煙草物流配送中心成功升級改造及示范

王林生，楊耀武，單朝蘭，葉衛江，彭榜盈

（1.渭南市煙草公司，陜西　渭南　714000；2.普天物流技術有限公司，北京　100080）

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煙草物流配送中心成功升級改造及示范

王林生1，楊耀武1，單朝蘭2，葉衛江1，彭榜盈2

（1.渭南市煙草公司，陜西渭南714000；2.普天物流技術有限公司，北京100080）

介紹了陜西省渭南市煙草公司煙草物流配送中心的升級改造及示范項目的實施背景與遵循的原則，從功能分區、工藝流程、流程方案創新點幾方面對升級改造技術方案進行了詳細介紹，最后對升級改造及示范項目的實施效果進行了簡短的總結。

煙草物流；配送中心；升級改造

1　項目背景

陜西省渭南市煙草公司2013年全年銷量2萬箱，倉儲面積3 888m2，改造前普通三層貨架總儲位1 972個，最大倉儲量11 830箱。按倉儲量配置標準要求，2萬箱銷量需要16 300箱倉儲量；按5年內銷量達到25萬箱的規劃測算，需要配置18 000箱倉儲量。改造前的出入庫及拆碼垛均采用人工方式，分揀方式為立式半自動。由于倉儲量嚴重不足造成臨時堆放、移位倒盤現象嚴重。因自動化程度低，勞動強度大、作業效率低。倉儲量不足和自動化程度太低成為嚴重制約渭南煙草發展的兩大瓶頸。

2012年11月國家煙草專賣局發布了《卷煙物流配送中心建設控制指標》的通知，提出今后煙草物流配送中心主要在原址上升級改造，嚴格控制異地新建，最大限度節省土地資源，降低物流建設成本，實現可持續發展。根據渭南煙草的現狀，結合國家煙草專賣局通知精神，決定充分利用原來的聯合工房就地技改，依靠技術創新，更新落后的倉儲和分揀設備，滿足25萬箱年銷量的倉儲量需求，提高倉儲與分揀作業自動化、信息化與智能化程度。

該項目于2013年11月開始勘察設計，2014年8月入場安裝調試，同年12月投產運行。

2　升級改造遵循原則

（1）先進性。采用先進的密集存儲技術，大幅提高單位面積的儲量；依靠高速自動拆碼垛設備，實現件煙出入庫自動化；六層復合子線設計，提升分揀作業效率至行業一流水平。

（2）前瞻性。改造后，儲量滿足未來五年銷量達到25萬大箱的要求，倉儲分揀技術5年后仍處于國內一流水平。

（3）實用性。倉儲與分揀設備布局工藝簡潔、組合有序、流程順暢、緊湊合理。

（4）經濟性。以實現先進的自動化和信息化為目標，流程設計與設備選用要充分考慮性價比，使效益最大化。

（5）可拓展性。為未來發展留有余地，滿足未來規模的擴大和新技術應用。

（6）標準化。設備和軟件做到模塊化和標準化設計；碼垛垛形符合煙草行業標準，與工商聯運完全融合。

（7）綠色節能。在流程設計、設備選型及實施全過程始終追求循環利用和節能環保。

3　升級改造技術方案

按照年銷量25萬大箱的規模，充分考慮現有聯合工房的條件，適當利用原有設備，通過流程創新、技術提升、裝備更新、加大信息化等綜合措施，大幅提升倉儲存儲密度、提高自動化和信息化程度，實現綜合效益最大化。下面分別從功能分區、設備配置、工藝流程、關鍵創新點幾個方面一一介紹。

3.1功能分區

配送中心聯合工房主要由倉儲區和分揀區兩大功能塊組成。圖1左邊為倉儲區，面積3 850m2；右邊為分揀發貨區，面積2 780m2。聯合工房室內凈高8m。倉儲區內包含密集存儲區、普通貨架區、碼盤區、拆盤區、儲備一體區、條煙區。分揀發貨區包含兩條分揀線和發貨暫存區。

