辅料高架库柔性化模式研究

邓弘立

龙岩烟草工业有限责任公司 福建省 龙岩市 364000

[摘要]在卷烟制造企业，辅料高架库作为辅料存储并向卷包车间配送的重要角色，与卷包车间生产模式的关系十分密切。一旦卷包车间生产模式发生较大变化时，辅料高架库系统需要根据变化调整出入库策略以及仓储和配送的方式等。同时目前烟草行业生产经营内外部环境不断变化，消费者的需求更加个性化、多样化、订制化[1]。但各卷烟企业的辅料高架库系统在建设时往往仅根据业务需求按部就班，不具备柔性调整能力，在面对新的功能需求或业务量变化时无法满足。本文以龙岩烟草工业有限责任公司为例，介绍如何在现有的辅料高架库中花费最小的代价改造输送设备以及优化出入库策略等，满足卷包车间现阶段的生产需求。

[关键词]：高架库 辅料 柔性化 设备改造 出入库策略

[引言]为适应现阶段卷烟制造企业的生产模式不断变化，辅料高架库逐渐向柔性化方向发展，需要精准、快速地适应生产需求的变化，对各企业的辅料高架库升级改造带来了全新挑战。

原先的辅料库仅能完成基础的仓储和配送功能，对新生产模式下产量大、辅料品种复杂等新变化无法完成业务功能上的适配，这一点在龙岩烟草工业有限责任公司一区辅料库尤为明显，因此如何在对生产影响最小的前提下对辅料库进行局部性改造变得十分关键。

1 辅料收货

1.1 一区辅料收货现状

通常的卷烟辅料物流自动化系统能够根据生产实际需求，实现卷烟辅料收货上架、辅料自动输送、机台辅料托盘自动回收、辅料自动入库、空盘组自动出入库等功能[3]。在辅料收货上架方面，由于当前卷烟牌号种类和异型烟类型的增多，辅料的种类和对应的配盘形式也越来越多，辅料从外部库收货至一区辅料高架库暂存区时，系统需要从原先的单一暂存区物料管理升级为根据不同类型的辅料分区域管理，便于辅料库仓管员配盘，这涉及到系统数据库表结构的更改以及业务逻辑的变化，在改进时需要考虑一区辅料数据库整体结构的变更风险。

1.2 辅料收货新模式

在上架时，用于异型烟生产的辅料可能与普通材料在配盘的长宽高尺寸上有差别，异型烟材料的配盘在入库外形检测时要按照新标准进行检测，此时需要新设立一个异型烟材料专用的外形检测站台，较稳妥的改进方法是在保留原先的普通配盘外形检测站台基础上，共用此站台，入库时在电控PLC程序中设定2种模式（普通配盘模式和异型烟材料配盘模式），以模式的值来控制程序进行何种检测，实现1个站台检测2种配盘的效果。

2 辅料配送

2.1 一区辅料库现状

在辅料配送方面，卷包一区当前共有19个机组共114个实际站台，在恢复生产时辅料库系统需要将辅料精确、快速地配送到所有站台，这就对辅料库系统的出入库能力和调度策略有了非常高的要求。当前龙烟一区辅料高架库共有2台堆垛机用于将辅料在出入库站台与高架库货位之间的搬运，2台穿梭车用于搬运各输送站台出入口间的辅料，若干链式输送机和辊道输送机用于辅料的传输，6台自动导引式AGV用将辅料在输送站台与卷包机组站台之间搬运。

经数据分析，在辅料配盘上架以及车间辅料呼叫的峰值时段，单台堆垛机执行出入库任务的平均效率为2.14分钟/托盘，输送设备从堆垛机卸货站台运输至AGV接货站台的平均效率为1.38分钟/托盘，单台AGV将辅料从接货站台搬运至机组站台的平均效率为4.12分钟/托盘，堆垛机和AGV的搬运效率决定了机组站台叫料的总时间。通过该数据可以算出在理想情况下，堆垛机将114托辅料送到出库站台需要花费122分钟，AGV将所有辅料输送至114个卷包机组站台需要花费78分钟，所以在恢复生产时需要消耗2个小时完成机组的叫料工作，为了减少叫料花费的总时间，堆垛机的搬运效率需要得到提高。此外，当卷包车间大批量更换牌号或收尾时余料需要返库，新牌号的物料需要同时出库，若此时配盘区也正常上架辅料，就容易出现通道堵塞[2]。

