南宁卷烟厂成品高架库异型（细支烟）出入库设备改造的研究及应用

江开聪 黄国锋 赵乙静 黄河

【摘  要】随着广西中烟“真龙”牌号系列（细支烟）的市场需求快速增长，南宁卷烟厂异型（细支烟）生产基地的生产规模不断扩大，成品高架库异型（细支烟）出入库设备的设计能力已不能满足当前生产规模的需求。论文主要介绍南宁卷烟厂成品高架库物流团队利用旧设备和原有空间，对异型（细支烟）出入库设备进行分析、改造及升级，可以极大地提高异型（细支烟）出入库能力与效率，并减少外聘劳务人员的使用，提升出入库分拣自动化程度，有效实现降本增效。

【Abstract】With the rapid growth of the market demand of "Zhenlong" brand series （slim cigarette） of China Tobacco Guangxi Industrial Company Limited， the production scale of special type （slim cigarette） production base of Nanning Cigarette Factory continues to expand， and the design capacity of the special type （slim cigarette） loading and unloading equipment of the end product high-rack warehouse can no longer meet the needs of the current production scale. This paper mainly introduces that the logistics team of the end product high-rack warehouse of Nanning Cigarette Factory used the old equipment and the original space to analyze， transform and upgrade the special type （slim cigarette） loading and unloading equipment， which can greatly improve the capacity and efficiency of the special type （slim cigarette） loading and unloading， reduce the use of external labor personnel， improve the sorting automation degree of loading and unloading， and effectively realize the cost reduction and effect improvement.

【關键词】异型（细支烟）;成品高架库;出入库能力;设备改造;程序改造

【Keywords】special type （slim cigarette）; end product high-rack warehouse; loading and unloading capacity; equipment transformation; program transformation

【中图分类号】F253.9                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）10-0174-02

1 引言

目前，大力提升细支烟生产能力是中国烟草行业建设中的重要规划，而提升异型（细支烟）出入库能力，提升自动化分拣水平是各卷烟工厂成品高架库发展的方向，由于产能扩大，南宁卷烟厂企原有的中速烟机设备需求已经转换为高速烟机设备的需求，因而导致了成品高架库异型（细支烟）的出入库能力遇到瓶颈。如何安全、科学、合理地对成品高架库异型（细支烟）出入库设备改造是推动南宁卷烟厂细支烟生产基地发展的重要前提条件。

2 制约成品高架库异型（细支烟）出入库设备能力提升的问题

目前，南宁卷烟厂成品高架库系统原设计规划的输送线为全自动化生产流程模式。原设计施工时，未考虑异型（细支烟）的自动出入库功能。针对成品高架库无法满足新增高速机设备需求而出现的出入库能力问题，如果不解决此问题将直接影响成品高架库的出入库效率，严重时导致成品烟堆积进而出现停产局面。因此，团队邀请成品高架库设备原厂家技术人员现场调研及勘察后，结合未来系统的软（系统）、硬件应用需求，对现有物流系统进行升级改造，使其能够适应细支烟箱尺寸，实现细支烟箱自动入库。

整个项目的改造要在五大原则下进行：①安全性：系统在网络规划、软硬件设计部署方面须符合南宁卷烟厂成品库安全策略，充分考虑系统的网络安全性。②可靠性：在设计系统的软硬件选型、方案优化、实施规划、技术支持等所有环节，采取严格的措施，确保系统稳定运行。采用先进、成熟、通用性强的技术，硬件设备选用国际主流产品，保证系统的可靠性。③可扩展性：模块化设计、模块配置等技术的应用是保证系统可扩展性的基础，具备良好的扩展性，能够适应未来设备和流程改进的需要。④规范性：遵循软件、硬件、自动化等系统的有关规范，相同改造项目，应具有统一标准。⑤维护性：此项目所新增和调整的装备部分，要留有便于维护的空间，相应的系统、软件要便于维护。

当项目满足上述条件后，需升级改造的成品高架库系统如需实现以下功能，则要对其进行可行性研究：①是否能实现输送线将细支烟箱、常规烟箱同时自动从二楼分拣线入库输送到一楼分拣线出库;②是否能实现成品高架库二楼入库分拣线规划8条异型（细支）烟箱专用分拣口，能够完成对常规烟和异型（细支）烟箱的正常分拣入库;③是否能实现成品高架库二楼出库分拣线规划8条异型（细支）烟箱专用分拣口，能够完成对常规烟和异型（细支）烟箱的正常分拣出库;④是否能实现成品高架库一楼出库分拣线兼容常规烟、异型（细支）烟箱设道进行分拣;⑤是否能实现成品高架库入库码垛机器人对常规烟、异型（细支）烟箱进行码垛;⑥是否能实现成品高架库出库拆垛机器人对常规烟、异型（细支）烟箱进行拆垛;⑦是否能实现成品高架库二楼出库站台、入库口站台相互衔接新增顶升移载机、输送设备、落地设备。

