基于構建濾棒一體化供應鏈的技術研究方案

張國東

（許昌煙草機械有限責任公司，河南許昌 461000）

最近幾年，工業信息化技術在煙草行業中的應用已非常廣泛，提高了生產效率，降低了人工成本。根據目前煙廠車間的濾棒輸送系統設計了濾棒一體化供應鏈輸送系統，方案的主要工作內容包括實物流程以及信息流程。

1 濾棒實物流程

（1）使用的濾棒盒及使用托盤。

轉運托盤規格的選用基于濾棒裝盒尺寸、輔料庫貨位尺寸和轉運車輛內部尺寸。其中，濾棒裝盒尺寸既要最大限度地適應托盤尺寸，又要能兼顧貨車的內部尺寸，增大空間利用率。9.6m 貨柜車內部的長×寬×高為9.5 m×2.3 m×2.6 m，13 m 貨柜車內部長×寬×高為12.5 m×2.35 m×2.6 m。

濾棒由材料廠生產之后由裝盒機裝盒運輸，裝盒后的濾棒由U 型有軌穿梭車輸送，利用滑觸線提供動力，5G 技術信號覆蓋，智能調動穿梭車。將整盒濾棒輸送至濾棒盤碼盤裝置。每個紙盒上都附有二維碼信息。

碼盤裝置實現自動碼盤，每個托盤都有唯一的RFID。托盤尺寸建議選擇1 200 mm×1 000 mm×150 mm（單位：mm），碼盤方式為單層2×2模式（并排兩垛，上下兩層）。根據煙廠現有輔料庫的貨物存儲高度，將濾棒盤的平鋪高度設定為7層，高度在1 085～1 200 mm。詳見圖1。各層之間用瓦楞紙作為隔板，以增加每層之間的強度；最上層增加25 mm 厚的塑料壓板，加強整齊抗壓強度，同時也方便在轉運過程中，兩托盤能夠疊壓，提高集裝箱的使用比例。整體尺寸為：（濾棒長度120+裝盒瓦楞紙厚10）×7+托盤高度150+壓板厚度25=1085（單位：mm）。

圖1 碼盤方式

濾棒盒碼盤之后通過輸送線將已經碼垛的濾棒托盤輸送至裹膜裝置處，利用節點設備——裹膜機，將彈性塑料膜裹至成垛濾棒盒托盤的四周；經熱縮縫合上部開口，保證托盤與濾棒盤一體，包裝嚴密。

根據實際的場地狀況，設置相應的輸送線將裹完膜的濾棒托盤輸送至煙草行業材料廠的存儲固化庫。存儲固化庫利用現代自動化倉庫技術，利用信息化調度系統使用堆垛機設備將不同品規的濾棒放在不同的貨位，對庫區進行區域劃分，既方便存儲，又方便區分；在存儲過程中，濾棒的入庫時間有先后之分，倉庫管理系統完美地解決了庫存剩余的問題，進行先進先出的出庫原則，能夠自動甄別庫內物料的固化情況，優化庫內物料配置。

根據煙廠的訂單需求，配發物料，存儲固化庫完成出庫訂單，濾棒出庫。濾棒實物流轉流程見圖2。

圖2 濾棒實物流轉流程圖

利用專用小車實現貨物的自動裝車。該小車具備圖像識別能力和智能調度系統，可以自主識別路障，合理規劃路徑。小車可以進入車內智能碼垛，并排兩垛，上下兩層，即單層2×2模式裝車，多層堆積。圖像識別系統能實時拍照且回傳裝車實時照片。

完成裝車之后，安裝密碼鎖，自行設定路線，運送至煙廠。

進入煙廠，打開密碼鎖。利用小車自動卸車。該小車同樣具備圖像識別能力與智能調度系統，可以自主識別路障，合理規劃路徑；圖像識別系統實時拍照并回傳卸車實時照片。材料廠與煙廠信息云對接。

卸車小車將成垛濾棒輸送至節點設備——解膜機，該設備能夠實現多重動作，完成對外層裹膜層的拆解，并回收頂板與外層裹膜。

該處設有人工抽檢濾棒質量一次。此次抽檢決定濾棒能否進入輔料庫。

解膜機通過托盤上的RFID 對貨物自動識別，上傳到貨信息，輔料庫系統接收信息，并生成待入庫信息，為貨物入庫排隊。進入輔料庫設置庫位。

根據生產需求設置訂單，輔料庫接收訂單，設定濾棒的出庫流程，出庫。

AGV 小車將出庫的成垛濾棒輸送至卸盒機和卷接機臺。

成垛濾棒送至卸盒機處，濾棒垛自動解包裝置將整托盤的濾棒垛進行拆垛，按照卸盒機的擺放要求重新排放。卸盒機及裝盤機配合將紙盒裝濾棒更換為濾棒盤，送至濾棒庫存儲；使用時，可通過濾棒發射機自動為卷接發射濾棒。

