提高物流库自动化生产效率

李 磊，胥国芳，姜汉栋，李潇飏，张 伟，张 曼

（湖北中烟武汉卷烟厂，湖北武汉 430040）

0 引言

随着市场经济体制不断深入发展并日趋完善，烟草行业传统的物流模式越来越不能适应新形势的要求，烟草行业企业纷纷筹建卷烟配送物流中心，以降低成本，提高卷烟配送物流的运作效率和增强竞争力。2018 年，随着湖北中烟武汉卷烟厂易地技术改造项目烟叶配方自动化物流系统生产调试运行开始，由于缓存货位小于生产所需烟包数量，生产投料一批完成后再备另外一批生产物料，将影响生产效率，导致人员、设备、能源成本的浪费。

武汉卷烟厂烟叶库的主要功能是将传统的粗放式的生产模式转为集约式的生产模式，实现烟叶精确配方、批次管理、排序投料、均匀掺兑、批次内质量控制、霉变剔除、紧急补料。通过自动化物流系统计算机系统实现对配方烟叶的统一管理WMS（Warehouse Management Systems，仓储管理系统）及调度WCS（Warehouse Control System，仓储控制系统），并与其他相关的系统实现信息集成。对各种物流实现可靠、综合的计算机运行、调度、统计、分析、管理一体化，实现物流指令快速、准确的执行及物流信息的收集、处理、传达、存储和分析，并作出正确决策以协调各业务环节，从而实现物料高效有序的流动和科学管理以满足工厂作业计划的需要。

该烟叶库位于联合工房西边，库区5 个巷道，13 500 个货位。分为入库输送系统、货架储存系统、南区二层出库系统（对应一条4000 kg/h 高档烟生产线和两条2400 kg/h 精品烟生产线）、北区二层出库系统（对应两条4000 kg/h 高档烟生产线）以及南一层紧急补料出库系统、北一层抽检和退料系统。整个自动化物流系统的控制和调度由WCS、WMS 及电控部分组成。1、2、3 号线各对应4 条缓存道，每条缓存道可缓存13 包烟叶，4、5 号线各对应2 条缓存道，每条缓存道可缓存13 包烟叶。由此可以看出1、2、3 号各条线一共可缓存52 包烟叶。实际生产中4000 kg/h 生产线生产1 万公斤时烟包50 包加4 包薄片最少也有54包，缓存道无法缓存，多余烟包会堵塞出库口。主要针对武汉卷烟厂易地技改物流库遇到的困境，积极改革和创新解决物流瓶颈，提高生产效率。

1 烟草行业物流的发展取得明显成就

（1）烟草物流制度逐渐完善。2021 年以来，为了推动烟草行业的发展，烟草管理制度推动了许多改革，而烟草物流制度的改革也在其中，尤其是在国际ISO9001 质量管理体系的推动下，烟草行业和烟草管理部门十分重视烟草物流制度的完善，尤其是对细节的把控。

（2）武汉卷烟厂人员素质结构不断优化，飞速迈进国际化一流企业。至2015 年来，武汉卷烟厂人员的素质明显提高，结构优化较为明显。首先，人员结构不断的年轻化，随着武汉卷烟厂的飞速发展，对人员的需求量不断增加，近几年每年社招大量优秀的应届本科以上毕业生，本科以上学历人员比例逐年提高。其次，与烟草物流相关的信息化人才不断增多，武汉卷烟厂物流改进后，不断培养与物流相关的操作维护及管理人员，为物流信息化程度的提高做出了贡献。

（3）湖北中烟武汉卷烟厂对自动物流、信息化技术的重视。信息化技术不断进步，并渗透到社会的各个方面，在为人们生活带来便利的同时，也推动了经济的发展。作为重要行业的烟草行业，在信息化方面取得明显成就，自动化物流得到烟草行业的重视。武汉卷烟厂在易地技改时更是把自动化物流放在重要位置，投入的设备及相关技术均达到国内一流水平。

