文 / 安徽省煙草公司阜陽(yáng)市公司  許相華

本文以安徽省阜陽(yáng)市煙草公司智能物流配送中心建設(shè)為例，以倉(cāng)儲(chǔ)和分揀需求數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)和分揀的智能物流規(guī)劃設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)施信息系統(tǒng)集成，最后對(duì)該項(xiàng)目取得的收益進(jìn)行總結(jié)。

一、項(xiàng)目情況簡(jiǎn)介

安徽省阜陽(yáng)市煙草專賣局（公司）下轄6個(gè)縣級(jí)煙草專門局（營(yíng)銷部），擔(dān)負(fù)著9775平方公里的卷煙經(jīng)營(yíng)和市場(chǎng)管理工作。

近年來(lái)，安徽省煙草公司阜陽(yáng)市公司（簡(jiǎn)稱“阜陽(yáng)市公司”）物流配送中心在倉(cāng)儲(chǔ)和分揀方面，雖然也進(jìn)行了一些小范圍的改造，但仍不能滿足日益增長(zhǎng)的卷煙配送需求，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是現(xiàn)有卷煙物流配送中心及其配套面積嚴(yán)重不足；

二是信息化水平較低，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，各個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行有效集成共享；

三是配送中心主要物流設(shè)備自動(dòng)化程度低，與生產(chǎn)規(guī)模不匹配，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。

基于以上原因，阜陽(yáng)市公司于2011立項(xiàng)啟動(dòng)了新的物流配送中心建設(shè)項(xiàng)目。建設(shè)目標(biāo)是，要把卷煙物流配送中心建成信息化程度較高的、滿足遠(yuǎn)期發(fā)展需要的智能卷煙物流配送中心，充分考慮系統(tǒng)實(shí)用性、可靠性、兼容性、聯(lián)動(dòng)性，依靠先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和科學(xué)的管理，將自然環(huán)境、建筑環(huán)境與建筑技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊與信息處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用適度超前且成熟的設(shè)備和系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)降本增效。 

二、卷煙物流數(shù)據(jù)分析

為了解決卷煙配送中存在的問(wèn)題，需要建立自動(dòng)化和信息化相結(jié)合的智能卷煙配送中心，同時(shí)需要滿足近期和遠(yuǎn)期的卷煙銷售任務(wù)，提高卷煙配送效率。本項(xiàng)目以2014年阜陽(yáng)市公司的銷售數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)、分揀以及訂單數(shù)據(jù)等進(jìn)行全面分析。

1.倉(cāng)儲(chǔ)量的分析

根據(jù)《卷煙配送中心設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，Q=（A×10＋B×15＋C×25）×κ，其中Q表示總倉(cāng)儲(chǔ)量，A表示省內(nèi)煙日平均銷量，B表示鄰省煙日平均銷量，C表示其余省份煙日平均銷量，κ表示庫(kù)存量峰值系數(shù)，為1.3。由于省內(nèi)煙、鄰省煙、遠(yuǎn)省煙比例為5∶1∶4，以阜陽(yáng)市公司規(guī)劃年銷量281000大箱（1大箱=5件=250條）為標(biāo)準(zhǔn)，年工作時(shí)間為250天，每托盤30件煙來(lái)計(jì)算，得出省內(nèi)、鄰省、省外煙的每天存儲(chǔ)數(shù)如下：

省內(nèi)：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盤×50%=94PL/天；

鄰省：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盤×10%=19PL/天；

省外：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盤×40%=75PL/天。

按照省內(nèi)煙10天的存儲(chǔ)量，鄰省煙15天存儲(chǔ)量，遠(yuǎn)省煙25天的存儲(chǔ)量要求，倉(cāng)庫(kù)所需要的總貨位數(shù)量為3100貨位，取1.3的峰值系統(tǒng)，阜陽(yáng)市公司物流配送中心的總貨位數(shù)為4030個(gè)貨位，其中立庫(kù)貨位數(shù)量設(shè)計(jì)為3780個(gè)，件煙緩存區(qū)250個(gè)貨位，倉(cāng)庫(kù)卷煙總存儲(chǔ)量為24.2萬(wàn)大箱。

2.分揀量的分析

根據(jù)《卷煙配送中心設(shè)計(jì)規(guī)范》：按照年工作時(shí)間250天，每天7小時(shí)，銷量波動(dòng)系數(shù)1.2，設(shè)備綜合利用系數(shù)η=80%計(jì)算，設(shè)計(jì)年銷售量為281000大箱；

