文 / 安徽省煙草公司阜陽(yáng)市公司 許相華
本文結合安徽省阜陽(yáng)市煙草公司物流配送中心智能物流建設的需要，針對卷煙配送現狀，在卷煙存儲、分揀以及訂單數據分析的基礎上，進(jìn)行倉儲、分揀作業(yè)流程設計和信息化集成設計，以滿(mǎn)足智能物流配送的要求。
本文以安徽省阜陽(yáng)市煙草公司智能物流配送中心建設為例，以倉儲和分揀需求數據為依據，進(jìn)行倉儲和分揀的智能物流規劃設計，進(jìn)而實(shí)施信息系統集成，最后對該項目取得的收益進(jìn)行總結。
一、項目情況簡(jiǎn)介
安徽省阜陽(yáng)市煙草專(zhuān)賣(mài)局（公司）下轄6個(gè)縣級煙草專(zhuān)門(mén)局（營(yíng)銷(xiāo)部），擔負著(zhù)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(chēng)“阜陽(yáng)市公司”）物流配送中心在倉儲和分揀方面，雖然也進(jìn)行了一些小范圍的改造，但仍不能滿(mǎn)足日益增長(cháng)的卷煙配送需求，主要表現在以下幾個(gè)方面：
一是現有卷煙物流配送中心及其配套面積嚴重不足；
二是信息化水平較低，信息孤島現象嚴重，各個(gè)系統沒(méi)有進(jìn)行有效集成共享；
三是配送中心主要物流設備自動(dòng)化程度低，與生產(chǎn)規模不匹配，作業(yè)人員勞動(dòng)強度大。
基于以上原因，阜陽(yáng)市公司于2011立項啟動(dòng)了新的物流配送中心建設項目。建設目標是，要把卷煙物流配送中心建成信息化程度較高的、滿(mǎn)足遠期發(fā)展需要的智能卷煙物流配送中心，充分考慮系統實(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)、計算機技術(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)相結合，應用適度超前且成熟的設備和系統，最終實(shí)現降本增效。
二、卷煙物流數據分析
為了解決卷煙配送中存在的問(wèn)題，需要建立自動(dòng)化和信息化相結合的智能卷煙配送中心，同時(shí)需要滿(mǎn)足近期和遠期的卷煙銷(xiāo)售任務(wù)，提高卷煙配送效率。本項目以2014年阜陽(yáng)市公司的銷(xiāo)售數據為基礎，對倉儲、分揀以及訂單數據等進(jìn)行全面分析。
1.倉儲量的分析
根據《卷煙配送中心設計規范》規定的計算公式進(jìn)行計算，Q=（A×10＋B×15＋C×25）×κ，其中Q表示總倉儲量，A表示省內煙日平均銷(xiāo)量，B表示鄰省煙日平均銷(xiāo)量，C表示其余省份煙日平均銷(xiāo)量，κ表示庫存量峰值系數，為1.3。由于省內煙、鄰省煙、遠省煙比例為5∶1∶4，以阜陽(yáng)市公司規劃年銷(xiāo)量281000大箱（1大箱=5件=250條）為標準，年工作時(shí)間為250天，每托盤(pán)30件煙來(lái)計算，得出省內、鄰省、省外煙的每天存儲數如下：
省內：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盤(pán)×50%=94PL/天；
鄰?。?81000箱/年/×5÷250天÷30件/托盤(pán)×10%=19PL/天；
省外：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盤(pán)×40%=75PL/天。
按照省內煙10天的存儲量，鄰省煙15天存儲量，遠省煙25天的存儲量要求，倉庫所需要的總貨位數量為3100貨位，取1.3的峰值系統，阜陽(yáng)市公司物流配送中心的總貨位數為4030個(gè)貨位，其中立庫貨位數量設計為3780個(gè)，件煙緩存區250個(gè)貨位，倉庫卷煙總存儲量為24.2萬(wàn)大箱。
2.分揀量的分析
根據《卷煙配送中心設計規范》：按照年工作時(shí)間250天，每天7小時(shí)，銷(xiāo)量波動(dòng)系數1.2，設備綜合利用系數η=80%計算，設計年銷(xiāo)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)段的系統分揀量：337200÷7=48172條/h
考慮η=80%設備綜合利用系數，則系統分揀效率需求為：
48172（條/h）÷80%=60215（條/h）
若配備額定分揀效率為20000（條/h）的分揀設備，按照60215（條/h）÷20000（條/h）=3.01來(lái)計算，應配備分揀設備3 套，因此在年銷(xiāo)量為28萬(wàn)大箱的情況下，需要配備3條能力為20000條/h的復合分揀線(xiàn)。
3.訂單品牌數量
