邯郸烟草配送中心卷烟物流一体化解决方案的新里程碑

来源:用户上传      作者: 闫福宽 张 超 宋召

　　邯郸烟草配送中心是中烟集团区域性布点项目，位于河北省邯郸市丛台区科技园区内，总建筑面积14115平方米。作为国内技术领先的烟草配送中心，邯郸烟草配送中心以其高度集成的系统、自动化的设备、可靠的信息系统，被专家与政府部门誉为我国卷烟物流一体化解决方案的新里程碑。从2008年6月动工到2009年6月投入运营，设备投资近3000万元，建设完成年分拣量150亿支(30万大箱)、110多个配送品规、满足全市需求的烟草配送中心，成为烟草物流行业的新标杆。
　　
　　需求迫在眉睫
　　
　　邯郸市烟草配送中心投资建设前，各区县采取的是分拣分送的模式，各个区县都有自己的仓库，因此成本高、效率低、资源浪费严重。随着销售额的上升，原有的人工半自动分拣难以满足客户的需求，配送中心对高效、高自动化设备的需求迫在眉睫。因此，河北省烟草专卖局于2007年对全省的烟草配送中心改造项目进行了统一招标，普天物流技术有限公司凭借自身的科研优势、规划设计能力、丰富的系统集成与工程实施经验以及良好的售后服务，最终成为河北省烟草物流系统项目总集成商。
　　
　　一体化的系统集成方案
　　
　　今后几年将进入烟草配送行业重新洗牌的时代。一改过去的重单机、轻整体，重设备商、轻集成商的局面，烟草配送中心将向层次化、集约化方向发展。今后的物流设施将越来越多地体现出大规模、应用复杂、技术水平高、系统灵活性大等特点。高度集成的物流系统是邯郸烟草配送中心设计成功的关键。
　　系统集成就是优选各种技术和设备，将各个分离的子系统连接成为一个完整、可靠、经济和有效的整体，使之能彼此协调工作，发挥整体效益，达到整体性能最优。
　　从纵向来看，邯郸烟草配送中心系统集成方案可以划分为信息系统、控制系统、机械系统。信息系统好比大脑，统领整个系统，对当前数据进行优化并生成作业指令传递给控制系统；控制系统相当于神经，根据信息系统下发的指令来控制机械的运动，并把现场的情况及时准确地反馈给信息系统，以便信息系统根据当前情况作出判断；机械系统相当于肢体，每台设备都有自己的可编程控制器，以此来接收控制系统发出的指令并控制自己的行为。
　　从横向来看，系统集成方案可以划分为仓储系统、备货系统、分拣系统(参见图1)。仓储系统采用由以托盘为存储单位的托盘立体库和以件烟为存储单位的件烟立体库配合存储。备货库采用单一备货道存储AB类品规，混合道存储C类品规的方案。集成方案的总体流程是：小品规的件烟来自件烟立库，存储于3个混合道，向立式机补烟；除小品规以外的件烟来自托盘立库，存储于非混合的41个备货道，向卧式机补烟。
　　
　　由整体流程可以看出，备货库是立库和分拣线之间的“储水池”，衔接了仓储系统和自动分拣系统，件烟是以30件／托盘为单位从托盘立库出库补入备货道，又以件为单位从备货道补货到分拣线。在分拣线上，件烟被拆成条烟，以条为单位在线自动分拣，最后以执行订单为合集在线合单。
　　“盘―件―条”的及时转换，主要在于仓储系统、备货系统、分拣系统之间的配合，关键在于备货系统这个“储水池”入口和出口的流量、流速和分布于多个位置的缓存。
　　对于条烟分拣系统，在其他项目已经证明是可以达到需求效率的；但对于系统效率，不仅与单条条烟分拣效率相关，还与系统对多套条烟分拣系统的顺畅连接相关。经过大量研究与实践，该项目整个系统采用拉动式环节交接策略，即每个环节都是在向上一环节提出请求后，需求才会得到满足。要使这个拉动策略得到顺畅执行，要将缓存设置成为整个系统的核心。项目运行后，拉动策略的优势得到充分体现，3条分拣线能完全独立运行，没有相互影响，甚至某条分拣线突然停止，也不会对其他分拣线造成任何影响，系统的可用度得到充分保证。
