广东中烟广州生产基地物流系统的规划与设计

梅海青

随着我国烟草企业整合力度不断加大，大型的烟草企业、烟草集团不断出现，鼓励竞争、做大做强成为烟草行业发展的主旋律，烟草企业由靠政策保护逐渐转向靠市场生存，市场竞争由传统的分散、地域竞争转向集团、跨区域竞争。

广东中烟广州生产基地就是在这种大背景下诞生的。广东中烟集团由原来的广州卷烟一厂、广州卷烟二厂和南海卷烟厂组建而成，是年产200万箱卷烟的区域性龙头企业。如何适应市场的快速变化，同时提供优质、高效的服务，是每个企业关注的课题。对此，广东中烟以物流系统作为突破口之一，将广州生产基地建设成为广东中烟的物流中心，通过物流系统的建设来提升整个企业的核心竞争力。

物流系统概况

广州生产基地按照每年200万箱的生产能力进行物流配套。包含配方、辅料、备件、成品、嘴棒高架库和烟丝储存系统，建成后将成为国内烟草行业最完整、规模最大的物流系统之一。

1配方物流系统

配方物流系统储存制丝所用的片烟和烟梗，为制丝车间的连续生产提供及时、准确的物料供应，并能根据生产计划进行物料的分组出库、库存报警、物料的快速切换，以及库存产品的抽检及退库等。系统采用三货位设计，一楼入库、二楼出库，拥有8台单伸堆垛机、2台入库码垛机器人、含6部台车的出库环形穿梭车系统。配方库拥有7776个货位。能满足5天的存量和29000千克／小时的生产能力。

2辅料物流系统

辅料物流系统储存卷包所用的辅料、丝束等，能根据生产计划，及时准确地为卷包车间提供所需的辅料。该系统采用双货位设计，一侧入库。另一侧出库，拥有5台单伸堆垛机，入库半自动组盘，3台穿梭车出库。辅料库拥有4400个货位，能满足5天的存量和7970箱／天的生产能力。

3备件物流系统

备件物流系统储存生产基地所用的零备件、五金件、寄存件，另外还有部分备件供其他生产点所用，能够储存5万个品种。并根据车间的领取计划提前安排出库。该系统由高架库、垂直升降柜、地面摆放区和简易货架等多种存储形式组成。其中，高架库用于储存较重的电机、变速箱等；垂直升降柜用于储存重量轻、体积小的元器件以及需要存放在空调环境中的电气配件和橡胶件：地面摆放区用于储存超重、超大的不规则件。

4成品物流系统

成品物流系统储存卷包车间生产的成品及部分半成品，能根据生产计划安排成品顺畅入库，也能根据销售计划可靠、准确、及时地安排出库，以及进行库存信息、销售信息的动态显示和数据分析。该系统拥有17280个货位，采用9台双伸堆垛机，5台码垛机器人入库，6台码垛机器人出库，并配有4个外来烟入库站台和人工出入库站台，能满足12天的存量和6000件／小时的出库量。

5嘴棒物流系统

嘴棒物流系统采用高架库储存嘴棒，可实现成型机与发射机的柔性对接。该系统有8台小型堆垛机，可储存1300多个料盘组，满足12小时生产的用量。

6烟丝物流系统

烟丝物流系统采用烟丝箱来储存成品烟丝，可满足多品种、小批量的卷烟品牌柔性生产。该系统采用双层堆叠烟丝箱进行储存，能够满足50万箱卷烟16小时的储存量。

物流系统规划思路

广州生产基地物流系统的前期规划遵循了以下原则：

1需求的充分调研和反复论证

由于物流系统涉及原料、物资、销售、生产、备件、信息中心等多个部门的业务，并且物流系统建设的周期较长，建成后的使用年限也较长，只有充分的沟通才能保证需求的准确。因此在系统规划之初，技改办同上述部门共同探讨、论证物流方案。明确各部门的需求，并就不明确的环节共同出外考察，进行技术论证。在物流系统供应商中标后，进一步同相关部门对中标方案进行探讨，收集各部门的最新需求，并论证实施，不断优化方案设计。