圖1　配送中心功能分區

各區設備配置及參數說明見表1。

表1　各區設備配置說明

3.2工藝流程

工藝流程設計圍繞總體目標，科學規劃，合理布局，做到流程順暢、動線簡潔、環節少。升級改造后的工藝流程如圖2，上部圖塊位于倉儲區，下部圖塊位于分揀區。

圖2　升級改造后的工藝流程

3.3流程方案創新點

（1）出入庫拆碼盤實現全自動化。倉儲區配置了2套全自動碼盤設備、2套全自動拆盤設備。這兩種高速全自動拆碼盤設備均為普天物流技術有限公司自行研制。件煙碼盤垛型符合煙草行業YC/T215-2007標準，即每層10件，每盤3層的縱橫垛型。件煙在入庫輸送過程中自動按5件一組，縱橫排好后送入碼盤設備。由碼盤設備的左右抱夾和升降臺協調完成碼垛工作。每個抱夾每次夾持5件煙，兩抱夾同步工作，一次碼一層，碼好一層升降工作臺下降一層高度，直至碼滿三層后，自動送至出口位，如圖3、圖4所示。拆盤過程是碼盤的逆向作業，原理相同。單臺拆垛或碼垛效率均在900件/h以上。渭南煙草使用的最新拆碼垛設備與目前煙草行業的關節機器人拆碼垛方案相比，具有效率高、成本低的優勢；與15件非標平鋪拆碼垛方案相比，解決了非標平鋪碼垛難以實現垛型標準化和工商整托盤聯運問題?？傊?，新的拆碼垛設備具有效率高、標準化、模塊化、低成本、全自動的明顯優勢。

圖3　件煙縱橫垛型

圖4　自動拆碼垛設備

（2）依靠密集存儲技術大幅增加庫容。密集存儲設備由穿梭式貨架和穿梭車組成。穿梭密集貨架實現托盤煙連續無間隔存放，穿梭車完成密集儲存道內托盤煙的搬運。由于倉儲區7.5m凈高的限制，無法采用堆垛機與穿梭車的組合模式實現全自動出入庫。我們選用配有智能終端的叉車完成碼垛設備與密集庫之間的托盤煙接駁。依靠智能終端實現叉車作業的智能導引和穿梭車換道的調度。新型穿梭車采用超薄型結構，蓄電池供電，具有無線調度、自動充電、故障報警、自動盤庫、呼叫應答等功能特點。

方案采用三層密集式穿梭貨架儲存（如圖5所示），分A、B兩個密集儲存分區。

A區：貨位數=13盤×32列×3層=1 248個貨位；

B區：貨位數=13盤×28列×3層=1 092個貨位；

利舊三層橫梁式貨架：138+102+114=354個貨位；

密集存儲區儲量：2 694貨位=16 164箱（大箱）；

倉儲區面積：48m×53m=2 544m2；

綜合存儲密度：16 164箱÷2 544m3=6.3箱/m3。

改造前后的存儲密度和儲量對比見表2。

對比可見，采用密集存儲技術后，單位面積存儲量6.3箱/m2遠大于煙草行業標準的4.2箱/m2要求。升級改造后的總儲量由密集庫區的16 164箱，儲備一體區的640箱，拆盤區緩存、零煙區幾部分組成總倉儲量基本達到未來年銷量25萬大箱的1.8萬大箱倉儲量要求。

表2　改造前后的存儲密度與儲量

圖5　密集存儲

密集倉庫區應用數字化倉儲技術，采用集中管理、分散控制的方式對卷煙入庫、出庫、儲位優化、儲位盤點實施信息化管理，統一調度，實現卷煙存儲量最大化，提高了作業效率和準確度。密集存儲區主要存放大品規、中品規卷煙，貨架區主要存放小品規卷煙和大品規卷煙的余數盤，并根據實際使用情況進行不定期儲位優化調整。

（3）六層子線高速分揀。設計了2條高速自動復合分揀線，每條線均由臥式機和立式機組合而成。每條線包含六層子線、自動開箱機、自動補煙小車、自動包裝、自動貼標設備，基本實現分揀全自動化功能。突破了高速分揀的在線合單技術，通過多子線并行分揀、S回環、動態換倉、智能控制等先進技術，使每條分揀線公稱分揀能力達到30 000條/h，考慮系統綜合利用系數，實際分揀能力在24 000條/h以上，達到目前國內地市級煙草物流配送中心在線合單條件下的實際最高效率。系統分揀差錯率＜1/100 000，系統條煙破損率＜1/100 000，系統穩定性＞98%。按照每日7個小時計算，日分揀能力為300 000條，可以在一班制的情況下實現年銷量30萬箱，滿足設計年銷量25萬箱的需求。