为了提高堆垛机的搬运效率，需要在原设备布局的基础上进行升级改造，改造可以从堆垛机单机设备和出入库策略两个方面开展。

2.2 堆垛机的优化改造

堆垛机的优化可以从多个方面入手，主要涉及到自动化技术、设备性能、设备维保等方面。

（1）搭建实时定位系统：利用光电管和PLC程序实时定位，确保堆垛机的定位准确，减少堆垛机载货平台上的货叉撞到货架或托盘，以此提高搬运效率。

（2）建立堆垛机运行分析和预警系统：部署监控系统，实时监测堆垛机的运行状态，包括电流、扭矩、行驶里程、速度等关键运行参数，以便设备管理人员及时发现并解决堆垛机潜在的问题。

（3）优化堆垛机预防性维护措施： 制定新的预防性维护计划，替换原有的定期对堆垛机进行检查和维护，改为利用堆垛机走行轮的行驶里程作为堆垛机维护、保养和润滑的依据，增加设备维保的科学性和及时性，能进一步降低堆垛机故障对生产造成的影响。

2.3 出入库策略的优化升级

出入库策略是整个物流系统的核心。通过分析输送路径和流量控制等关键因素，优化出入库策略，可以有效减少瓶颈和拥堵，提高辅料配送的整体效率，使辅料配送柔性化，以下是一些优化方向。

（1）动态路径规划：对辅料的出入库进行动态路径规划，首先需要搭建一套实时数据分析系统，利用实时数据监测仓库内外的物流状况，包括库存量、订单需求（任务量）等信息，之后再基于实时数据，使用路径规划算法，在辅料出入库执行过程中动态调整路径，以适应不同时间点的需求变化。

（2）智能流量控制：引入智能流量控制系统，底层设备根据仓库和生产线的实时状态，调度辅料输送设备的运行，确保各设备之间协调运作，避免高峰期出入库任务量大，同时执行时产生拥堵和冲突，使辅料高效稳定地流动。

（3）引入优先级管理：改变原先由任务产生时间决定物料出入库顺序的策略，根据订单的紧急度对各类任务设定优先级，调度系统按照优先级调度设备执行出入库任务，确保急需的辅料能够尽快出库，保障车间正常生产。

（4）搭建仓储系统实时监控反馈系统：部署实时监控系统，监测仓库内外的各个节点，及时发现并解决可能影响流程的问题，同时建立快速的反馈机制，使系统能够根据实时情况及时调整出入库策略。

上述提出的改进的出入库策略在某些异常情况下还有待进一步优化，这将是今后研究的重点工作方向[4]。

3 总结

通过对设备和软件系统的综合分析，本文提出了一系列改进方案，旨在实现辅料库柔性化的出入库策略。这些改进不仅可以提高配送效率，还能够适应卷烟生产企业日益复杂的生产计划，为企业的持续发展提供有力支持。

4 参考文献

[1]陈雷,刘捷. 柔性化生产趋势下的卷烟辅料智能配盘模式研究[C]. 中国烟草学会2018年学术年会论文集. 2018:1-9.

[2]张开荣. 辅料库物流系统分析[J]. 科学与财富,2011(12):111-111.

[3]李坤. 基于数字驱动的卷烟辅料物流系统自动化应用[J]. 物流技术与应用,2023,28(7):124-128. DOI:10.3969/j.issn.1007-1059.2023.07.021.

[4]卢冬云,程宏. 智能化入库调度策略在输送控制系统中的应用[C]. //第2届中国造纸装备发展论坛论文集. 2013:215-227.