基于标准烟分拣线技术改造的异标共线研究与应用

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摘要：本文以四川省烟草公司绵阳市公司物流中心技改项目为例，通过对现场分拣设备实际情况以及卷烟销售业务情况的充分研究分析后，并充分考虑适应未来发展变化，采取以“利旧+新增”的设备组合模式，以适应“粗中细”三种主力品规的增减变化需求，实现异标卷烟占比能大能小、品类分拣产能可高可低；以峰值能力为侧重，兼顾日常需求，满足多模式运行需要，在原标准烟分拣线上进行技术改造并投入使用，避免重复投资，最终实现异标共线多模式分拣。

关键词：技术改造；多分拣模式；异标共线

作者：薛帅1 邹勇2 刘勇1

1普天物流技术有限公司

2四川省烟草公司绵阳市公司

一

引言

2017年前，各地市烟草物流中心在新建卷烟分拣线时主要考虑解决标准卷烟的自动化分拣问题。但2017年后，异型卷烟的品规和销量均呈现出了较大增长，标准卷烟的品规和销量出现了下降，造成新建的标准卷烟分拣设备分拣产能冗余，无法发挥其应有的能力。基于此原因，一些地市烟草物流中心结合自身的卷烟销售业务情况及卷烟分拣设备实际情况，对当前标准卷烟的分拣设备进行全品规改造，以适应提高异型卷烟的自动化分拣占比，从而整体提高卷烟的分拣效率，减少分拣作业总时长。

四川省烟草公司绵阳市公司物流中心技改项目，通过研究现场分拣设备及卷烟销售业务，采用“利旧+新增”设备组合模式，适应“粗中细”三种主力品规变化需求，实现异标卷烟占比及品类分拣产能灵活调整。项目侧重峰值能力，兼顾日常需求，满足多模式运行，避免重复投资，最终实现异标共线多模式分拣。

二

现场现状调研

四川省烟草公司绵阳市公司物流中心现有2条建于2013年的标准烟分拣线（如图1），设计和实际分拣效率均为15000条/小时。基于绵烟烟草物流中心目前生产经营面临的实际问题，兼顾行业物流未来发展需求，需要对现有1号标烟分拣线技术改造，实现纯标准烟分拣模式向异标共线分拣模式的转变，实现分拣作业柔性调度，以提升异型卷烟分拣能力，降低员工劳动强度，延续现有设备使用寿命。

图1 分拣线现状

三

技术改造目标

技改可实现异标共线且多种分拣模式，不同的分拣模式下的分拣效率需达到如下要求：

1.纯标准烟分拣效率与技改前保持不变，分拣效率：≥15000条/小时。

2.全品规分拣效率（标准烟、细支烟、中支烟、类标烟）：≥12000条/小时。

3.异型烟（细支烟、中支烟、类标烟、特异型烟）分拣模式分拣效率：≥6000条/小时。

各类卷烟的尺寸数据如表1所示，异型烟指除标准烟以外的卷烟。

表1 卷烟分类表

四

技术改造研究

1.订单数据分析

根据对绵阳市2022年12月至2023年2月提取的工作日异型烟分拣数据进行详细分析，分析结果如表2所示。由表2可知，异型烟品规日均配送品规64个，最大日配送品规75个，最少日配送品规49个。异型烟平均销量107110条/天，最大日销量326585条，最小日销量36911条。

表2 工作日异型烟分拣数据统计汇总表（2022年12月-2023年2月）

基于ABC分类法，将各品规卷烟按销售量从大到小排序，并计算累计销售量，根据累计销量所占百分比分类。分类结果如表3所示，A类共5种品规，占总销量的47.83%；B类共27种品规，占总销量41.70%；C类共67种品规，占总销量的10.47%。

表3 各类卷烟销售量统计表

根据订单数据分析，如图2所示，主要销量集中在少部分品规，前10种品规占据销量64.36%（细支烟4个品规占比32.72%，中支烟5个品规占比26.52%，类标烟1个品规占比5.12%），前20种品规占据销量80.05%，前30种品规占据销量88.26%，剩余69种品规仅占据销量11.74%。

因此在技术改造设计时可根据不同的品规数占比选择适当数量的卧式机烟仓和立式机烟仓进行搭配作业，可合理提高分拣效率。

图2 品规销量图

2.总体布局规划

根据现有旧标准烟分拣设备布局情况和现场所剩空间综合考虑，在原1号标准烟分拣线上新增一组卧式机烟仓，用于分拣大品规细支烟和中支烟；在卧式机内侧增加一条异型烟立式机分拣线，用于分拣剩余品规细支烟、中支烟、类标烟以及特异型烟；在新增的立式机分拣线尾端新增全品规包装机1套；现有打码机（利旧）1套，贴标机1套（利旧）。此模式不但可以满足当前分拣作业生产的需要，也可发挥分拣设备及分拣技术柔性，实现卷烟的多模式分拣，布局如图3所示。

