智能分拣在件烟入库系统中的应用研究

卷烟物流的分拣配送环节是衡量卷烟企业整体竞争实力的一项重要指标。分拣系统在物流系统中起着承上启下的作用，分拣系统的优劣，直接影响着整个物流供应链正常而有效的流通。为了能够及时、高效、准确地完成分拣作业，件烟自动分拣系统在全国各地烟草物流中心应用的越来越广泛。

目前烟草物流件烟自动分拣系统采用以下工作模式，在每班次生产运行开始时，当班人员要根据当班机组生产牌号、规格、计划产量等情况，在物流仓库管理系统WMS上进行人工录入信息进行件烟入库分流设道，经分拣后由机器人码垛完成入库。每班组当班人员由于操作习惯不同，分流设道入库情况不相同，相应的设备运行情况也不相同。如果生产机组和牌号规格发生临时性变化，如班中换牌、试制卷烟等情况，入库当班人员不能及时地找到最合适的分流设道策略，就会造成设备运行效率降低，进而使入库分拣设备每万箱停机次数增加。因此开展成品件烟入库柔性自动识别分流设道，是一项切合生产实际亟待研究的课题，设计实施此项目有着十分的必要性。

智能分拣在件烟入库系统中的实际应用

本文对涉及到自动分拣系统的MES、WMS、WCS、件烟条码信息等系统，进行分析、设计和测试，设计出一套智能分拣系统。在整个分拣过程中，智能分拣系统根据实时生产情况及时调整工作状态，从而智能计算出一种最优的件烟分拣策略，使各个工作环节协同工作，最终达到提升整个系统工作效率的目的。

一、基于智能分拣的件烟入库系统概念

烟草行业的件烟分拣系统是以自动化设备为主，与流水作业的分拣系统不同的是大部分的工作是由机器完成的，人工的作业只是用来辅助机器作业的不足，处理一些分拣不完善的件烟等。

智能分拣件烟入库系统通过结合MES系统生产任务工单，以及对件烟入库控制系统历史数据的读取与分析，进行梯次组合实验，并对试验数据进行关联性分析与评价，依据分析结果划分相应的牌号及适应的入库通道地址，依据最优的分道方式，同时结合MES生产任务工单，即每班次生产前能够自动读取上游设备排产的在制品牌号，并自动规划好每种牌号的最优分道地址，实现智能设道，并在对应分拣线的道内采用LED显示屏等目视化管理，能够直接了解入库道内所对应的牌号信息；依据MES生产任务工单以及成品入库计数功能结合生产运行时间，实现班次结束后成品入库通道内对成品件烟自动清道，清除成品入库区内所剩余的不满足整托盘入库的件烟。

二、件烟智能分拣入库系统的设计应用

1.自动识别分流设道的技术研究

开展成品件烟入库时的自动识别分流设道的技术研究，以期在自动识别分道的基础上实现件烟物流线的柔性自适应入库技术，其件烟智能分拣入库工作流程图如图1。

图1 件烟智能分拣入库工作流程图

2.生产业务研究

基于卷接包生产机组计划排产产量、规格牌号以及相应的件烟入库分道历史数据，同时结合MES系统下达的卷接包生产任务工单，依靠数据建模分析技术，建立一套成品件烟入库分流设道的模型，形成一套与卷接包生产机组、计划产量和牌号相对应的最优分道操作策略。利用该套策略，依据入库扫码、缓存回流扫码等功能，读取件烟牌号一号工程信息数据，进行自动规划分道地址。生产业务流程图，如图2。

3.条码信息研究

改造现有成品高架仓储系统，通过在封箱机封箱完成线路增加件烟条码扫码器，和增加与车间封箱机生产工单信息对接的方式，构建件烟条码采集功能。最终入库记录到每一件件烟的详细信息：车间各封箱机的生产工单信息，封箱的件烟码信息，件烟所属封箱机信息等。分拣系统根据所经过的件烟所属封箱机来源信息进行设道，最终将同封箱机同生产批次的件烟进行组垛入库。入库完成后系统记录托盘中件烟详细生产批次信息。条码信息数据流向，如图3。

图2 生产业务流程图

图3 条码信息数据流向

4.建立最优入库柔性自动分流设道模式

建立全部在制品规格牌号的最优入库柔性自动分流设道模式，并依据MES生产任务工单启动结束情况、成品入库扫码计数功能、生产班次运行时间等，实现生产开始时的成品件烟自动设道。

5.智能分拣工作流程（见图4）

（1）通过条码根据绑定关系找到封箱机，然后根据封箱机找对应的入库道口，分拣入库。

（2）如果条码和封箱机找不到绑定关系，剔除到剔除口。

（3）如果物流主道扫不到条码，剔除。

6.WCS系统增设功能

（1）WCS与扫码器对接记录件烟与封箱机和MES工单的绑定关系。

（2）WCS与分拣线按照封箱机设道。

（3）WCS与分拣线按照件烟绑定的封箱机进行分拣。

（4）WCS对件烟分拣轨迹进行日志记录。

（5）WCS成品库入库自动设道功能。

（6）WCS成品库入库自动清道功能。

（7）WCS成品库入库道口共享功能。

7.WMS系统增设功能

（1）WMS增加封箱机设道管理。

（2）WMS 增加入库工单管理功能。

（3）WMS 用工单切换取代班次切换。

（4）WMS增加出库管理功能。

（5）WMS与MES接口。

（6）日志管理。

（7）WMS成品库入库自动设道功能。

（8）WMS成品库入库自动清道功能。

（9）WMS成品库入库道口共享功能。

（10）WMS成品库分拣信息管理。

（11）WMS相关界面增加销区和版面信息。

图4 智能分拣工作流程图

三、结论

整个智能分拣件烟入库自动设道系统改造主要涉及：封箱机组条码信息采集，条码与封箱机和MES工单信息绑定，调度系统与MES的信息联动接口，分拣线设道，托盘入库信息绑定，WMS入库工单管理功能，WMS出库功能等7个模块。

开展成品件烟入库时的自动识别分流设道的技术研究，以期在自动识别分道的基础上实现件烟物流线的柔性自适应入库技术，一方面在成品件烟自动分流设道入库的基础上扩展其分拣入库能力，提高成品入库效率；另一方面，通过动态优化，为各个不同规格牌号的件烟提供实时的、自适应的最优分道策略。同时，这也是智能制造、智慧物流发展的未来趋势。