标准分拣线细标合一分拣功能研发和应用

谭广滨 1，杨波 2，关维韡 3，陈科达 4

贵港市烟草专卖局（公司） 广西贵港市 537100

摘 要：随着贵港地区异型烟销量不断增长，异型烟分拣品规多、分拣量大与异型烟分拣效率低的矛盾极为突出。本文立足于贵港市烟草专卖局（公司）现有分拣设备，通过系统研发、设备技改、增配设备等方式，研发标准分拣线柔性分拣功能。将异型烟部分订单合理分配到标准分拣线分拣，实现细支烟和标准烟同时分拣、包装的细标合一分拣作业，提升异型烟分拣效率。

关键词：异型烟；柔性分拣；细标合一；分拣效率；

1背景分析

贵港市烟草专卖局（公司）现有标准分拣线2条，异型烟分拣线1条。标准分拣线由通道机、立式机、包装机、热收缩机等组成，用于分拣尺寸为：（270～286）*（86～90）*（44～49）mm的标准烟。通道机组成A区，分拣订单量大的标准烟，立式机组成B区，分拣订单量小的标准烟，整线分拣效率约10000条/小时。异型烟分拣线由卧式分拣机、可调式立式机、虚拟仓等组成。卧式分拣机分拣木盒烟，可调式立式机分拣尺寸为：（270～290）*（90～110）*（22～34）mm细支烟，虚拟仓分拣其余异型烟，整线分拣效率约2000条/小时。

1.1异型烟分拣效率低

异型烟分拣线由于虚拟仓出烟慢，不能配置包装机只能人工堆叠，造成分拣效率低。异型烟销量少时，分拣线效率能满足分拣需求。异型烟销量大时，分拣线产能不足，出现员工工作超时、劳动强度大等问题。以2020年1月份数据为例，异型烟订单量约22000条/日，分拣效率2573条/小时，分拣用时8.6小时（不含提取订单、卷烟盘点、上传数据、设备故障排查等时间）。

1.2异型烟销量逐年增长

异型烟销量逐年增长，2016年至2020年销量由2409箱增长到7744箱，预测2021年至2022年销量增长率在约17%，2022年销量高达10600箱。

1.3细支烟销售占异型烟销量比较大

2020年，异型烟在销品规67个，其中细支烟30个品规，占比45%。细支烟销量960313条，占异型烟销量49.6%，销量前10个品规细支烟销量699099条，占异型烟销量36.1%。

2解决方案

2.1借鉴思路

一是借鉴分区供水系统工作原理，异型烟销量大时，将部分细支烟订单提取到标准分拣线分拣，减少异型烟分拣线压力。二是借鉴可调式立式机，利用可调式立式机对多品规细支烟分拣。三是借鉴科盛包装机技术，将细支烟与标准烟合并包装。

2.2研发标准分拣线柔性分拣功能

研发标准分拣线分拣功能，实现部分细支烟与标准烟合并分拣、包装，简称“细标合一分拣功能”。结合细支烟尺寸、包装机堆叠机构尺寸、配送装载率等因素，将细支烟定为4条/层的包装规格，按4的倍数将部分细支烟提取到标准分拣线分拣。以21条“真龙凌云”（细支烟）和24条“真龙祥云”（标准烟）组成合计45条卷烟订单为例，将20条“真龙凌云”和24条“真龙祥云”提取到标准线分拣，1条“真龙凌云”提取到异型烟分拣线分拣。

2.3设计思路

在标准分拣线基础上增配可调式立式机作为C区，用于细支烟分拣。将同一户卷烟订单卷烟分配到A、B、C区分拣，各区分拣的卷烟在打码前按订单合单，然后打码、包装。作业流程图如下：

2.3.1细支烟出烟装置选择

贵港烟草已研发的可调式立式机适用于尺寸为（200～300）*（90～110）*（22～49）mm卷烟分拣，可满足全品规细支烟分拣要求，因此选择可调节式立式机。

2.3.2转向装置选择

转向装置备用方案为链板转向、辊筒转向、皮带转向、链网转向。技术人员将200条卷烟分别放入到备用转向装置模拟实验，测算装置的转向速度、转向时卷烟稳定率。经统计，发现链板转向的稳定率最高，达到100%，转向速度大于1m/s，满足分拣效率的速度要求。结合稳定率、转向速度选择条件，因此选择链板转向。

2.3.3订单柔性合并装置选择

订单柔性合并装置备用方案为摆臂式合单、固定式合单。经市场调查，摆臂式合单装置结构复杂，由输送机构、摆臂机构、检测装置等组成，摆臂轴承更换1次/年、检测装置更换0.5次/年，机油润滑1次/月，保养耗时合计2.5小时/年。固定式合单装置机构由输送机构组成，机构简单，只需机油润滑1次/月，保养耗时合计0.5小时/年。为便于后期装置保养、检修，因此选择固定式合单。