图3 布局图

3.分拣策略

（1）线路波次拆分

信息管理系统对按波次接收的上层数据进行统计分析，按配送线路形成线路批次分拣计划，每条线路的订单按“先送后装车、后送先装车”或其他规则形成分拣顺序。

（2）分拣线的策略

分类处理、分段合并、统一暂存。按照分类处理、分段合并、统一合单原则，通过在旧1号标准烟分拣线旁边增加对异型烟分拣主线和烟仓的方式，提高面积利用率。新增异型烟分拣线易采用单线作业方案，异型烟单独打码，不影响标准烟分拣效率的同时，提高异型烟分拣效率，异型烟可单独叠垛，也可和标准烟合垛从同一台包装机上连续按序出包，按序码盘，保证线下装车效率。

（3）设备功能策略

在旧1号线标准烟卧式机旁边新增1组卧式机烟仓实现大品规中支烟、细支烟人工上货，自动传输，人工开箱，自动补仓，自动分拣，提高分拣作业效率。在旧1号线内侧新增1条异型烟分拣线实现类标烟、细支烟、中支烟、特异型烟人工开箱，人工补仓，自动分拣。旧1号分拣线有2台标准烟包装机，拆除1台，利旧1台，拆除区域新增1台全品规卷烟包装机，实现标准烟、类标烟、细支烟、中支烟、特异型烟的全品规包装。

（4）信息系统策略

技术改造后，通过信息系统的调度，可实现原1号分拣线和外挂的异型烟分拣线的独立分拣或同时分拣；标准烟分拣时可同时进入新全品规卷烟包装机和旧标准烟包装机；异型烟分拣时使用新全品规包装机，可单独叠垛包装，也可以和标准烟合垛叠烟。信息系统实现智慧分拣系统柔性分配、调度，达到产能均衡。

表4 烟仓配置规划数据表

4.分拣线设备配置

（1）烟仓配置

根据数据分析结果及卷烟分拣特性，对技术改造所需烟仓配置进行规划，各类卷烟烟仓配置如表4所示。细支烟共42个品规，配置卧式机烟仓8仓分拣细支烟前8个品规，配置立式机烟仓32仓进行分拣剩余的34品规；中支烟共17个品规，配置立式机烟仓12仓分拣中支烟前12个品规，配置2个电子标签虚拟烟仓分拣剩余5个品规；类标烟共17个品规，配置立式机烟仓16仓分拣全部类标烟；特异型烟共23个品规，配置18个电子标签虚拟烟仓分拣全部特异型烟。

根据上述烟仓配置研究分析，最终确定1号线技改烟仓配置，即：新增卧式机烟仓8个烟仓，主要用来分拣大品规细支烟，同时1号线内侧新增1条异型烟分拣线，配置60个立式机烟仓和20个电子标签虚拟烟仓，分别用于分拣中支烟、类标烟、中小品规细支烟及特异型烟。

表5 包装模式对比表

（2）包装设备配置

目前行业包装设备主要分为：热收缩膜包装机、冷膜包装机、弹性箱/布袋包装机、周转箱包装机。包装模式对比如表5所示。

通过上述对比分析，热缩膜包装设备初期投资较低，但存在环保问题。

冷膜包装设备虽然各厂家开展了系列包装实验，论证可降解收缩膜材料的包装可行性，但现在处于技术初期，材料成本价格较高，包装工艺技术不成熟，无成功案例。

循环箱式（弹性箱/布袋、周转箱、软塑箱）需要增加包装机的初期投资，还需要一次性增加空循环箱补给系统初期投资，初期投资额差距较大，另外循环箱模式需设计专用回收场地，占地面积较大，现场已无场地供循环箱存放。采用循环箱方式，送货员需回收、清点、整理和归集，送货交接时间平均增加2分钟/户，日均增加3.2小时工作时间，劳动强度大，同时影响送货效率和客户满意度。

综上所述，技术改造采用循环箱包装方式在技术上可行，存在绿色、环保优点，但技术改造投资费用大，占地面积大，后期运营成本高，存在管理难度，对配送交接时效和人员劳动强度也会产生一定影响。因此，技术改造将继续使用热缩膜包装机。

（3）设备最终配置

综上所述，在原1号标准烟分拣线增加一组卧式机烟仓，分拣细中烟，在分拣线内侧增加一条异型烟立式机分拣线，配置细标烟立式烟仓30个，异型烟立式烟仓24个，下落侧推式立式烟仓6个，配置条烟皮带机输送系统1套，打码机1套（利旧）；全品规包装机1套；贴标机1套（利旧）。设备配置布局如图4所示。

图4 设备配置布局图

5.分拣工艺流程

（1）标准烟分拣流程

如图5所示，纯标准烟分拣流程与技改前保持不变，即标准烟件烟被输送到对应的开箱口，人工开箱，补货小车自动将条烟补充到对应的卧式机烟仓中，卧式机烟仓自动分拣，分拣系统自动合单，自动打码，打码后自动进入下线口两个包装机中自动叠烟包装，自动包装后自动贴标。