通過(guò)對銷(xiāo)售數據進(jìn)行EIQ（E：Order Entry；I：Item；Q：Quantity）分析，即從用戶(hù)訂單、品種、數量數據出發(fā)，進(jìn)行分揀配送特性的分析。從EIQ 分析的結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(xiāo)售情況、ABC 分類(lèi)、出入庫頻次、時(shí)間特征、訂單分布情況等內容。依此進(jìn)行物流系統平面布局、分揀設備配置、出入庫設備能力計算、自動(dòng)化程度等要素的設計，同時(shí)根據實(shí)際銷(xiāo)售量數據進(jìn)行仿真驗證，以保證整個(gè)配送中心規劃設計合理和未來(lái)的可靠運行。
本次主要分析的指標包括：
（1）品種數量（IQ）
分析每一品種卷煙規格訂貨總數量的情況，用于確定ABC分類(lèi)并根據此分類(lèi)針對性地進(jìn)行工藝布局和設備配置。
阜陽(yáng)市公司年銷(xiāo)售的總品牌數量為122個(gè)，總量為54650047條；日均銷(xiāo)售品牌數為66個(gè)，日銷(xiāo)售最大品牌數為92個(gè)。前18個(gè)品牌占銷(xiāo)售總量的80.49%，定義為A類(lèi)煙；第19到第31個(gè)品牌為9.86%，定義為B類(lèi)煙；其余的定義為C類(lèi)煙。
（2）品種受訂次數（IK）
分析每一品種規格訂貨的次數，確定倉儲的庫存策略，分揀前緩存的策略、分揀設備的配置數量等條件。
由于A(yíng)、B類(lèi)品牌受訂頻次高，分揀量大，在倉儲方面考慮到出庫優(yōu)先的原則，對A、B類(lèi)品牌的存放可采用靠近出庫端的方式，提高出庫效率；增加A、B品牌卷煙的緩存數量，以保證對分揀設備的持續補貨；在分揀方面采用自動(dòng)補貨系統，降低操作人員的勞動(dòng)強度。C類(lèi)品牌由于受訂頻次少，分揀量一般，在倉儲方面可考慮放置在貨架頂層，備貨采用拆垛或整托盤(pán)出庫分批次備貨的模式，分揀方面可以采用人工補貨的方式。
（3）訂單量（EQ）分析
分析訂單訂貨數量的情況，了解訂單的數量分布和相關(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)間內的出貨數量總量的分析，如每日、每月、高峰日、高峰月等，分析系統能力需求，用于確定倉儲系統、分揀系統能力、根據情況設定系統的冗余度。
三、物流規劃設計
基于對卷煙倉儲分揀數據分析，規劃方從物流中心總體布局、倉儲設計、件煙備貨設計、分揀設計以及整體作業(yè)流程等進(jìn)行規劃設計，以滿(mǎn)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(chē)區、碼垛入庫區、拆垛出庫區、立庫區、分揀緩存區、條煙分揀區、空紙箱暫存區、發(fā)貨備貨區、異形煙打碼區和發(fā)貨裝車(chē)區等組成，滿(mǎn)足卷煙從入庫到打包整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化智能配送業(yè)務(wù)處理。
2.倉儲區域的設計
倉儲部分規劃設計為自動(dòng)化立體倉庫，貨位數3780，省內煙采用整托盤(pán)收貨，經(jīng)信息錄入后，由叉車(chē)取至入庫站臺，經(jīng)輸送設備到立體倉庫的指定貨位存放；省外煙由機器人碼垛機碼成實(shí)托盤(pán)(30件/托盤(pán))后，經(jīng)輸送系統送至入庫站臺，由輸送設備送到指定貨位存放。
按照年銷(xiāo)售量28.1萬(wàn)箱進(jìn)行計算，機器人碼盤(pán)入庫效率為51盤(pán)/小時(shí)，出庫機器人拆垛效率為57.5盤(pán)/小時(shí)，2臺機器人拆垛效率為1200件/小時(shí)，每條分揀線(xiàn)的分揀效率為20000條/小時(shí)，即400件/小時(shí)。
3.件煙備貨區域的設計
件煙備貨區域采用件煙密集備貨通道、配合多層穿梭車(chē)系統，實(shí)現所有標準的自動(dòng)緩存備貨。其中，密集備貨通道集中處理其中約占總銷(xiāo)量前50%的6個(gè)品規，配置1臺疊煙機，1臺補貨穿梭車(chē)，8組密集備貨通道，8臺拆煙機及輸送系統等設備，實(shí)現卷煙自動(dòng)緩存、分揀線(xiàn)自動(dòng)補煙。其余卷煙品牌作為中、小品規，采用多層穿梭車(chē)系統進(jìn)行自動(dòng)緩存備貨，該部分由3臺入庫提升機、3臺出庫提升機、14臺高速件煙穿梭車(chē)、穿梭車(chē)貨架（14層）、輸送系統等組成。