日平均分揀量：28.1×10000×250÷250=281000 條/天

日高峰分揀量：281000×1.2=337200 條/天

日高峰時(shí)段的系統(tǒng)分揀量：337200÷7=48172條/h

考慮η=80%設(shè)備綜合利用系數(shù)，則系統(tǒng)分揀效率需求為：

48172（條/h）÷80%=60215（條/h）

若配備額定分揀效率為20000（條/h）的分揀設(shè)備，按照60215（條/h）÷20000（條/h）=3.01來(lái)計(jì)算，應(yīng)配備分揀設(shè)備3 套，因此在年銷量為28萬(wàn)大箱的情況下，需要配備3條能力為20000條/h的復(fù)合分揀線。

3.訂單品牌數(shù)量

通過(guò)對(duì)銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行EIQ（E：Order Entry；I：Item；Q：Quantity）分析，即從用戶訂單、品種、數(shù)量數(shù)據(jù)出發(fā)，進(jìn)行分揀配送特性的分析。從EIQ 分析的結(jié)果分析配送中心的物流狀態(tài)，得出諸如配送中心卷煙品種的銷售情況、ABC 分類、出入庫(kù)頻次、時(shí)間特征、訂單分布情況等內(nèi)容。依此進(jìn)行物流系統(tǒng)平面布局、分揀設(shè)備配置、出入庫(kù)設(shè)備能力計(jì)算、自動(dòng)化程度等要素的設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際銷售量數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，以保證整個(gè)配送中心規(guī)劃設(shè)計(jì)合理和未來(lái)的可靠運(yùn)行。

本次主要分析的指標(biāo)包括：

（1）品種數(shù)量（IQ）

分析每一品種卷煙規(guī)格訂貨總數(shù)量的情況，用于確定ABC分類并根據(jù)此分類針對(duì)性地進(jìn)行工藝布局和設(shè)備配置。

阜陽(yáng)市公司年銷售的總品牌數(shù)量為122個(gè)，總量為54650047條；日均銷售品牌數(shù)為66個(gè)，日銷售最大品牌數(shù)為92個(gè)。前18個(gè)品牌占銷售總量的80.49%，定義為A類煙；第19到第31個(gè)品牌為9.86%，定義為B類煙；其余的定義為C類煙。

（2）品種受訂次數(shù)（IK）

分析每一品種規(guī)格訂貨的次數(shù)，確定倉(cāng)儲(chǔ)的庫(kù)存策略，分揀前緩存的策略、分揀設(shè)備的配置數(shù)量等條件。        

由于A、B類品牌受訂頻次高，分揀量大，在倉(cāng)儲(chǔ)方面考慮到出庫(kù)優(yōu)先的原則，對(duì)A、B類品牌的存放可采用靠近出庫(kù)端的方式，提高出庫(kù)效率；增加A、B品牌卷煙的緩存數(shù)量，以保證對(duì)分揀設(shè)備的持續(xù)補(bǔ)貨；在分揀方面采用自動(dòng)補(bǔ)貨系統(tǒng)，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。C類品牌由于受訂頻次少，分揀量一般，在倉(cāng)儲(chǔ)方面可考慮放置在貨架頂層，備貨采用拆垛或整托盤出庫(kù)分批次備貨的模式，分揀方面可以采用人工補(bǔ)貨的方式。

（3）訂單量（EQ）分析

分析訂單訂貨數(shù)量的情況，了解訂單的數(shù)量分布和相關(guān)比例，確定分揀后卷煙的包裝模式。

（4）訂貨量分析

一定時(shí)間內(nèi)的出貨數(shù)量總量的分析，如每日、每月、高峰日、高峰月等，分析系統(tǒng)能力需求，用于確定倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)能力、根據(jù)情況設(shè)定系統(tǒng)的冗余度。

三、物流規(guī)劃設(shè)計(jì)

基于對(duì)卷煙倉(cāng)儲(chǔ)分揀數(shù)據(jù)分析，規(guī)劃方從物流中心總體布局、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)計(jì)、件煙備貨設(shè)計(jì)、分揀設(shè)計(jì)以及整體作業(yè)流程等進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，以滿足智能物流配送的需求。

1.總體布局

如圖1所示，阜陽(yáng)市公司卷煙物流配送中心由卸車區(qū)、碼垛入庫(kù)區(qū)、拆垛出庫(kù)區(qū)、立庫(kù)區(qū)、分揀緩存區(qū)、條煙分揀區(qū)、空紙箱暫存區(qū)、發(fā)貨備貨區(qū)、異形煙打碼區(qū)和發(fā)貨裝車區(qū)等組成，滿足卷煙從入庫(kù)到打包整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化智能配送業(yè)務(wù)處理。

2.倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域的設(shè)計(jì)