　　
　　先进高效的物流系统
　　
　　邯郸烟草仓储分拣中心，汇集了领先的自动化仓储系统、备货系统、分拣系统、包装系统等自动化物流装备；同时拥有强大的管理软件和信息系统，包括仓储管理信息系统和分拣信息系统，都与东软营销系统和中软打码系统实现无缝对接，控制管理着配送中心的入库、出库、分拣、配送等业务流程的运作。
　　
　　一、仓储系统
　　仓储区包括托盘货架立库和件烟货架立库。托盘货架立库由9层高架立体库、8排货架、4台巷道堆垛机组成，拥有5328个货位。件烟货架立库主要用于C类品规的存放和补货，相应配置了一台双叉堆垛机，拥有3220个货位。
　　根据对邯郸地区卷烟物流的数据分析及预测，普天为邯郸烟草配送中心量身设计了一套自动化立库物流系统。同时，该项目实现了在线拆盘，整个出库过程没有采用叉车、没有托盘下线、没有散盘回库，人员操作非常简便。
　　1.托盘立库
　　托盘立库入库流程
　　AB类品规的烟以托盘为单位存储于自动化立体仓库的托盘立库。
　　件烟由卡车送到立体仓库入库口，人工卸货经2台伸缩皮带机和一号工程扫描烟箱条码后，由码垛工人码放到入库链式机上，货物即进入立体库输送系统。
　　托盘由穿梭车输送到相应的堆垛机入口位置，由堆垛机将整托盘烟输送到自动化立体仓库。至此入库完成。
　　托盘立库出库流程
　　当分拣系统发出要烟请求后，立体库的上位机系统查询库存，决定应出哪些带货托盘，然后将出库作业发送给相应巷道的堆垛机；堆垛机将托盘送至库端输送机上，输送机将托盘传递到人工拆盘口，经过人工拆盘和出库扫描，托盘立库出库流程结束。
　　值得一提的是，邯郸烟草配送中心将一号工程出库扫码和备货系统入库扫码共用一套扫描设备，大大简化了作业流程和设备投入。
　　2.件烟立库
　　件烟立库的设计拓展了件烟缓存的思路，优化了C类烟的处理流程，解决了C类烟品种多、销量小以及难于自动处理的同题，属国内首创技术。
　　件烟立库入库流程
　　C类品规的烟以件烟为单位存储于自动化件烟立库。
　　件烟立库发出备货指令后，托盘立库输送托盘到人工拆盘口。经过人工拆盘和提升机输送，件烟被送到与件烟立库接口的辊柱输送机上。同时，上位机向堆垛机发出入库请求，堆垛机按照得到的地址把件烟存入货位。将两个烟箱都存入货架后，堆垛机进入空闲状态，等待下一次入库请求或出库指令，件烟立库入库作业即完成。
　　件烟立库出库流程
　　在件烟立库中，上位机下发出库指令，堆垛机接到指令后到指定货位取货。件烟经过件烟堆垛机传递给输送设备，件烟在备货道入口经过扫描器扫描，以对品规复核并读取目的地地址，然后件烟被输送到混合备货道，件烟立库出库完毕。
　　
　　二、备货系统
　　1.件烟备货
　　件烟备货系统由备货入口、备货道、备货出口组成。
　　部分备货道用来暂存单一品规，即一条备

货道存储一种品规的件烟，对于当日分拣需求很大的品规，采用两条备货道存一个品规的形式；有3个备货道采取混合方式，即一个烟道中存储不同品规的件烟。这样做的好处是能根据订单的需要最大程度地节省备货库资源，但同时也带来多品规排序问题。为了解决这个问题，从分拣订单的序列中摘出c类烟序列，并按照这个顺序对混道补烟，最终成功解决了混道件烟排序的问题。
