烟草自动化物流工艺设计

发布时间：2022-02-16 15:01:43 浏览数：次

    随着自动化物流系统在国内各卷烟厂制丝、卷接包生产线的物料贮存、处理和供应上的逐步应用，可实现大规模卷烟生产中的原料自动配方、辅料自动供应、成品自动配送、备件自动存取，使卷烟厂的物料流动与转移更趋合理。物流系统自动化已成为提高烟草企业自动化水平和管理水平的重要手段，对节约人力和土地资源、加快资金周转、提高生产效率和产品质量都具有重要意义。
   基本设计思想
    卷烟自动化物流涉及打叶复烤、制丝、卷接包生产过程以及物料处理、搬运作业、仓库管理、信息系统等方面，物料基本流程见下图。在规划过程中要把物料搬运过程中的所有环节（包括运输、装卸、储存、生产和包装等）当作一个整体的物流系统来考虑，并要与卷烟厂的布置密切结合，使卷烟厂的物料流动科学合理，缩短物料流动周期，实现卷烟厂整体规划和总体效益的最佳化。
    物流设计要以流动的观点作为出发点，并贯穿整个设计的始终，以保证人流、物流、信息流达到合理化，并运用系统分析的方法求得系统的整体优化；整个规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程，也就是通过从系统到局部，又从局部到系统的不断反馈，最后使整个方案得以修正完善。在保证物料流量的前提下，工艺流程和设备布局要尽量简洁，从而减少投资并提高系统运行的稳定性。
   总体工艺设计物料情况
    物料的外形尺寸、重量及包装形式是物流设计中最先考虑，也是最重要的影响因素，后续的设备选型、性能设计都是围绕物料而确定的。
    物料包括使用的物料和相关的载体，载体主要有托盘类（木质、钢、塑料等）和箱类（钢、塑料等）。卷烟企业中一般使用四向进叉式欧式托盘，主要规格有：1200mm×1000mm×150mm（用于成品、辅料）， 1200mm×800mm×150mm（用于纸箱烟包、夹板烟包、箱皮、烟箱、丝束）。片烟、烟梗、膨胀烟丝一般放在箱体中，箱体底部结构尺寸类似于托盘，便于叉车、堆垛机、自导引车（AGV）作业。烟机备件根据尺寸大小和重量的不同，可分别存储在托盘（1200mm×1000mm×150mm）、钢箱、塑料小箱中。纸箱烟包由于在运输和存放过程中经常受压变形，尺寸变化范围较大，设计时应充分考虑实际的最大变形量，并以此作为相关设备选型和工艺设计的依据。丝束进入生产线前要求恒温、恒湿，所以可存储在辅料库中。在不同规格尺寸物料的立体仓库设计中，可分别设计不同的排、列、层尺寸以对应按大小、重量等分类的物料。

   存储模式

    1.立体仓库
    自动存放和取出系统（AS／RS）也称为立体仓库，主要包括高层货架、巷道堆垛机。鉴于四向进叉式托盘的受力及变形状态，目前广泛采用横梁挂片式货架，根据物料尺寸、重量、堆垛机精度参数、货架精度参数、消防管道及喷头的布置等因素，立体仓库高度一般在12～24m之间。堆垛机按取货状态可分为单深、双深、多深及单、双货位，按存取机构可分为货叉型、钩盘型、梳子型，选型时要考虑存储品种数量、物料状态等因素，物料分别为成品、辅料、原料托盘、备件钢箱、成品烟箱。
    2.自动存储货柜
    自动货柜采用货盘存储方式，托条作为货盘的支撑，等间隔布置，通过在货柜中央上、下运行的输送小车钩盘机构对货盘进行存取作业，可存放不同高度的货物，充分利用了垂直方向空间。存取操作可在本机进行，也可通过计算机管理。自动货柜主要适合存储烟机备件，存取方便快捷。
    3.平库存储
    对于老厂房受层高的限制，可采用普通货架平库存储方式。巷道中使用普通叉车作业，也可以采用驶入式货架存贮、AGV存取作业。采用人工叉车存取作业，一般需配置车载RF或手持式无线终端，货位上贴条码标签，便于信息管理和高效作业。