2.3.4缓存装置选择

缓存装置备用方案有S型、转向型、直线型。经测试计算，包装机前的缓存装置需大于17 m缓存长度，才能使包装速度与出烟效率匹配，减少停机时间。分拣车间包装缓存区域占地面积仅有7m*1.64m，不满足直线型、转向型占地面积需求。S型单层缓存长度为6 m，三层缓存长度为18 m，占地面积需求为6m*0.5m，因此选择S型。

2.3.5挡烟板位置

由于上述解决方案中将细支烟定为4条/层的包装规格，因此可以通过测量4条细支烟宽度，计算挡烟板位置。测量最宽的4条细支烟宽度和为428mm，以428mm为挡烟板实验位置，逐次±1mm改变挡烟板位置进行模拟实验。经统计，发现挡烟板位置为432mm，包装机卡烟次数最少，因此选择432mm为挡烟板位置。

2.3.6挡烟板动力方式选择

挡烟板动力方式备用方案有气缸、螺杆、电机。经市场调查，气缸作业空间约为100mm* 25mm*25mm，维保周期5年；螺杆作业空间约为110mm* 60mm*60mm，维保周期2年；电机作业空间约为230mm*150mm*100mm，维保周期1年；为便于维保及减少作业占用空间，因此选择气缸。

2.3.7 PLC控制器选择

PLC控制器备用方案有西门子、三菱、台达。经市场调查，西门子、三菱的PLC控制器市场认可度相对高。此外，现有编程技术人员对三菱PLC控制器编程方式熟悉，指令编写速度快，可缩短开发时间，因此选择三菱。

2.3.8系统载体

系统载体备用方案有C/S端、B/S端。与技术人员讨论分析，C/S端开发周期需35天，维护周期≤2天；B/S端开发周期需47天，维护周期≤2天。为缩短开发周期，因此选择C/S端。

2.3.9数据对接方式

数据对接方式备用方案有与V6对接、自检数据库对接。经调查分析，采用与V6对接抽取数据时，需向V6系统的开发单位报批、上一级科技管理部门审核、接口开发等流程，过程耗时≧3天。采用自检数据库抽取数据时，无繁杂工作程序，过程耗时≦1天。为减少抽取数据耗时，因此选择自检数据库对接。

2.3.10开发语言

开发语言备用方案有Delphi、Java、 C++。与技术人员讨论分析，开发语言过程需代码编写、测试运行、应用打包等工作程序，Delphi开发语言周期约45天，Java开发语言周期约70天，C++开发语言周期约80天。为缩短开发语音周期，因此选择Delphi。

2.3.11数据库软件

数据库软件备用方案有SQL Server、Oracl、Access。经分析，数据库软件必须能与开发语言Delphi兼容，且需10GB以上存储空间。通过市场调查，SQL Server、Oracl、 Access均能与开发语言Delphi兼容，只有SQL Server存储空间≥10GB。经过对比，选择SQL Server作为数据库软件。

3确定设计方案

4对策实施

根据设计思路，分别制定出烟装置数量确定、转向装置设计、订单柔性合并装置设计、缓存装置设计、挡烟板设计与安装、气缸安装、PLC控制器、检查C/S 端使用环境、自建数据库、系统语言编写、整体试运行等对策，逐条明确对策目标并实施。

5成效

5.1效率提升

细标合一使用前细支烟在异型烟分拣线分拣效率为2573条/小时，研发标准分拣线柔性分拣功能后，细支烟分拣效率提升到11553条/小时，效率提升：（11553-2573）/2573×100%=349.01%；分拣差错率≤0.02‰；分拣破损率≤0.02‰。

5.2有效降低物流成本

通过市场调查，采购同类型仓位数及分拣效率的细标合一分拣系统的价格约380万元，而贵港烟草通过自主研制标准线柔性分拣功能费用仅49.3万元/条， 2条标准烟分拣线花费合计98.6万元，节约费用81.4万元，为降本增效工作做出了贡献。

5.3设备创新性

利用原有分拣设备拓展柔性分拣功能，实现细支烟分拣效率达到10000条/小时以上，且不需要扩大原有分拣线占地空间，该模式在烟草行业属于首创，研发过程分拣软件获得《中华人民共和国国家版权局计算机软件著作权登记证书》，证书号：软著登字第6559037号、6559045号。

参考文献

[1] 李昱蓉； 杨峰；异型卷烟分拣效率提升柔性化解决方案研究；《 东方烟草报》；2017年；

[2]  庞党青； 陶世成； 胡红春；卷烟全规格分拣线研究与应用；中国知网；2019年；

[3] 李旭冉； 徐德荣； 蔡宏； 王志明；异型烟分拣系统关键技术的研究；物流技术与应用,；2017年09期 

[4]王旗；基于异型卷烟分拣的全业务分拣模式的选择与应用；物流技术与应用,；2020年02期 ；