高效卷烟分拣系统在秦皇岛市卷烟物流中心的实现

白延辉　宋召卫

秦皇岛市卷烟物流中心规划年销量11万箱，面向全市卷烟零售点进行配送。普天物流技术有限公司作为河北省烟草公司卷烟物流中心的物流系统集成商，承担了秦皇岛市卷烟物流中心工艺设备的建设与集成工作。目前，新建设的秦皇岛市卷烟物流中心已经运行超过半年，实现了全部业务向新物流中心的成功转移，并实现了全市销售卷烟统一分拣到户、统一配送的目标。

物流中心概况

新建成的秦皇岛市卷烟物流中心仓储采用三层托盘货架，分拣采用一条自动分拣线。秦皇岛市卷烟物流中心的基本情况如表1所示，物流中心内部基本作业流程如图1所示。

由于卷烟物流日处理量大，日订单多，分拣一直是卷烟物流的核心。在秦皇岛市卷烟物流中心运行的卷烟分拣系统，根据每日订单情况的不同，实际分拣效率在15000－220D0条/小时，平均在170a0条/小时左右，极大地提高了配送中心的作业效率，减少了操作人员数量，降低了工人的劳动强度。引入该系统后，每天下午4点半左右，物流中心即可结束当天分拣任务，做到了工人轻松上班、按时回家。

卷烟分拣系统构成

秦皇岛市卷烟物流中心采用的卷烟分拣系统由计算机信息管理子系统、计算机监控子系统、总线自控子系统及机械部件组成。其中，计算机信息管理子系统是实现和业务访销数据对接的接口软件，其功能包括：读取订单数据进行优化，产生烟道动态分布表，生成分拣计划、补货计划以及备货计划，为分拣系统进行分拣作业提供数据。计算机监控子系统由备货监控系统、补货监控系统、分拣监控系统、自动叠烟襄膜监控系统等四部分组成，是信息系统与控制系统之间的连接纽带，实现对设备的指挥调度和设备实时监控，是设备操作的终端，提示设备运行的故障及处理。

分拣系统设备主要组成如表2所示。

卷烟分拣流程

由于目前秦皇岛市烟草公司采用的是第一天访销、第二天分拣、第三天配送的运作模式，每日分拣的订单均是前一天通过访销获取的。这样，在每日访销工作完毕后，分拣系统即可对此部分数据进行优化处理，并向仓储部发送备货请求，当日即可对次日需要分拣的件烟进行备货。这样做的好处是可以缩短第二天启动分拣的准备时间。

1件烟备货

件烟备货主要分两个环节：

一是叉车按照车载终端的提示将需要的件烟从仓储区取出，放置在件烟平置备货区。这个操作是在前一天下午完成的。

二是当日分拣开始之前，件烟备货人员根据系统提示将托盘上的件烟放入输送线。件烟经提升机等输送设备进入备货道，每个备货道可存放35件，比每个托盘30件还多5件。这样，在备货道还有5件时，系统就可以下指令给备货人员拆盘，且一个托盘一次性拆完，避免对一个托盘进行多次重复操作，增加不必要的人工反复。

整个备货系统由14个备货道组成。备货系统的作用，一方面在于实时补货：另一方面是将分拣过程中对不同品规零散的需求转化为规模化的需求，以降低备货人员工作的刚性，减少工作人员的重复操作，从而减少备货人员数量。

备货系统吊装在空中，不影响地面空间的使用。备货系统下方可用于空笼车的堆放等。

2件烟补货

暂存在备货道的卷烟，根据分拣补货的需求，实时地将需要的件烟自动送入补货输送线。由于卷烟是严格按照线路内客户的顺序进行分拣的，所以件烟补货也需要有严格的顺序，备货系统能准确按照需要的顺序将件烟自动送入补货输送线。为了提高系统的准确率，在备货系统的出口处还设置了扫描器对每件烟进行复核，以确认是需要的件烟以及正确的顺序。

在件烟补货线上共设置了3个开箱工位，3个开箱工位的工作相同。每个开箱工位配备1个人，每人每小时平均开箱100－150件烟。通过合理设计，开箱人员只需要打开箱盖，将烟箱轻轻地推入推烟位置，并确认到位后，按确认到位按钮，则本件烟补货的人工操作就完成了。剩下的工作由设备自动完成。推烟机构与条烟缓存段联动，将件烟内部的50条烟完整地推八条烟缓存段，空箱即由设备自动输送到空箱收集皮带机上。