    基本工艺

    1.原料
    入库：一般为纸箱烟包和木夹板烟包，人工叉车夹抱物料到入库站台（托盘不落地，托盘码分机自动拆分单一空托盘到入口站台），通过条码识别合成托盘与物料信息，经外形检查保证尺寸合格，然后自动输送到升降台，由堆垛机叉取入库。出入库输送设备都布置在堆垛机原点端，采用穿梭车（往复或环形）可替代大量的输送机，使系统更简洁。
    出库：需考虑烟包与托盘分离、拆夹板、抽检、紧急补料、霉变烟处理等工序以及烟包缓存数量。由于每批烟包要求按配方顺序供料，若同时供料两条制丝线，在某条制丝线故障中断时，该条线调出的物料不能阻挡另一条线的输送，就需设置作为缓存的输送工位。原料物流系统若要求配方精度高，可采用余料小库作为配方缓存和补料，余料小库中用带盖的塑料箱装载片烟（标准烟包切为4片，每片约50kg），防止水分散失，同时要考虑增加去盖、切片装箱、翻箱倒料等流程。
    2.辅料
    入库：通过JIT（准时制）管理模式调度来料时间、数量、品种规格，入库前直接整理配盘，在地面或普通货架上设置适当的缓存区以存储散盘；部分辅料配盘入库，部分辅料单品种直接入库，具备搭配条件时再调出库，自动输送到搭配站台进行二次搭配；若卷接机组对辅料的需求量较大，机组旁有足够的空间，且大部分辅料不需要搭配，可以单品种入库，使用时直接供到机组站台，耗量较少的辅料作配盘处理。
    出库：一般通过机组呼叫终端录入辅料需求信息，然后计算机系统调度辅料托盘到出库站台，再通过AGV运送到各机组站台。若采用普通货架存储，可先由叉车取货放置到某一定点工位，再通过AGV运送到各机组站台。在送货作业的同时，AGV可进行空托盘及废烟废料的回收。
    3.成品
    入库：从集中装封箱机通过输送线合流、分流、机器人堆码入库。成品托盘码垛前，应设置烟箱缺条检测装置，对于条码不合格的烟箱要有剔除口。分合流处设置积放输送机，适当的缓存工位及拉开物料间距是分拣作业的基本条件。
    出库：整托盘输送到出口站台，由人工叉车装车发运。由机器人拆垛，通过分拣线、伸缩输送机直接输送到车厢，再用人工装车发运。因不能整盘全部发货而出现散盘问题的解决方式是：在出库区放置缓存货架，若散盘较多可先入立体仓库，发货时再优先调度出散盘发货；设置高密度缓存货架，直接缓存剩余散盘拆垛的烟箱，发货时作为整盘补零优先调度；设置缓存散盘的输送机站台，通过计算机调度管理，集中各品牌的剩余烟箱为散盘，若再次发货该品牌时优先拆垛该散盘。
    4.备件
    入库：由于备件规格尺寸差异较大，品种繁多，所以一般都采用多种存储方式。入库前先分类，存储在不同的区域，如托盘地面存储、平库存储，而大部分备件可以放置在周转箱中，再存储在立体仓库或自动货柜中。周转箱内可分隔为多个单元，以存储更多品种规格的烟机备件。
    出库：对于存储在托盘上的体积和重量大的备件一般采用人工叉车搬运出库，存放在周转箱中的备件由自动存取设备（堆垛机、货柜等）完成出库。出入库时均使用条形码技术确认物料名称、数量等，并用电子秤称重等方式校核拣选数量。
    结语
    物流系统总体规划的科学性、合理性、扩展性、前瞻性对企业生产的流程布局至关重要，由于篇幅有限，这里仅对卷烟生产自动化物流系统所涉及的技术和相关问题进行了简述，希望对烟草企业的设计和管理人员在物流项目设计中有所帮助，同时在物流项目实施中能有效配合物流供应商做好总体工艺设计。

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