　　整个备货库吊装在空中，其下方可供工作人员自由工作，也可以用来堆放笼车等，空间利用和布置十分合理。
　　拆盘时把一个托盘一次性拆完，避免了对一个托盘的重复操作，大大减少备货过程中的动线压力。
　　2.件烟补货
　　由于卷烟分拣是严格按照配送线路内客户的顺序进行分拣的，所以件烟的补货也需要有严格的排序。暂存在备货道的卷烟，根据分拣补货的需求，实时将需要的件烟自动送入补货输送线。
　　在备货系统的出口处以及每条分拣线的入口处安装的扫描器，对每件烟进行复核，确保无差错。这种在两个系统的接口处添加扫描器的多重复合设计，极大地提升了系统的可靠性和稳定性，降低了差错率。
　　每一条件烟补货线对应一条分拣线，三条件烟补货线之间是并行作业，对应的三条分拣线之间也是并行作业，相互之间不会产生影响，即使一条线出了问题，也不会影响另一条线作业，提高了抗故障的能力。
　　每条件烟补货线上设置了3个开箱工位，每个工位设置一人。通过合理的设计，开箱人员只需要将件烟上的胶带划开，打开箱盖，将烟箱推入到推烟位置后按确认到位按钮即可。
　　操作人员可以根据提示屏显示的品规对当前操作件烟进行复核，消除了某些人为差错。
　　人工开箱之后的工作由设备自动完成，自动补货小车行走到缓存通道点，经准确对位后，推烟机构与条烟缓存段联动，条烟进入智能补货小车。补货小车通过无线传输获得信息系统的指令，自动对齐到相应的烟仓入口，将50条烟补到卧式分拣机烟仓中，完成补烟动作。
　　产生的空箱自动落到空箱回收皮带机上，通过输送线到达集中处理地点。与以往案例不同，邯郸烟草配送中心的空箱回收采用地下回收方式，不但空间利用更加合理，而且现场更加整洁，动线更加流畅。
　　
　　三、分拣系统
　　1.条烟的补货
　　卧式分拣机条烟补货
　　条烟补货一直是条烟分拣中工作繁重的环节，怎样降低条烟补货的劳动强度、提高人均补货效率，一直是卷烟分拣中备受关注的问题。该系统采用小车进行自动条烟补货，将人员从繁重的补货工作中解放出来，人员只需进行开箱操作即可，人均补烟效率大幅提高至5000～7500条／小时，同时也降低了劳动强度。
　　在该系统中，小车效率可达144件／小时(一件烟50条)，每条分拣线配置了3台小车，且3台小车位于同一轨道上，相互可以调度使用，小车采用了无线通讯和滑触取电技术。当某个小车出现故障时，其他小车可继续执行所有烟仓的补货操作，整个系统易于维护。
　　立式分拣机条烟补货
　　C类烟品规数量多，但一般不超过30个品规，销量少，通常放入立式烟仓中；一般情况下也不需要混仓处理，避免了混仓处理带来的潜在不稳定因素。
　　立式分拣系统由人工进行条烟补货。根据系统提示，补货人员按品牌、数量将条烟补充至烟仓，同时对补烟情况进行复核。
　　立式机的烟仓可缓存30条，烟仓内的补烟采用单一缓存的方式，一个品规对应一个烟仓，这种小品规处理的方式使分拣作业高效且可靠，提高了分拣效率和系统可靠性。
　　2.条烟的分拣
　　卧式分拣机条烟分拣
　　条烟分拣是该系统中比较复杂的部分。采用了每条分拣线56个卧式烟仓+30个立式烟仓的配置，每个烟仓均可对应一个独立的品规进行分拣。这样配置的优点是增强了对业务的适应性。在其他项目中采用的通道式烟仓并没有在此采用，就是考虑到通道式烟仓对订单数据的选择性强、局限性大，不利于以后业务的发展。系统采用的卧式烟仓单仓存量多达80条，目的是在启动条烟补货但条烟还没有补到位的时间内，烟仓还可以继续分拣。与其他案例相比，同样数量的卧式烟仓，分拣的品规数可以翻倍，极大地提高了卷烟分拣的自动化程度。