2 存在的问题

2.1 因物流空间的限制导致烟包缓存道不足

烟叶库缓存道在设计之初，并没有预留足够大的空间，导致可缓存的烟包只够生产一批。而且未考虑薄片烟包的缓存，4000 kg/h 生产线缓存道可缓存52 包烟包，2400 kg/h 生产线缓存道可缓存26 包烟包。实际生产中4000 kg/h 生产线生产1 万公斤时烟包50 包加4 包薄片最少也有54 包，2400 kg/h 生产线生产时有28 包，缓存道无法缓存，多余烟包会堵塞出库口。

2.2 批次投料间隔时间长、生产效率低

烟叶库投料最初设计为缓存道备完一批料后才能开始投料，完全投完后才能再开始备料。在待料调试初期，生产中每批生产完后现场需等待下批烟包备料，等待时间太长，无法连续生产。1、2、3 号线平均等待时间为3 h，4、5 号线平均等待时间为2 h。投料间隔时间长造成资源的大量浪费，影响生产效率。

2.3 WMS 系统有设计缺陷

WMS 是物资管理系统的核心，是物流系统不可缺少的上位控制系统。武汉卷烟厂配方库WMS 系统的设计和现场的投料生产并不能完全结合，主要存在3 个问题：

（1）物流空间限制导致烟包缓存道可缓存数量不足。

（2）批次投料间隔时间长，生产效率低。

（3）WMS 系统投备料设计缺陷。只有当批次烟包尾包进入缓存道时才允许投料，上一批尾包离开缓存道时才能开始下一批备料。但是由于现场环境的影响，没有足够大的空间存放备料，导致每一批计划完全结束后才能开始备下一批的物料，浪费大量的时间，严重影响生产效率。

3 改进创新

3.1 优化升级WMS 系统

WMS 系统已经广泛的应用到各大仓储管理系统中，但是随着科学技术的不断发展，对物流技术的应用要求是越来越高，客户的要求各有不同，在满足检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等优点后，还需根据客户的要求升级系统的功能。

武汉卷烟厂针对缓存道投备料设计缺陷，成立“奋进”QC 小组，攻克这一难题，重新制定新的投备料规则（图1），优化WMS 系统，在原有WMS 系统的基础上制定新的投备料规则：

图1 缓存道流程

（1）建立WMS 与电控关于每条缓存道缓存状态通信。

（2）优化WMS 程序，当对应线所有缓存道满料时，多余烟包在立库等待，待空出一条缓存道后剩余烟包再出库，避免堵塞通道。

（3）设置每条缓存道状态，对进入缓存道每包烟包进行排序和标记，投料时按序号顺序出库。

（4）修改投备料条件，缓存道备满1/2 即可投料，出完1/2即可备料。生产开始时，缓存道的烟包可直接投料满足生产，缓存道空出空间后高架库的烟包可同时进行备料。

这样就实现缓存道烟包“边进边出”要求，可保证生产线的连续生产。使用配方库新投料流程，换批间隔时间缩短至0 min。

物流WMS 系统在升级优化后，其功能操作界面如图2所示。

图2 WMS 功能操作界面

3.2 系统的维护

系统维护主要是为了改正错误、扩充功能、提升系统的使用能力。系统维护包括以下4 个方面：

（1）硬件维护指主机和外设以及网络的维护。如网络连接硬件故障、网线损坏等。大型数据库可以采用双机备份的方式进行。

（2）数据维护由数据库管理员负责，如确定用户身份、定义其操作权限、修改或添加数据项以及数据词典等。系统中可以涉及到的数据维护有数据的备份和数据恢复以及用户增减、数据项的增减等。

（3）软件维护包括在实际应用过程中发现的错误以及用户需要增减的应用程序等。

（4）代码维护。当实际使用工作环境的代码发生改变，或者代码适应不了使用要求时都需要对代码进行维护。

系统维护是整个系统生命周期占重最大的一个阶段。通过前期维护已经改正系统错误和扩充系统功能，下一步将继续深入的提升系统的使用能力，对配方库出库路径进行梳理，通过设置优先级等方法提高配方库的运行效率。

4 改进后效果

2018 年11 月，湖北中烟武汉卷烟厂正式投产，物流烟叶库作为车间生产线的第一道工序，在改进后可持续不间断备料，满足制丝车间批次间连续生产。物流WMS 系统在升级优化后，功能更加多样化。可根据车间生产要求自动排列烟包顺序，一边生产一边备料，节约人工成本，提高生产效率。