3个开箱工位的空箱通过输送线实现了集中回收，工作人员只需要在固定的位置收集空箱即可。与以往的案例相比，空箱回收更加隐蔽，动线更加顺畅，现场更加整洁。

3条烟补货

条烟补货一直是条烟分拣中工作繁重的部分。怎样降低条烟补货的劳动强度，提高人均条烟补货的效率，一直是卷烟分拣中备受关注的问题。由于立式烟仓的人均补烟效率一般在1500－2000条/小时，在本系统中采用了小车进行条烟补货，将补货人员从繁重的条烟补货工作中解放出来。补货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，在人均劳动生产率提高的同时，劳动强度大大降低。

在本系统中，补烟小车的效率可达144件/小时(一件烟50条)，共配置了3台小车，且3台小车位于同一轨道上，相互可以调度使用。小车采用无线通讯和滑触取电。当小车出现故障时，可便捷地将其从轨道上抬下来，余下的小车可继续执行所有烟仓的补货操作，不影响系统继续运行。

4条烟分拣

条烟分拣是本系统中比较复杂的部分。经过反复分析和比较，本系统采用了48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。这样配置最大的好处是对业务的适应性更强。而本项目并没有采用通常在其他项目中使用的通道式烟仓，就是考虑到通道式烟仓对订单数据的选择性强，不利于今后业务的发展。

本系统采用的卧式烟仓单仓存量达80条，比一件烟50条还多30条，目的是在启动条烟补货操作、但条烟还没有补到位的这段时间内，烟仓里的条烟还可供继续分拣，所以本系统中的卧式烟仓可以实现一个烟仓对应一个品规。与其他案例相比，在本项目中，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。在实际运行中，大部分情况下，卷烟销量的98％以上都是在卧式烟仓上完成分拣的。c类烟品规多，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。

在分拣主线上，本系统采用3层结构，78个烟仓分布在3层主线上，主线上的烟仓分别是16个、16个、46个。理论上，每个订单在分拣前，都会被系统拆分成3个执行订单，由3层主线独立进行处理，然后进行合单。

合单分两次完成，其中两层线合单后，再与另一层进行合单。由于缓存设置合理，相互等待少，合单效率较高。同时在合单处进行条烟打码。

5条烟包装

合单完成后的条烟随即进入包装系统，本系统共设置2台包装机。由于包装前的缓存设置合理，包装效率得以最大化发挥。2台包装机实际运行过程中效率最高可达22000条/小时。

条烟在经过叠烟、裹膜、加热、冷却收缩后，就完成了包装过程。包装膜是一次性使用的，充分保证了卷烟在配送过程中的安全性，使各环节之间的交接变得简单、安全、高效。

为了确保每包卷烟准确地送达不同客户处，还需要在裹膜包上贴标。本系统采用了自动贴标方式。当裹膜包通过自动贴标机时，贴标机会自动将打印出来的本包的标签准确地贴到裹膜包上面，不管裹膜包大小，均能贴上。不仅节省了人员，还提高了贴标的准确率，避免了人为错误的发生。

6发货暂存

贴好标的裹膜包由工人放入笼车，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，分拣工作就完成了。

技术亮点

尽管秦皇岛市卷烟物流中心在全国卷烟行业规模较小，建设得也比较晚，但由于采用了国内烟草物流领域的最新技术和设备，充分发挥了后发优势，并经过实施方的精心组织，精心施工，精心管理，最终成为全国卷烟物流中心里少有的典范工程。

该项目的以下技术亮点值得称道：

一是采用了最新的三层主线分拣及合单技术，极大地提高了设备的分拣效率，设备效率稳定运行在15000条/小时以上，最高达22000条/小时；

二是烟仓容量大(高达80条/仓)，调度灵活，对不同订单的适应性极强；

三是自动补货率高，达到95％以上，且补货顺畅，可实时满足分拣需要：

四是用人少，系统采用人性化设计，人员操作简单高效；

五是设备高度集成，外形统一协调，与分拣效率相同的设备相比占地面积小。