绿色包装和拼筐算法在宝鸡烟草公司异型烟分拣配送中的应用

文/张 兴

陕西省烟草公司宝鸡市公司物流分公司

针对异型烟的分拣、包装、配送环节信息化程度低、效率低、易出错的问题，陕西省烟草公司宝鸡市公司按照烟草行业绿色物流与智慧物流建设需要，开展了周转筐包装异型卷烟项目，即采用硬塑周转筐来包装和配送异型卷烟，并设计了多客户拼筐算法，实现了配送环节的物流包装循环使用与智能化管理。

陕西省烟草公司宝鸡市公司物流分公司（简称“物流分公司”）于2014年9月成立，其前身为“宝鸡市烟草公司卷烟物流配送中心”，主要工作是对辖区内要销售的卷烟进行仓储、分拣和配送。物流分公司仓库面积3100㎡，采用三层货架存储，共有货位1680个，最大储存量10080箱；分拣车间面积2100㎡，共有3条分拣线，包括异型烟手工分拣线1条。物流分公司拥有配送车辆35辆，服务宝鸡市四区八县的10914户卷烟零售户。物流分公司编制126人，实际111人，设立储配、送货、综合、财务、信息安保等五个部门。

近年来，物流分公司荣获了烟草行业“精益十佳”标兵单位、西省总工会工人先锋号、陕西省烟草系统安全生产先进集体、陕西省优秀市级烟草公司物流分公司标兵单位、 2019年行业精益现场管理十佳单位等荣誉，完成的《宝鸡烟草物流定额管理与应用》获得陕西省局科技创新成果三等奖。

项目实施背景与需求分析

包装机下线口安装工业级二维码识别系统，包装好的每一筐卷烟在下线口位置进行二维码信息读写，将客户信息、周转筐信息和卷烟信息匹配。送货员利用手持终端上的送货员移动办公系统扫描周转筐上的二维码，便可获知该筐装的客户及卷烟明细。同时，二维码也起到了对周转筐全生命周期管理的关键作用，系统可获知每个周转筐的使用次数、使用时间、在库或在途信息等信息。

2016年以来，随着人们对卷烟个性化需求加大，物流分公司的异型卷烟的销量、品规逐年快速增加。2017年较2016年异型烟销量增幅达到100%以上，2018年和2019年同比均有50%左右的增幅。截止到2019年6月，异型烟在销品规数超过127个，日均销售品规数达97个，异型烟销量占总销量比重已达17%，元春销售旺季占比高达37%。

宝鸡市烟草专卖局（公司）2016-2019年异型烟销售情况如表1所示。

表1 宝鸡市烟草专卖局（公司）2016-2019年异型烟销售情况

项目实施前，异型烟分拣后采用纸箱手工包装，不仅纸箱的用量大，包装速度慢，而且纸箱无法循环利用，造成很大浪费，不符合绿色物流发展的要求。同时，陕西省烟草公司宝鸡市公司在异型烟分拣、包装、配送环节信息化程度低，效率低，易出错，已不适应现代烟草物流业的发展。

按照烟草行业绿色物流、智慧物流建设需要，物流分公司在2020年7月开展了周转筐包装异型卷烟项目，即采用硬塑周转筐来包装和配送异型卷烟，并设计了多客户拼筐算法，实现了配送环节的物流包装循环使用与智能化管理。

解决方案

该项目结合异型烟分拣线技术改造，实现异型烟绿色包装和智能配送管理，在配合现有硬件设备改造的基础上，建设一套以周转筐二维码为核心感知手段，覆盖包装、发货、配送以及硬塑周转筐全生命周期的智能化管理模式。

项目采用硬塑周转筐作为异型烟的物流包装载体。该筐体积小，安全性能高，可折叠，可多次重复使用，使用寿命长。通过硬塑周转箱的重复回收利用，可以有效减少纸箱使用，以实际行动践行烟草行业绿色物流发展理念。

图1 异型烟周转筐使用流程图

1. 异型烟物流配送整体流程

异型烟分拣设备改造后，异型烟物流配送形成了一套流程，主要包括：卷烟入库、出库、拆烟箱、订单处理，人工烟仓补货，分拣，打码，喷码、装筐、码垛，装车、扫码、配送、空筐回收等。在现有半自动分拣系统的基础上，通过采集周转筐二维码蕴含的各类配送信息，进行数据统计分析，形成周转筐全生命周期管理、以二维码为核心感知手段的异型烟智能化管理模式。

2. 周转筐的多客户装筐流程和装筐算法

周转筐的装筐流程如下：

（1）由分拣系统完成分拣装筐流程并绑定对应的待发区；

（2）分拣系统实时提供数据（包括周转筐编号、订单、客户、商品、数量、待发区编号）给物管系统，送货员通过移动办公APP查询异型烟对应的待发区信息，以及核对周转筐及卷烟品规和数量信息。