多層穿梭車(chē)系統為阜陽(yáng)市公司新引進(jìn)的緩存揀選工藝，入庫提升機分別通過(guò)與輸送系統及貨架入庫站臺的對接，可實(shí)現將需要存儲的件煙提升至貨架任意一層，也可以實(shí)現貨架每一層內都存有所有中、小品牌卷煙；貨架共有14層，每層都設置有1臺高速穿梭車(chē)，各穿梭車(chē)之間獨立運行，互不影響，高速穿梭車(chē)通過(guò)與入庫站臺對接，以貨叉形式將件煙搬運至穿梭車(chē)載貨臺內，通過(guò)穿梭車(chē)在該層內的縱向運動(dòng)，到達相應貨位，再以貨叉形式將件煙搬運至貨架內，完成件煙的緩存任務(wù)。分揀線(xiàn)產(chǎn)生補煙需求時(shí)，穿梭車(chē)運動(dòng)至相應位置，選取所需卷煙，放置于出庫站臺，出庫提升機通過(guò)與出庫站臺、輸送系統配合，將件煙按照實(shí)際需求排序后輸送至分揀線(xiàn)。方案中共設置3臺出庫提升機，一一對應3條高速條煙分揀線(xiàn)，各提升機獨立工作，互不影響。
4.分揀系統的設計
設計3條高速條煙分揀線(xiàn)，單條分揀線(xiàn)主要包括2臺自動(dòng)開(kāi)箱機、10臺通道機、12組臥式分揀機（10通道/組）、2條條煙皮帶線(xiàn)，單線(xiàn)共設置130個(gè)通道。標準條煙分揀線(xiàn)實(shí)現99.9%以上自動(dòng)補煙、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；同時(shí)，設計一條異型煙分揀線(xiàn)，完成異型煙分揀任務(wù)。
根據上面訂單數據分析，本方案采用國內領(lǐng)先的高速條煙分揀技術(shù)，合理設置通道數量及設備，使系統既做到科學(xué)合理符合實(shí)際要求，又有一定超前性，整體設計思路突出以下幾點(diǎn)：
（1）適度自動(dòng)化：自動(dòng)上煙、自動(dòng)補貨、自動(dòng)分揀、自動(dòng)裝箱，自動(dòng)補貨量在99%以上，人員的工作量與工作強度基本平衡，并能體現勞動(dòng)效率的提高和勞動(dòng)強度的降低；
（2）設備分揀革新：臥式、立式、通道分揀機均采用預分揀機，具有預分揀功能，提高分揀效率；
（3）分揀原理提升：分揀單機順序下煙，基本為單機串行的工作模式改變?yōu)榉謷螜C并行預分揀、全部分揀單機為并行的工作
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(xiàn)上；
（5）大幅提高分揀效率：在現有訂單結構下，實(shí)現實(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(xiàn)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）出現品牌超多的情況，系統會(huì )提示操作人員，是否調整到異形煙分揀線(xiàn)分揀，可以有效做到極小品規作為異形煙分揀的效果。
5.作業(yè)流程設計
卷煙物流配送中心的主要工藝流程設計為：收貨→掃碼→碼盤(pán)整理→入庫→倉儲管理→出庫→出庫掃碼→分揀補貨（件煙補貨）→分揀→打碼→包裝→整理→[暫存]→出貨。
為了滿(mǎn)足智能物流配送中心的建設要求，整個(gè)工藝流程的設計是完全信息化的過(guò)程，上位計算機按照事先設定的程序通過(guò)電氣控制使設備按一定的規律運行，一些由人工完成的環(huán)節按計算機終端、無(wú)線(xiàn)終端、顯示屏的信息進(jìn)行操作，人工實(shí)施完成后通過(guò)計算機終端、無(wú)線(xiàn)終端、確認按鈕等把信息傳遞到上位計算機，使整個(gè)系統始終處于正確的信息管理中運行，自動(dòng)完成卷煙從入庫到出庫到分揀的業(yè)務(wù)過(guò)程。
四、信息系統設計
物流園區的信息系統架構，如圖3所示。配送中心物流系統分為決策層、管理層、業(yè)務(wù)層和控制執行層。
決策層包括負責采集全省或者地市物流倉儲、運行、成本等信息，并通過(guò)BI等技術(shù)進(jìn)行綜合分析，形成省級和地市級的決策數據，同時(shí)，監控省級或者市級的物流業(yè)務(wù)運行過(guò)程。
管理層主要負責資源、費用、計費、績(jì)效、綜合管控等物流項目的管理統計。
業(yè)務(wù)層包括了倉儲管理系統、分揀管理系統、運輸管理系統，負責了物流倉儲、分揀、配送的管理。
控制執行層，負責調度和控制自動(dòng)化倉儲和分揀物流設備完成上位系統下達的指令。
同時(shí)，物流系統與外部系統如專(zhuān)賣(mài)營(yíng)銷(xiāo)系統、一號工程、數字倉儲、財務(wù)管理、人力資源等外部系統進(jìn)行數據對接，完成整個(gè)配送中心的業(yè)務(wù)。
五、項目建設成效
阜陽(yáng)市公司智能配送中心建成以后，解決了倉庫容量長(cháng)期不足的問(wèn)題，實(shí)現了企業(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)強度，降低了差錯率，提高了分揀配送質(zhì)量。
本文摘選自《物流技術(shù)與應用》雜志2016第2期
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