異標共線卷煙分揀技術的創新與應用

文 /王起軍 賀國龍

關鍵字：柔性、效率、異標共線、卷煙分揀

一、項目背景

隨著異型卷煙銷量和品規的不斷增多，平涼煙草現有的電子標簽輔助人工分揀設備的弊端日益凸顯：設備過時老化、維修困難、人員冗多、效率低下、差錯率高，分揀設備技改勢在必行。行業目前卷煙分揀設備無論是自動化、半自動化，均采用標煙或標細煙與異型煙兩條線分揀，末端采用標準煙塑膜，異型煙采用塑膜或手工裝箱。兩條分揀設備投資較高、用工增多；塑膜包裝不符合國家環保要求。在此背景下，探索研究一條分揀設備，實現全品規卷煙共線柔性分揀的模式，既實現智慧分揀、提高效率，又達到控制成本、環保物流的目的。

二、現狀分析及存在問題

1.行業現狀調查

為了落實異標合一分揀工作，平涼公司選派人員先后赴北京、陜西西安、四川成都、浙江溫州、遼寧撫順、山東棗莊等地深入調查卷煙分揀運行模式，均采用標準煙或細標分揀共線分揀、異型煙單獨成線分揀，未采用異標合一分揀，在裝箱環節，異型煙采用塑膜包裝或人工裝箱。省內11家物流中心采用半自動線分揀，3家公司亦未實現異標共線分揀。

2.平涼現狀調查及存在問題

平涼物流中心2013年建成投入使用，承擔平涼市卷煙倉儲、分揀、配送任務，人員59人，服務零售戶9400余戶，有兩條電子標簽手工分揀設備，年分揀配送卷煙6萬箱。

表1：平涼卷煙銷量統計表

（1）異型煙品規數量增大，分揀裝箱工作耗時劇增

平涼電子標簽人工輔助分揀設備承擔每年近6萬箱卷煙的分揀任務，近年來細支煙、中支煙及其他異型煙銷量逐年上升，分揀裝箱作業時間平均達到9小時以上。2016年至2019年卷煙銷量統計數據見表1。

（2）人員偏緊、勞動強度大

分揀設備實際在崗10人，編制為14人，人員工作時間長、勞動強度大、差錯率高；分揀員工因事、因病或公休直接導致單條分揀設備陷入停滯，影響物流工作正常開展。每年銷售旺季，在增加人員的情況下，需要從早8點開始、晚上2點結束，分揀時間長，疲勞作業、人工分揀準確度下降，差錯率上升。

（3）分揀設備落后，分揀效率低

原有的分揀設備為2006年購置，設備老化、故障頻發，配件難找，致使分揀能力從9000條/小時下降為8000條/小時，下降了12%。而細支煙、異型煙分揀效率僅為900條/小時。

（4）分揀品牌受限，不能滿足工商零經營需求

電子標簽人工輔助分揀設備最大分揀能力僅支持70個品牌（規格），平涼經營卷煙品牌109個，經常有35至50個品牌需要每兩周替換投放。品牌投放不及時，影響品牌培育工作和卷煙銷量。

（5）分揀時間長，準時送貨無法保證，客戶滿意度降低

平涼送貨響應時間為35.87小時，遠高于全省平均送貨響應時間；由于分揀設備效率低下，致使現有的城區T+0送貨響應時間準確率不高，中轉車輛需要夜間行駛，安全風險大，中轉區域送貨客戶滿意度低，資金占用率高。

三、技改內容

1.技改內容總述

設計1條半自動細標一體分揀設備，單線實際分揀能力大于15000條/小時，分揀設備配置16個標準煙臥式機煙倉、50個標準煙立式煙倉和26個可調細支煙立式煙倉。設計1條異型煙分揀設備，配置28個可調異型煙立式煙倉，一組虛擬煙倉，可分揀全品規異型煙，無混倉。1臺自動貼標機，1套復合包裝機。分揀設備采用兩條直線、多層子線作業方案，可以按訂單多品種、多頻次的分揀，實現在線人工補貨、自動分揀、自動合單、自動打碼、自動包裝、自動貼標。綜合裝箱效率≥15000條/小時。改造工藝方案布局如圖1所示。

圖1 工藝方案布局圖

2.分揀設備組成

分揀設備主要由1套件煙補貨系統、2臺條煙補貨小車、16個臥式煙倉、50個立式標準煙煙倉、26個立式細支煙煙倉、28個可調異型煙煙倉、1組虛擬煙倉、分揀主線皮帶機、條煙緩存皮帶機、合單機分單機系統、空周轉箱補給輸送線、細標彈性疊煙機1臺、異型煙彈性疊煙機1臺、自動裝箱機2個工位、貼標機1臺、信息系統1套、控制系統1套、空壓機系統1套、空箱回收皮帶機1套等組成，如圖2所示。

圖2 方案設備組成圖

3.工作流程說明（見圖3）

圖3 主要工作流程

（1）細標共線分揀主線

標準煙、細支煙分揀訂單數據生成—人工件煙按序補貨、人工開箱、條煙自動補貨（臥式機大中品規）—立式機人工拆箱補煙—條煙自動分揀—自動合單—條煙自動打碼（激光打碼方式）—自動疊垛—人工上箱—自動裝箱—自動貼標—人工收煙碼盤。

（2）異型煙分揀支線

異型煙半自動分揀訂單數據生成—人工備貨—立式煙倉人工拆箱補煙—條煙自動分揀—虛擬煙倉人工拆箱人工按單揀選—自動合單—自動打碼（激光打碼方式）—自動疊垛—人工上箱—自動裝箱—自動貼標—人工收煙碼盤。