异型烟下分拣线后，由于条烟的大小和形状各异，多个客户订购的异型烟在运输过程中很容易在周转筐中混乱。为了避免这种问题发生，可以通过对异型烟的外形尺寸建模和历史订单分析，设计异型烟一筐多户、一户多筐的拼筐算法，实现异型烟的精准拼筐。

首先，设定周转筐容量阈值为每筐30条异型烟，将筐视为承载物，而不是各个订单间的分隔标识；每个硬塑周转筐在异型烟下分拣线后，逐层自动放置到硬塑周转筐中；对于订单数量较多的客户，可以把其订购的异型烟一次放进相连的数个周转筐中。

其次，采用首尾相连的装筐形式，以线路为基本单位，将该线路的所有订单视为一个整体，依次装入各个周转筐。实际运行中，由于“送货顺序号”是送货员配送的唯一准确标识，为解决送货员分户清点繁琐、同筐卷烟码段易出差错的问题，快速辨识异型烟所属客户信息，使用喷码机给条烟喷上“送货顺序号”，即便异型烟运输中有混乱也不影响配送，可以提高送货效率和准确率。

最后，实现一筐多户、一户多筐的高效集约拼筐模式。该拼筐方法可以大幅减少周转筐的空间浪费，有效提高异型烟装筐率和配送车辆装载率；实现了异型烟周转筐多客户的快速区分，提高了送货员清点、交接的准确率和配送效率。

项目创新点

本项目采用异型烟周转筐取代纸箱配送，并在分拣、配送中实现了信息化。项目的创新点包括：

1. 通过异型烟的外形尺寸建模、历史订单分析，设计了一套能够实现异型烟一筐多户、一户多筐的拼筐逻辑算法，提高异型烟装筐率和车载率。

2. 实现订单与硬塑周转筐的信息关联。每一个周转筐拥有独立且固定的二维码，该二维码蕴含客户、订单、线路归属、周转筐编码等信息。周转筐进入包装机前，二维码识别系统读取并清空历史信息，写入新的配送信息。送货员利用移动办公技术，实施精准送货作业，提高了商零环节送货效率。

3. 采用绿色环保的硬塑周转筐，通过对其作业过程加强管理，确保硬塑周转筐可以长期、有效应用；通过硬塑周转筐的重复回收利用，有效减少热塑膜的使用，以实际行动践行烟草行业绿色物流理念。

效益显著

异型烟绿色包装和硬塑周转筐智能化管理模式在2020年实施以后，在经济效益、工作效率和社会效益等方面都取得了较高收益。

1. 经济效益

分拣完成的卷烟由AGV小车自动转运到待发区指定货位，方便送货员领取

AGV转运的周转筐整齐有序，准确率较人工转运提高25%

送货员利用移动终端获取送货任务后，可根据地面标识明确待发卷烟的具体货位，从而提高提货装车效率

项目实施以前，烟草物流主要采用纸箱包装，成本高而且会造成很大浪费。异型烟传统包装采用纸箱包装，单户单箱情况下，按照纸箱废旧回收成本计算，配送包装成本1元/个，1.1万客户年均成本超过55万元。

采用周转筐模式，由于其耐磨耐用和可反复使用的特性，加上采用并筐模式，异型烟装载量达到28条/箱，实施并筐加技术喷码区分客户，周转筐单箱成本0.1元/户/次，整体配送成本是采用纸箱成本的1/10，也就是一年的配送成本只有5.5万元，既实现了成本降低，也降低了碳排放。

2. 社会效益

硬塑筐可以重复使用，不仅满足绿色环保的要求，而且硬塑筐对卷烟的保护作用好，可大幅度减少商品的残损率。此外，异型烟智能化硬塑周转筐大方美观且可以折叠，对提高客户满意度和企业形象都有较大作用。异型烟配送使用周转筐和二维码实现智能化管理，也有利于降低企业运营成本，减少人工成本，提高工作效率。

3. 工作效率

目前，异型烟物流配送过程中，采用自动分拣设备和拥有二维码的硬塑周转筐智能管理模式，可以明显提高分拣包装和终端配送的效率，节约企业的人力成本和时间成本。应用硬塑周转筐进行多户拼筐以后，经过实际数据对比和分析，相较原有的单户单筐模式，分拣效率提高了64%，综合效率提高了66.6%。

总之，该项目的实施，不但提高了企业信息化、智能化水平，同时也为企业获得良好的社会声誉。

未来改进方向

周转筐包装异型卷烟项目实施后，能全面提升烟草物流智能化、信息化水平，对异型烟智能化管理领域的发展具有重要意义。

周转筐智能化管理模式经过一段时间运行后，获得了大量有价值的数据，可以快速统计客户的异型烟订购情况，掌握周转筐的实时使用信息和损坏情况等，获取周转筐的利用率和烟损率。下一步，这些数据将为异型烟的物流配送决策提供科学有效的支持。