倉(cāng)儲(chǔ)部分規(guī)劃設(shè)計(jì)為自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，貨位數(shù)3780，省內(nèi)煙采用整托盤收貨，經(jīng)信息錄入后，由叉車取至入庫(kù)站臺(tái)，經(jīng)輸送設(shè)備到立體倉(cāng)庫(kù)的指定貨位存放；省外煙由機(jī)器人碼垛機(jī)碼成實(shí)托盤(30件/托盤)后，經(jīng)輸送系統(tǒng)送至入庫(kù)站臺(tái)，由輸送設(shè)備送到指定貨位存放。

按照年銷售量28.1萬(wàn)箱進(jìn)行計(jì)算，機(jī)器人碼盤入庫(kù)效率為51盤/小時(shí)，出庫(kù)機(jī)器人拆垛效率為57.5盤/小時(shí)，2臺(tái)機(jī)器人拆垛效率為1200件/小時(shí)，每條分揀線的分揀效率為20000條/小時(shí)，即400件/小時(shí)。

3.件煙備貨區(qū)域的設(shè)計(jì)

件煙備貨區(qū)域采用件煙密集備貨通道、配合多層穿梭車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)緩存?zhèn)湄洝Ｆ渲?，密集備貨通道集中處理其中約占總銷量前50%的6個(gè)品規(guī)，配置1臺(tái)疊煙機(jī)，1臺(tái)補(bǔ)貨穿梭車，8組密集備貨通道，8臺(tái)拆煙機(jī)及輸送系統(tǒng)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)卷煙自動(dòng)緩存、分揀線自動(dòng)補(bǔ)煙。其余卷煙品牌作為中、小品規(guī)，采用多層穿梭車系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)緩存?zhèn)湄洠摬糠钟?臺(tái)入庫(kù)提升機(jī)、3臺(tái)出庫(kù)提升機(jī)、14臺(tái)高速件煙穿梭車、穿梭車貨架（14層）、輸送系統(tǒng)等組成。

多層穿梭車系統(tǒng)為阜陽(yáng)市公司新引進(jìn)的緩存揀選工藝，入庫(kù)提升機(jī)分別通過(guò)與輸送系統(tǒng)及貨架入庫(kù)站臺(tái)的對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)將需要存儲(chǔ)的件煙提升至貨架任意一層，也可以實(shí)現(xiàn)貨架每一層內(nèi)都存有所有中、小品牌卷煙；貨架共有14層，每層都設(shè)置有1臺(tái)高速穿梭車，各穿梭車之間獨(dú)立運(yùn)行，互不影響，高速穿梭車通過(guò)與入庫(kù)站臺(tái)對(duì)接，以貨叉形式將件煙搬運(yùn)至穿梭車載貨臺(tái)內(nèi)，通過(guò)穿梭車在該層內(nèi)的縱向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)相應(yīng)貨位，再以貨叉形式將件煙搬運(yùn)至貨架內(nèi)，完成件煙的緩存任務(wù)。分揀線產(chǎn)生補(bǔ)煙需求時(shí)，穿梭車運(yùn)動(dòng)至相應(yīng)位置，選取所需卷煙，放置于出庫(kù)站臺(tái)，出庫(kù)提升機(jī)通過(guò)與出庫(kù)站臺(tái)、輸送系統(tǒng)配合，將件煙按照實(shí)際需求排序后輸送至分揀線。方案中共設(shè)置3臺(tái)出庫(kù)提升機(jī)，一一對(duì)應(yīng)3條高速條煙分揀線，各提升機(jī)獨(dú)立工作，互不影響。

4.分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)3條高速條煙分揀線，單條分揀線主要包括2臺(tái)自動(dòng)開(kāi)箱機(jī)、10臺(tái)通道機(jī)、12組臥式分揀機(jī)（10通道/組）、2條條煙皮帶線，單線共設(shè)置130個(gè)通道。標(biāo)準(zhǔn)條煙分揀線實(shí)現(xiàn)99.9%以上自動(dòng)補(bǔ)煙、自動(dòng)開(kāi)箱，100%自動(dòng)分揀、自動(dòng)打碼、自動(dòng)裝箱及自動(dòng)貼標(biāo)；同時(shí)，設(shè)計(jì)一條異型煙分揀線，完成異型煙分揀任務(wù)。

根據(jù)上面訂單數(shù)據(jù)分析，本方案采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的高速條煙分揀技術(shù)，合理設(shè)置通道數(shù)量及設(shè)備，使系統(tǒng)既做到科學(xué)合理符合實(shí)際要求，又有一定超前性，整體設(shè)計(jì)思路突出以下幾點(diǎn)：