（4）儲備一體化。高速分揀對件煙持續補貨能力要求很高，本項目在倉儲區規劃了融件煙備貨儲存與自動分揀融為一體的多功能儲備一體區（如圖6所示）。架設在鋼平臺上面，鋼平臺下層用于安裝自動拆盤設備，使有限的倉儲空間得到充分利用。件煙儲備與分揀采用低功耗倍速鏈，實現了件煙儲備一體、動態補充、有序補貨的新模式。儲備一體系統共4層，80個道，可緩存件煙3 200件。儲備一體系統保證了高速分揀件煙的持續備貨補貨需求。

在鋼平臺下面，安裝有與儲備一體配套的2套自動拆盤設備，2個整托盤上件口，1套空托盤自動碼盤機。另配置1個人工拆盤上件口備用。整托盤煙經自動拆盤設備拆成件煙，件煙沿爬坡皮帶機輸送至上層儲備一體區。

圖6　儲備一體

（5）拉動式自動處理策略。本系統從條煙分揀開始，逐級向上發出補貨請求，確保各環節補貨的實時響應，避免了推動式補貨帶來的堵塞風險。

（6）全程實時感知和監控。本項目是一個復雜系統，各環節的正常工作和環節之間的準確及時交接是保證系統效率的核心。本方案通過傳感設備及監控系統，實現了卷煙從入庫到分揀完畢全過程的實時狀態及位置的感知和監控。通過強大的軟件診斷及糾錯技術，能及時復核件煙和條煙流動過程正常與否，及時發現故障，準確定位，快速解決，保障系統作業效率和準確率的實現。通過計算機貨位布置圖，可直觀掌握貨位的狀態和使用情況，并通過集中監控平臺實現與訪銷系統、配送管理系統等物流中心其他系統的集成及接口管理，使物聯網技術在煙草物流中心得到充分應用。例如在件煙傳輸過程中，在多個關鍵環節采用掃描器進行復核，確保出庫的準確性。

（7）節能環保設計，實現綠色物流理念。首先，在系統設計上尋求效率和能耗的最佳平衡。通過拉動式補貨策略的應用和物流動線的優化，避免了不必要的等待和搬運。其次，本方案所有的系統和動力機構均采用智能啟停的設計方式，有效降低能耗、噪音和磨損，實現全系統的節能環保，創造了舒適、綠色的生產環境。

4　示范效果總結

渭南煙草物流配送中心升級改造工程響應國家煙草專賣局《卷煙物流配送中心建設控制指標》的通知精神，充分利用舊的聯合工房、三層貨架等存量資產，節約了稀缺的土地資源和投資。通過流程創新、技術創新等多項新技術、新設備，成功實施了國家煙草專賣局通知發布后的首批工程示范，使儲量增加到1.8萬箱，儲量增幅50%；實際分揀效率達到24 000條/h，達到國內地市級分揀效率最高水平；在庫房凈高限制的條件下，自動化程度也提高了30%以上；實現了投資回報率最大化；系統設備實現了高度標準化和模塊化。該項目正式投產以來，設備運行穩定，各項指標都達到滿意的效果，成為國家煙草專賣局《建控》通知下發后的首批成功示范項目。

Demonstration of Successful Upgrading and Transformation of Tobacco Logistics Distribution Center

Wang Linsheng1，Yang Yaowu1，Shan Chaolan2，Ye Weijiang1，Peng Bangying2
（1. Weinan Tobacco Company， Weinan 714000； 2.Potevio Logistics Technology Co.， Ltd.， Beijing 100080， China）

In this paper， we introduced the background of and the principles followed in the demonstration project of the upgrading andtransformation of the Shaanxi Weinan Tobacco Company Tobacco Logistics Distribution Center， then introduced in detail the functionaldivision， technical process and innovation of the project， and at the end， briefly summarized its effect.

tobacco logistics； distribution center； upgrading and transformation

F426.89；F252

A

1005-152X（2016）01-0159-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.01.042

2015-12-13

王林生（1965-），男，陜西咸陽人，經濟師，研究方向：煙草物流集成管理；楊耀武（1968-），男，陜西合陽人，經濟師，研究方向：煙草物流成本控制；單朝蘭（1971-），男，浙江東陽人，碩士，高級工程師，研究方向：物流工程技術管理；葉衛江（1971-），男，河南正陽人，物流師，研究方向：煙草物流工藝規劃；彭榜盈（1956-），男，河南靈寶人，教授級高工，研究方向：物流自動化。