2物流系统的选址

物流系统与卷烟生产和销售密切相关，因此在物流系统的选址、出入库环节的设计上，要充分考虑生产的需要和销售的特点。在该系统中，与生产密切相关的配方、辅料、备件、嘴棒、烟丝五个物流系统都位于主生产厂房内，与生产线紧密相连，既保证了物料的通畅、路径的最短，又能保证物料在紧急情况下的应急补料。成品物流系统采用独体建筑，位于主生产工房的北侧，又紧邻大门，附近有广州市环城高速公路，既保证了卷包车间生产的成品可以较快地送入成品库，又保证了货物外运的交通便利。

3顺应国家政策和行业政策的发展趋势

从微观的角度看，物流系统建设是企业行为，但它也是社会大物流系统的组成部门，因此，应从社会大物流的角度来规划整个系统并进行设备选型。例如，近年国家烟草专卖局不断强化成品物流的工商联运，于2007年通过了《烟草行业联运通用平托盘》(YC／T215-2007)。该标准建议卷烟厂采用1250×1000mm的托盘，30件码垛。虽然存在30件码垛货物在输送过程中不平稳、需要加箍或裹膜使之稳固，以及工业与商业的信息共享机制不健全等问题，但基于该标准对于整个行业规范发展的考虑。广州生产基地物流系统仍然采用了1250×1000mm的托盘，货架按照每托盘30件码垛设计，成品出库采用65％(即135万箱)的机器人出库、35％(即65万箱)的整托盘出库或人工出库形式。

4库容的合理化

在确定库容时，要有充足的数据支持，避免决策的随意性。合理的库存应既满足企业生产需要。又能为顾客提供可靠、及时的服务，它是企业核心竞争力的要素之一。决定库容的因素包括：企业的生产特点、产品特性、企业供应链的完善度、销售网络和策略、历史销售数据分析、顾客的服务期望值、行业特点、企业规划等。

5存储模式的选择

存储有多种模式，如平库、多层楼库、简易式货架、重力式货架、叉车式货架、立体仓库等。各种存储模式在不同的条件下都有自己的优势，在选择存储模式时应具体问题具体分析。专家建议，对于处于土地价格较贵地区、物流量大的优势行业和企业建议采用立体高架库，其优势在于充分利用土地及空间、较大的出入库流量、自动化程度高、差错率低、高度的信息化、单位货物的成本低。

物流系统的设计

1立体仓库的空间设计

在满足货位、出入库能力、消防及通风等条件下，应充分利用空间。在我国，高架库的高度一般不超过24米，否则会造成消防、建筑费用的大幅增长。在24米高的空间内，应尽量将货架做高、做长，宽度则要考虑3000平方米的消防分区限定。货架的设计应与堆垛机的选型统一考虑，追

求设备投资的最优化，充分利用设备的作业能力。例如，19米高、160m／min的空载速度、0.3m／s²的实载加速度的堆垛机。其合理的巷道长度是85米，可以通过仿真来验证货架的设计与堆垛机的参数是否匹配，是否充分利用了设备的能力。

2系统冗错方案设计

在先进性的原则下，强调物流系统的安全性和高可靠性，要核查物流方案中的关键设备、关键物流点是否存在瓶颈，是否有故障应急方案。对于物流路径上的关键点，一定要计算物流流量，关键点上的关键设备的可靠性要高，作业效率不要太高。最好低于90％。同时，要设计关键设备出故障时的应急方案。烟丝物流系统处于制丝与卷包的中间环节，因此对该系统的冗错方案要特别加以注意，尤其是出库系统中的关键设备，否则会因某台设备出故障造成多台卷接机组停产。