3 解决现有问题，提升成品高架库异型（细支烟）出入库设备的应用效能

面对现存的诸多问题，通过南宁卷烟厂物流系统团队的通力协作，通过以下新的改造软（系统）、硬件措施得以解决。调整入库时分拣系统PLC与WCS数据交互程序，在WMS数据库中新增改造垛型标示位，重新测试PLC、机器人、WCS程序、WMS程序的运行，并对四大功能进行重新设计应用。主要软件（系统）改造具体内容如下：①在WMS系统新增异型（细支烟）基础信息（包含码垛标示）、出入库分拣道口基础数据、新增分拣设备基础信息。②新增WCS系统与PLC系统异型（细支烟）分拣道信息交互点，更改WCS系统件烟信息分道功能。③新增异型（细支烟）出入库分拣调试完成后需进行整体分拣入库功能测试和优化;更改WCS系统中件烟出库机械手分配机制;使常规烟和异型（细支烟）同时分配并出入库。④更改WCS与出入库分拣线的信息交互，使其能够辨别是否为异型（细支烟），并分配异型（细支烟）分拣至所需分拣道。

主要硬件改造具体内容如下：①成品高架库二楼出入库分拣线分道改造，对分道口、监控扫码仪、防差错扫码器、出入库输送机、提升机等辅联设备的位置改造。对各链式输送机马达及流速的重新调试及改造。②成品高架库二楼出入库机器人分拣及码垛的参数调整改造，对行程开关及限位器的重新定位、对抓取盘的尺寸及负压需求进行改造、对翻转机构的回弹位置和推压程度进行改造。③成品高架库一楼出库区新增两个条码阅读器，针对异型（细支）烟箱侧面识别一号工程码。分拣线兼容异型（细支烟）同时分拣。一楼出库口站台、入库口站台相互衔接新增顶升移载机、输送设备、落地设备。④成品高架库二楼入库区1#机器人和3#机器人对应8个分道改为可兼容常規烟箱和细支烟箱搬运分道，入库增加细支件烟，常规烟箱生产烟厂会适当减少，总量均不超过原流量设计。能够进行工业机器人和系统装配、编程、调试，能进行工艺参数更改、细支烟更换及其他辅助作业实现不同功能工作站操作的项目化设计。⑤成品库二楼出库区1#～4#机器人对应的1#～8#出库分拣线分道改为可兼容常规烟箱和细支烟箱搬运分道。入库增加细支件烟，常规烟箱生产烟会适当减少，总量均不超过原流量设计。⑥进行入库机器人码垛程序调整，1#、3#机器人需要改变细支烟码垛程序，对应的分拣道分别为1#道、2#道、3#道、4#道、9#道、10#道、11#道、12#道，8个分道码垛数量为24件，按照6件×4层的形式码垛，机器人码垛时每次从件烟来料输送机上抓取2件烟箱，然后码放到相应的左、右、左后、右后四垛位上，完成码垛。码垛时序如图1所示。⑦进行出库机器人拆垛程序调整，1#、2#、3#、4#机器人需要改变细支烟码垛程序，对应的分拣道分别为1#～8#道口。拆垛数量为24件，按照6件×4层的形式拆垛，机器人拆垛时每次从件烟来料输送机上抓取2件烟箱，然后投放至相应的左、右两个分道输送线上，完成拆垛。拆垛时序如图2所示。

4 应用效果

南宁卷烟厂成品高架库出入库设备经改造后，成品高架库入库由原来的2条异型烟道和10条常规烟入库道，改造为10条常规烟、细支烟兼容的入库道和2条异型烟入库道。成品出库从现在的人工单牌号拆垛调整为多牌号机器人拆垛，一楼出库从异型烟单牌号单条道出库调整为能够多牌号5条道出库。调整后成品高架库细支烟及异型烟出入库效率提高。

本项目实现以公司任务为导向、以技能为核心、以降本增效为目的，更加注重实效和成果的转化。该项目完成后，成品高架库出入库能力为别为456箱/h和480箱/h，效率提升约1.7倍。完全能满足未来几年广西中烟工业有限责任公司细支烟增长的需求，并减少劳务用工8人，节约人工成本，减少安全隐患，此次改造费用约100万元，较重新设计更换节约数百万元，达到降低生产成本、提高企业生产效率的目的。因此，本文的研究意义显著。

【参考文献】

【1】周涛，程钧谟，乔忠.多品种配送的库存优化模型研究[J].系统工程，2003（9）：19-23.

【2】陈兵兵.SCM供应链管理策略、技术与实务[M].北京：电子工业出版社，2004.