（1）適度自動(dòng)化：自動(dòng)上煙、自動(dòng)補(bǔ)貨、自動(dòng)分揀、自動(dòng)裝箱，自動(dòng)補(bǔ)貨量在99%以上，人員的工作量與工作強(qiáng)度基本平衡，并能體現(xiàn)勞動(dòng)效率的提高和勞動(dòng)強(qiáng)度的降低；

（2）設(shè)備分揀革新：臥式、立式、通道分揀機(jī)均采用預(yù)分揀機(jī)，具有預(yù)分揀功能，提高分揀效率；

（3）分揀原理提升：分揀單機(jī)順序下煙，基本為單機(jī)串行的工作模式改變?yōu)榉謷螜C(jī)并行預(yù)分揀、全部分揀單機(jī)為并行的工作

模式；

（4）分揀下煙姿態(tài)：下煙姿態(tài)最優(yōu)，并最高密度的布置在主分揀皮帶線上；

（5）大幅提高分揀效率：在現(xiàn)有訂單結(jié)構(gòu)下，實(shí)現(xiàn)實(shí)際不低于20000條/小時(shí)分揀效率；

（6）流程簡(jiǎn)單：所有品牌在同一條線上分揀，沒(méi)有合單過(guò)程，單品牌下煙；

（7）品牌集中度高：同一品牌固定在一個(gè)通道，便于發(fā)貨交接；

（8）出現(xiàn)品牌超多的情況，系統(tǒng)會(huì)提示操作人員，是否調(diào)整到異形煙分揀線分揀，可以有效做到極小品規(guī)作為異形煙分揀的效果。

5.作業(yè)流程設(shè)計(jì)

卷煙物流配送中心的主要工藝流程設(shè)計(jì)為：收貨→掃碼→碼盤整理→入庫(kù)→倉(cāng)儲(chǔ)管理→出庫(kù)→出庫(kù)掃碼→分揀補(bǔ)貨（件煙補(bǔ)貨）→分揀→打碼→包裝→整理→[暫存]→出貨。

為了滿足智能物流配送中心的建設(shè)要求，整個(gè)工藝流程的設(shè)計(jì)是完全信息化的過(guò)程，上位計(jì)算機(jī)按照事先設(shè)定的程序通過(guò)電氣控制使設(shè)備按一定的規(guī)律運(yùn)行，一些由人工完成的環(huán)節(jié)按計(jì)算機(jī)終端、無(wú)線終端、顯示屏的信息進(jìn)行操作，人工實(shí)施完成后通過(guò)計(jì)算機(jī)終端、無(wú)線終端、確認(rèn)按鈕等把信息傳遞到上位計(jì)算機(jī)，使整個(gè)系統(tǒng)始終處于正確的信息管理中運(yùn)行，自動(dòng)完成卷煙從入庫(kù)到出庫(kù)到分揀的業(yè)務(wù)過(guò)程。

四、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

物流園區(qū)的信息系統(tǒng)架構(gòu)，如圖3所示。配送中心物流系統(tǒng)分為決策層、管理層、業(yè)務(wù)層和控制執(zhí)行層。

決策層包括負(fù)責(zé)采集全省或者地市物流倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)行、成本等信息，并通過(guò)BI等技術(shù)進(jìn)行綜合分析，形成省級(jí)和地市級(jí)的決策數(shù)據(jù)，同時(shí)，監(jiān)控省級(jí)或者市級(jí)的物流業(yè)務(wù)運(yùn)行過(guò)程。

管理層主要負(fù)責(zé)資源、費(fèi)用、計(jì)費(fèi)、績(jī)效、綜合管控等物流項(xiàng)目的管理統(tǒng)計(jì)。

業(yè)務(wù)層包括了倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、分揀管理系統(tǒng)、運(yùn)輸管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)了物流倉(cāng)儲(chǔ)、分揀、配送的管理。

控制執(zhí)行層，負(fù)責(zé)調(diào)度和控制自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)和分揀物流設(shè)備完成上位系統(tǒng)下達(dá)的指令。

同時(shí)，物流系統(tǒng)與外部系統(tǒng)如專賣營(yíng)銷系統(tǒng)、一號(hào)工程、數(shù)字倉(cāng)儲(chǔ)、財(cái)務(wù)管理、人力資源等外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，完成整個(gè)配送中心的業(yè)務(wù)。

五、項(xiàng)目建設(shè)成效

阜陽(yáng)市公司智能配送中心建成以后，解決了倉(cāng)庫(kù)容量長(zhǎng)期不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)信息化集成，提高了物流的自動(dòng)化水平，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了差錯(cuò)率，提高了分揀配送質(zhì)量。