四、主要創新點

1.在全行業率先建立了卷煙全品規單條分揀設備柔性分揀模式

在工藝技術設計上，一是采用異標共線分揀思路，運用臥式機、可調立式機、混倉、虛擬倉等方式，在行業內首家實現異標卷煙共線分揀；二是通過增加子線、支線加大緩存，提高分揀效率。其中細標煙分揀主線采用“四層分揀子線”、異型煙分揀支線采用“兩層分揀子線”復合分揀技術，比舊單機分揀效率9000條/小時高出6000條/小時。實現了異標共線自動分揀、自動裝箱。該模式可滿足大于120個規格卷煙的分揀任務。分揀系統將訂單按標細煙、異型煙兩種規格進行優化分配，通過復合分揀技術，實現分揀、合單、打碼、疊煙、裝箱及貼標全過程的自動化分揀。其特點是，主線與支線分揀互為備份，可同時或錯時分揀，異型煙裝箱系統任務結束后，通過擺臂皮帶可切換為細標煙裝筐，實現兩臺裝箱系統同時裝箱，裝箱效率提升100%。

2.實現卷煙周轉筐全品規自動裝箱，該模式及相應標準均屬行業首創

在裝箱環節設計上，采用可循環利用的周轉筐，實現全品規自動裝箱，解決了行業內不能用周轉筐實現全品規卷煙自動裝箱的瓶頸，也實現了綠色環保發展理念。項目對在銷的62種品規異型煙按照規格不同進行手工模擬裝箱，共模擬出不同裝箱方式102種，按照“規格相近、合并同類”等原則整合為21種標準裝箱模式，輸入系統軟件，確定淡、旺季環境下不同的卷煙裝箱模式，在不同模式下，異型煙最小裝筐數量為12條，最多為32條，標細煙合單裝箱平均24條。

3.通過雙工位疊煙實現多單智能裝箱，提升卷煙滿筐率

送貨車輛最多可裝周轉筐180個，為盡可能滿筐，減少送貨車輛周轉頻次，平涼公司分別探索了兩種柔性裝箱模式，即在異型煙裝箱機工位上設立電子機械手和側推裝置，系統測算最佳裝箱模式，雙工位合并裝箱。為確保送貨員第一時間找到合筐裝車后的異型煙，系統設定異型煙超過4個周轉筐時強制合箱，按照異型煙裝筐15條即為滿筐計算，淡季異型煙滿筐率達到84%，旺季異型煙滿筐率達到96%；細標煙按照標準煙裝箱條數設定滿筐為25條，超過3戶時強制合筐，單筐裝箱率可達128%，滿筐率為100%。

4.采取設備利舊與更新相結合的方式降低技改成本

在技改中，充分考慮了利用原舊設備，對裝箱機、貼標機、空壓機、件煙貨架等進行改造利用，不能利用的設備調劑到有需求的單位，共計節約改造資金115萬元以上。

五、取得成效

1.實現降本增效，經濟效益凸顯

技改完成后，平涼公司由原來人員缺編到分揀用工減少2人，直接節約人工成本18萬元，特別是旺季勞動用工人數減少，降低旺季人員租賃費用12萬元以上；塑料周轉筐循環利用，可年節省塑膜包裝費及電費38萬元以上。

2.綠色循環裝箱符合新發展理念

該項目改造后末端包裝采用塑料周轉筐，全品規自動彈性裝箱技術屬行業首創，既符合行業產業政策，綠色無污染、可重復使用周轉筐，又是煙草行業目前和今后重點推廣的配送包裝模式，減少了塑料制品對環境的污染。

3.可復制可推廣價值初現

該項目被評為2019年全省精益物流一等獎，并作為2020年全省精益物流推廣項目。截至2020年9月底，已有慶陽、寶雞等數家行業內公司進行咨詢了解和參觀。在同等規模卷煙物流中心分揀設備技改方面形成了可復制可推廣的價值，為全省及全行業同等銷量的物流公司提供范例。因此，該項目前景廣闊，有較大的推廣應用價值。

4.設備效能提升，分揀效率提高

通過改造后使用一條分揀設備，進一步提高了設備效能，減少了設備空置率，消除了無效作業準備，除首尾兩頭為人工補貨和人工收貨外，中間環節全部實現自動化，分揀勞動強度大幅降低，減少了分揀人員作業時間，運行成本進一步降低，構建了和諧的勞動關系。技改完成后，異標綜合分揀效率達到15000條/小時，提升率為66.7%；單條線路分揀時長縮短20分鐘，單日分揀時長減少2小時。卷煙銷售旺季，單日分揀作業時間相比往年縮短4小時以上。

5.送貨響應及時，客我關系和諧

實行異標共線分揀提升了分揀效率，實現了物流中心所在地直送區域零售客戶實現T+0送貨，即當天訂貨、當天分揀、當天送貨。其它區域可提前一天送貨，可為零售戶節約年貨款占用利息20萬元以上，社會效益相當明顯，加上準時快速配送，客戶在途等待時間縮短，商零關系密切融洽，提高物流為客戶服務的能力和質量。

總的來說，結合設計研究及實際使用，整個分揀系統工作效率已能達到設計預定的15000條/小時，超過行業內目前異標煙分揀設備效率，很大程度上解決了目前條煙分揀和銷售之間的矛盾，是一次技術跨越和整體推進。該項目采用柔性分揀和柔性裝箱技術，尤其是采用塑料周轉筐實現全品規自動彈性裝箱技術，屬于行業首創，對年銷量10萬箱以下、采用電子標簽輔助人工分揀設備分揀的市級公司來說，隨著細支煙和異型煙銷量規格逐年增加，對于智慧分揀領域貫徹綠色循環、可持續高質量發展理念具有實際意義。該創新課題的成功應用，或可成為兄弟單位借鑒和參考的范例。