在广州生产基地物流系统中，入库采用一台直行穿梭车；出库采用两台直行穿梭车，其中一台带有两套程序，既可作为入库穿梭车的备机，也可作为出库穿梭车的备机。

3信息系统设计

物流系统应具有高度的信息化，并能与卷包、制丝管理系统、MES、ERP等系统有效集成，使信息畅通，为生产决策提供可靠、真实、实时的数据支持。在建设物流信息系统时，强调四要素：可得性、精确性、实时性、开放性。

4系统仿真

物流系统设计的优劣和存在的问题，如。系统出入库能力是否存在瓶颈、关键物流设备的选型是否合理、设备性能是否得到良好发挥等，可以通过计算机仿真软件进行验证。进行仿真的要点是，仿真条件要与实际生产条件相一致，不能存在大的出入，否则结果不具有参考性，因此建议由专业的物流咨询公司来做仿真。

物流设备的选型

1堆垛机的选型

堆垛机是物流系统中的关键设备，其数量主要取决于设备能力和物流量的大小。并不是能力越高的堆垛机性价比越高。堆垛机的选型要综合考虑库长、库高、物流量等因素。否则，设备的性能根本发挥不出来，造成投资浪费。此外，设备高速运行及加减速时，保持货物的稳定是必要的，因此，要对比分析不同堆垛机的加减速技术。看其是否具有矢量变频调速、s型速度控制、加减速时的减振控制技术。在减振控制技术中，某些设备不再采用位置信息式反馈控制。而是前馈方式。前馈方式是将实际的堆垛机振动特性数据(固有振动数、固有振动模型、衰减比等)预先编入控制器，在行进中根据数据和实时位置，计算出抑制振动的速度曲线来控制。堆垛机行走方向的认址由编码器向激光认址和条码认址技术演进，目前主流的堆垛机都采用绝对值认址方式，定位精度不大于±3mm。通信方式有滑触线通讯、无线通讯、红外通讯、漏波通讯等，其中，无线通讯有良好的应用前景，但要解决好信号屏蔽和覆盖问题，才能保证系统通讯的可靠性；红外通讯可靠性高，但在障碍物阻断、系统扩展性、转弯等方面存在不足；漏波通讯是相对较全面的解决方案，但成本较高。同时，堆垛机供电电源要适合国情，有些国外产堆垛机在供电电源方面需要加变压器进行转换。

2输送设备的选型

输送设备主要有链条输送机、辊道输送机、直行穿梭车、环形穿梭车等类型。直行穿梭车占地面积小，速度和效率高，目前，国内某厂家的直行穿梭车采用漏波通讯，解决了固有的路径不灵活问题，缺点是系统冗余性差，故障情况下对生产影响大。环行穿梭车的优点是系统冗余性好，缺点是占地面积大。速度和效率较低。

3电控系统的选型

电控系统要体现技术的先进性，又要保证系统的实时性和稳定性。由于物流系统设备数量多，布局分散，较适合采用现场总线技术。目前，工业以太网已开始普及，如PROFINET、DEVICENET等，其优点是既能集成旧的现场总线系统，又能提供更好的灵活性、可靠性和开放性，具有实时处理、同步运动控制、网络诊断和管理等功能，构建从办公到控制的一体化网络。

4信息系统的选型

信息系统强调数据的安全性。目前设备有冗余服务器和容错服务器两种。冗余服务器即传统的双机热备+集群技术，通过心跳线来检测主机的工作状态，主机出故障后。备机切换进入主机工作状态，切换时间从一分钟到几分钟不等，存在切换不成功的概率。容错服务器基于硬件容错机理，一台服务器内集成两套硬件系统，同时运行，采用硬件同步技术，保障在单个故障出现时切换到冗余部件来消除单点故障，确保零时间切换，保证数据处理的连续性，可靠性达到99.999％。

总之，物流系统规划成功的关键是根据本企业的实际需求，量身定制符合企业发展的系统方案。只有这样，才能确保物流系统建成后能够充分发挥其作用。