图5 标准烟分拣动线图

（2）异标共线分拣流程

异标共线分拣动线如图6所示。标准烟件烟被输送到对应的开箱口，人工开箱，补货小车自动将条烟补充到对应的卧式机烟仓中，卧式机烟仓自动分拣；使用卧式机烟仓分拣的细支烟及中支烟由人工从仓库托盘运输至分拣线旁，人工按分拣需求将细支烟或中支烟件烟补充至件烟输送线，人工开箱，补货小车自动将条烟补充到对应的卧式机烟仓中，卧式机烟仓自动分拣；小品规的标准烟件烟及异型烟件烟由人工从仓库托盘运输至分拣线旁，人工开箱，根据立式机烟仓条屏显示，填仓人员取出相应的卷烟，放入对应的立式机烟仓，立式机烟仓自动分拣。分拣系统自动合单，自动打码，订单中标准烟进入旧包装机自动叠烟包装，异型烟进入新包装机中叠烟包装，包装完成后分别自动贴标。

图6 异标共线分拣动线图

（3）异型烟分拣流程

异型烟分拣动线如图7所示。使用卧式机烟仓分拣的细支烟及中支烟由人工从仓库托盘运输至分拣线旁，人工按分拣需求将细支烟或中支烟件烟补充至件烟输送线，人工开箱，补货小车自动将条烟补充到对应的卧式机烟仓中，卧式机烟仓自动分拣；其余品规异型烟件烟由人工从仓库托盘运输至分拣线旁，人工开箱，根据立式机烟仓条屏显示，填仓人员取出相应的卷烟，放入对应的立式机烟仓，立式机烟仓自动分拣。分拣系统自动合单，自动打码，异型烟进入新包装机中叠烟包装，包装完成后自动贴标。

图7 异型烟分拣动线图

6.技改后工作效率核算

按照条烟分拣效率计算，每个子线拆分订单后面必须要加上一段空白，一是合单摆臂需要时间，另一方面是防止条烟窜位出现窜单现象。目前，订单之间的单个空白长度为1.4米～2.1米，订单内的单个空白长度为1.2米左右。条烟平均输送速度为1.05米/秒，条烟平均宽度为0.09米，理论合单分拣效率为3600×1.05/0.09=42000条/小时。综上分拣效率计算原理为：

分拣效率计算公式为：

根据销售数据分析获知各品规类卷烟平均订单条数如表6所示。

表6 品规卷烟占总比及平均订单条数

根据平均订单条数对分拣效率进行测算。标准烟分3层子线分拣，订单内空白长度数量为2,标准烟分拣使用新旧2台包装机2个入口叠烟，因此，标准烟分拣效率测算如下：

日常时订单长度有增减，以及其他原因，可能会造成分拣效率下降，但不低于15000条/小时，满足技术改造目标设定值。

全品规分拣时使用两台包装机进行包装，分拣包装时标准烟29.3条可分为25+4.3，其中25条采用原标准烟包装机进行包装，单独一包，剩余4.3条标准烟进新安装的全品规包装机，与细支烟、类标烟共同进入一个入口，剩余中支烟及特异型烟进入另外一个入口叠烟，采用标准烟或细支烟为底层，中支烟、特异型烟在上层的叠烟方式。全品规分拣效率（标准烟、细支烟、中支烟、类标烟、特异型烟）测算如下：

日常时订单长度有增减，以及其他原因，可能会造成分拣效率下降，但不低于12000条/小时，满足技术改造目标设定值。

异型烟分3层子线分拣，订单内空白长度数量为2,异型烟分拣使用新配置的1包装机2个入口叠烟，细支烟、类标烟共同进入一个入口，剩余中支烟及特异型烟进入另外一个入口叠烟，采用细支烟为底层，中支烟、特异型烟在上层的叠烟方式。异型烟（细支烟、中支烟、类标烟、特异型烟）分拣模式分拣效率测算如下：

日常时订单长度有增减，加上其他原因，可能会造成分拣效率下降，但不低于6000条/小时，满足技术改造目标设定值。

五

技术改造应用

根据上述一系列数据分析、布局研究、策略研究和设备配置研究，最终确定了实施方案，并于2024年1月在四川省公司绵阳市公司物流分公司完成技改并投入使用。

通过对旧1号标准烟分拣线技术改造，实现异标合一且多种模式分拣。经测试，标准烟分拣模式的分拣效率≥15000条/小时，全品规（标准烟、细支烟、中支烟、类标烟、特异型烟）分拣模式的分拣效率≥12000条/小时，异型烟（细支烟、中支烟、类标烟、特异型烟）分拣模式的分拣效率≥6000条/小时，达到技术改造目标值设定，最终通过项目验收。

六

结论

通过对绵阳烟草物流中心标准烟分拣设备进行技术改造的研究和应用，最终成功实现异标卷烟共线且多模式分拣，既满足峰值需求，又兼顾日常需求，提高了异型烟卷烟分拣效率，降低分拣作业总时长，缓和了异型烟分拣和销售之间的矛盾，为其他地市原址技改提供理论依据和实践经验。

———— 物流技术与应用 ————

编辑、排版：王茜

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