戶的要求各有不同，在滿足檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲量大、保密性好、壽命長、成本低等優(yōu)點后，還需根據(jù)客戶的要求升級系統(tǒng)的功能。

武漢卷煙廠針對緩存道投備料設(shè)計缺陷，成立“奮進”QC 小組，攻克這一難題，重新制定新的投備料規(guī)則（圖1），優(yōu)化WMS 系統(tǒng)，在原有WMS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上制定新的投備料規(guī)則：

圖1 緩存道流程

（1）建立WMS 與電控關(guān)于每條緩存道緩存狀態(tài)通信。

（2）優(yōu)化WMS 程序，當(dāng)對應(yīng)線所有緩存道滿料時，多余煙包在立庫等待，待空出一條緩存道后剩余煙包再出庫，避免堵塞通道。

（3）設(shè)置每條緩存道狀態(tài)，對進入緩存道每包煙包進行排序和標(biāo)記，投料時按序號順序出庫。

（4）修改投備料條件，緩存道備滿1/2 即可投料，出完1/2即可備料。生產(chǎn)開始時，緩存道的煙包可直接投料滿足生產(chǎn)，緩存道空出空間后高架庫的煙包可同時進行備料。

這樣就實現(xiàn)緩存道煙包“邊進邊出”要求，可保證生產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)。使用配方庫新投料流程，換批間隔時間縮短至0 min。

物流WMS 系統(tǒng)在升級優(yōu)化后，其功能操作界面如圖2所示。

圖2 WMS 功能操作界面

3.2 系統(tǒng)的維護

系統(tǒng)維護主要是為了改正錯誤、擴充功能、提升系統(tǒng)的使用能力。系統(tǒng)維護包括以下4 個方面：

（1）硬件維護指主機和外設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)的維護。如網(wǎng)絡(luò)連接硬件故障、網(wǎng)線損壞等。大型數(shù)據(jù)庫可以采用雙機備份的方式進行。

（2）數(shù)據(jù)維護由數(shù)據(jù)庫管理員負(fù)責(zé)，如確定用戶身份、定義其操作權(quán)限、修改或添加數(shù)據(jù)項以及數(shù)據(jù)詞典等。系統(tǒng)中可以涉及到的數(shù)據(jù)維護有數(shù)據(jù)的備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)以及用戶增減、數(shù)據(jù)項的增減等。

（3）軟件維護包括在實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤以及用戶需要增減的應(yīng)用程序等。

（4）代碼維護。當(dāng)實際使用工作環(huán)境的代碼發(fā)生改變，或者代碼適應(yīng)不了使用要求時都需要對代碼進行維護。

系統(tǒng)維護是整個系統(tǒng)生命周期占重最大的一個階段。通過前期維護已經(jīng)改正系統(tǒng)錯誤和擴充系統(tǒng)功能，下一步將繼續(xù)深入的提升系統(tǒng)的使用能力，對配方庫出庫路徑進行梳理，通過設(shè)置優(yōu)先級等方法提高配方庫的運行效率。

4 改進后效果

2018 年11 月，湖北中煙武漢卷煙廠正式投產(chǎn)，物流煙葉庫作為車間生產(chǎn)線的第一道工序，在改進后可持續(xù)不間斷備料，滿足制絲車間批次間連續(xù)生產(chǎn)。物流WMS 系統(tǒng)在升級優(yōu)化后，功能更加多樣化?？筛鶕?jù)車間生產(chǎn)要求自動排列煙包順序，一邊生產(chǎn)一邊備料，節(jié)約人工成本，提高生產(chǎn)效率。