成垛濾棒送至卷接機臺，此處有濾棒盤自動拆垛機，將濾棒盤自動拆垛。按照要求，提供給料盤轉接設備（具體方案詳見特殊濾棒供料方案），實現供料自動化。

在這兩處都可安裝一臺節點設備——濾棒垛自動解包裝置，實現平層轉移，隔板回收，順序拆垛，自動排序。

2 信息流流程

全生命周期質量管理，具有流程完整和可追溯性，實時位置數據可查，實時照片數據隨時可調閱，根據用戶需求可以保存多個時間點的信息。

裝盒機完成一次裝盤，每盤都有一個唯一的二維碼標簽。信息包含：生產日期、操作人員信息、設備型號、質檢員信息、絲束生產廠家及批次號、水松紙生產廠家及批次號；實時拍照上傳信息庫。

進入碼盤階段，利用專門設備讀取濾棒盤上的二維碼數據，并對托盤RFID 裝置進行數據填寫。同時寫入碼盤日期、碼盤設備、操作工信息、檢查員信息等；實時拍照上傳信息庫。

輸送線輸送濾棒垛到達裹膜機。

裹膜機對濾棒垛進行包裝，該處的RFID 數據讀寫設備對托盤RFID 進行數據填寫，包括所使用的裹膜材料廠家和批次號、包裹設備、操作工信息、班次、檢查員信息等見圖3。

圖3 濾棒信息流圖

托盤通過輸送線輸送至入庫庫區。庫區的RFID數據讀寫設備寫入托盤RFID，填寫入庫時間、保管員信息、入庫單據、入庫站臺、入庫貨位等。實時拍照上傳至信息庫。

有訂單需求時，生成出庫單，并出庫。庫區的RFID 數據讀寫設備對托盤RFID 填寫出庫站臺、保管員信息、出庫單等。

自動裝車小車的信息讀寫設備對托盤RFID 讀取，讀取訂單信息。根據后臺數據分析指示，小車自動識別運輸車輛信息和車輛型號，自動裝載濾棒托盤。過程信息上傳至信息庫。

裝車完成之后，運行車輛安裝加密鎖，并按照預定路線運送。

到達煙廠后，根據材料廠的傳送數據，生成自動卸車任務。小車自動識別車輛到達的月臺位置，拍照查看密碼鎖是否完整，路徑是否正確。核對無誤之后，提示接收員開鎖。卸車小車通過拍照對比材料廠照片，自主卸車。通過小車自帶的RFID讀寫設備，讀入數據，并寫入濾棒盤到達煙廠的時間、接收員信息、卸車小車信息等。

卸車小車將濾棒盤運送至解膜設備。解膜設備的RFID 讀寫設備，對托盤RFID 寫入解膜時間、解膜設備、操作員信息。實時拍照上傳至信息庫。

此處有人工抽檢濾棒質量環節，人工挑選出待抽檢的濾棒，放入專用設備進行檢測，并將檢測數據與標準數據進行對比，判定濾棒質量情況，合格將繼續向下一個環節流轉。

輸送線將解膜的濾棒盤輸送至輔料庫。站臺的RFID 讀寫設備，對托盤RFID 裝置寫入入庫站臺、保管員、入庫單、存儲貨位等。

根據訂單需求生成出庫單，到達出庫站臺。站臺的RFID 讀寫設備，對托盤RFID 裝置寫入出庫站臺、時間、保管員信息等的出庫信息。

出庫后有兩個路徑設定：一進入卷接機，二到達濾棒庫。

（1）轉運小車將成垛濾棒運送至卷接機，這里的節點設備自動拆垛機，將讀取托盤RFID 存儲的信息，與卷接機的數據信息對照。完成濾棒的使用信息流。

（2）轉運小車將成垛濾棒及卷接機使用后的剩余濾棒垛運行送至濾棒庫，使用改造卸盒機統一更換塑料盤。并將數據讀入塑料濾棒盤的RFID 中，數據繼續保留。濾棒超過兩個月自動預警，提示使用，超過三個月將退回材料廠。數據將上傳數據中心，方便后期數據分析。

3 設計特點

本系統從濾棒材料廠到煙廠生產車間構建一體化輸送系統，全面剖析了濾棒生產全過程，該方案供貨效率高，操作簡單，無需人工處理。到達煙廠后，根據實際情況由轉運小車轉運至煙廠車間物料庫，自動化程度高，保證供料的及時性、準確性；存儲庫可以保證一周的連續生產，滿足多品規的濾棒產品需求；在生產過程中，方便濾棒的追蹤和信息查詢；提高物流的準確率和流動效率，降低了人工成本；在一定程度上保證了生產現場工作環境的整潔度。

4 結束語

新型濾棒一體化供應鏈輸送系統運用自動化物流存儲技術，將濾嘴棒從生產、固化存儲、輸送、供料等生產過程實現全應用，改變了傳統的人工操作模式，提高了輸送效率，減少了工作中出現的生產事故，為濾棒生產全生命周期提供了技術支持，在煙草行業中具有較強的推廣性。