　　立式分拣机条烟分拣
　　通常，卷烟销量的95％以上都在卧式机上完成分拣。C类烟销量较少，且一般每日分拣也不超过30个品规，通常放入立式烟仓中，立式机的烟仓可缓存30条烟，而且一股情况下也不需要混仓处理，避免了混仓处理带来的潜在不稳定因素。烟仓出烟时每次出一条，大于1条的订单行连续出烟。
　　合单设备由一台双摆臂皮带机和打码机组成。由于缓存设置合理，相互等待少，合单效率较高。在合单处同时进行条烟打码。
　　3.条烟包装
　　合单完成后的条烟随即进入包装系统，该系统共设置了2台包装机。由于包装前的缓存设置合理，包装机的效率得以最大化发挥，2台包装机实际运行效率最高可达22000条／小时。
　　包装机系统有条烟复核功能，确保每个裹膜包内条烟数量准确。条烟在经过叠烟、裹膜、加热、冷却收缩后，即完成包装过程。包装膜是一次性的，保证了卷烟在配送过程中的安全性。
　　在系统设计阶段，考虑到系统的可扩展性，预留了自动贴标机接口，方便系统自动化程度的提高。
　　4.发货暂存
　　包装好的条烟放入笼车，每个笼车对应一条配送线路。笼车装满后，由工人推到指定位置暂存，等待装车配送。
　　
　　系统实施效果
　　
　　邯郸烟草配送中心自动化物流系统投入使用后，取得了良好的效果。
　　
　　1　仓储更加合理、高效
　　应用自动化立库，实现了空托盘自动解盘、入库在线码盘、自动存取托盘、在线拆盘、自动空托盘码垛等功能，不仅提高了入出库的效能、系统顺畅性及自动化程度，还大大减少了场地占用。
　　2　分拣效率大幅提高
　　自动化分拣线使分拣作业趋于合理化，不仅降低了作业人员的劳动强度、缩短了劳动时间，而且大大提高分拣效率，降低差错率，每条分拣线稳定运行效率在15000条／小时以上。一期实施三条分拣线(预留两条分拣线的位置)，整个系统条烟分拣效率达45000条／小时以上，每日分拣总量可达30万条以上，年分拣量可达30万大箱，完全满足配送区域需求。二期实施后，5条分拣线同时运行，年分拣量可达50万大箱。
　　
　　3　物流作业准确率提高
　　各项物流作业通过信息系统协调配置，并在多个环节采用了多重复核策略，降低了分拣作业的差错率，在监控系统上还可以实时监测，使整个物流作业完全处于可控状态。
　　
　　4　物流成本降低
　　统一仓储、统一分拣的模式，有效整合了各区县的物流资源，在降低成本的基础上，提高了配送效率，充分体现了现代物流的优势。
　　
　　5　现场整洁
　　合理的系统设计保证了动线的顺畅性，在分拣现场看不到堆放的件烟和空箱，所有“物”都各行其“道”，井然有序。
　　
　　技术亮点
　　
　　1　高度集成的一体化系统
　　邯郸烟草配送中心优选各种技术和产品，将各个子系统无缝衔接成为一个完整、可靠、经济、有效的物流系统，使各子系统协调工作、及时响应、流量顺畅，使物流系统达到整体性能最优。
　　
　　2　先进的行业领先技术
　　该项目突破性地采用了多项专利技术，优化了系统流程，消除了系统差错率，提高了系统稳定性。
　　
　　3　合理的流程设计
　　整个系统空间利用合理、动线顺畅，极大地方便了配送中心的日常管理。
　　总体来看，邯郸烟草配送中心采用了目前烟草物流界的最新技术和最先进的自动化物流设备，高度集成了各子系统，并把整体系统能力发挥到极致，充分展示了一个基于高度集成一体化解决方案的现代化烟草配送中心的优势。

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