廣東中煙廣州生產基地物流系統的規劃與設計

梅海青

隨著我國煙草企業整合力度不斷加大，大型的煙草企業、煙草集團不斷出現，鼓勵競爭、做大做強成為煙草行業發展的主旋律，煙草企業由靠政策保護逐漸轉向靠市場生存，市場競爭由傳統的分散、地域競爭轉向集團、跨區域競爭。

廣東中煙廣州生產基地就是在這種大背景下誕生的。廣東中煙集團由原來的廣州卷煙一廠、廣州卷煙二廠和南海卷煙廠組建而成，是年產200萬箱卷煙的區域性龍頭企業。如何適應市場的快速變化，同時提供優質、高效的服務，是每個企業關注的課題。對此，廣東中煙以物流系統作為突破口之一，將廣州生產基地建設成為廣東中煙的物流中心，通過物流系統的建設來提升整個企業的核心競爭力。

物流系統概況

廣州生產基地按照每年200萬箱的生產能力進行物流配套。包含配方、輔料、備件、成品、嘴棒高架庫和煙絲儲存系統，建成后將成為國內煙草行業最完整、規模最大的物流系統之一。

1配方物流系統

配方物流系統儲存制絲所用的片煙和煙梗，為制絲車間的連續生產提供及時、準確的物料供應，并能根據生產計劃進行物料的分組出庫、庫存報警、物料的快速切換，以及庫存產品的抽檢及退庫等。系統采用三貨位設計，一樓入庫、二樓出庫，擁有8臺單伸堆垛機、2臺入庫碼垛機器人、含6部臺車的出庫環形穿梭車系統。配方庫擁有7776個貨位。能滿足5天的存量和29000千克／小時的生產能力。

2輔料物流系統

輔料物流系統儲存卷包所用的輔料、絲束等，能根據生產計劃，及時準確地為卷包車間提供所需的輔料。該系統采用雙貨位設計，一側入庫。另一側出庫，擁有5臺單伸堆垛機，入庫半自動組盤，3臺穿梭車出庫。輔料庫擁有4400個貨位，能滿足5天的存量和7970箱／天的生產能力。

3備件物流系統

備件物流系統儲存生產基地所用的零備件、五金件、寄存件，另外還有部分備件供其他生產點所用，能夠儲存5萬個品種。并根據車間的領取計劃提前安排出庫。該系統由高架庫、垂直升降柜、地面擺放區和簡易貨架等多種存儲形式組成。其中，高架庫用于儲存較重的電機、變速箱等；垂直升降柜用于儲存重量輕、體積小的元器件以及需要存放在空調環境中的電氣配件和橡膠件：地面擺放區用于儲存超重、超大的不規則件。

4成品物流系統

成品物流系統儲存卷包車間生產的成品及部分半成品，能根據生產計劃安排成品順暢入庫，也能根據銷售計劃可靠、準確、及時地安排出庫，以及進行庫存信息、銷售信息的動態顯示和數據分析。該系統擁有17280個貨位，采用9臺雙伸堆垛機，5臺碼垛機器人入庫，6臺碼垛機器人出庫，并配有4個外來煙入庫站臺和人工出入庫站臺，能滿足12天的存量和6000件／小時的出庫量。

5嘴棒物流系統

嘴棒物流系統采用高架庫儲存嘴棒，可實現成型機與發射機的柔性對接。該系統有8臺小型堆垛機，可儲存1300多個料盤組，滿足12小時生產的用量。

6煙絲物流系統

煙絲物流系統采用煙絲箱來儲存成品煙絲，可滿足多品種、小批量的卷煙品牌柔性生產。該系統采用雙層堆疊煙絲箱進行儲存，能夠滿足50萬箱卷煙16小時的儲存量。

物流系統規劃思路

廣州生產基地物流系統的前期規劃遵循了以下原則：

1需求的充分調研和反復論證

由于物流系統涉及原料、物資、銷售、生產、備件、信息中心等多個部門的業務，并且物流系統建設的周期較長，建成后的使用年限也較長，只有充分的溝通才能保證需求的準確。因此在系統規劃之初，技改辦同上述部門共同探討、論證物流方案。明確各部門的需求，并就不明確的環節共同出外考察，進行技術論證。在物流系統供應商中標后，進一步同相關部門對中標方案進行探討，收集各部門的最新需求，并論證實施，不斷優化方案設計。

2物流系統的選址

物流系統與卷煙生產和銷售密切相關，因此在物流系統的選址、出入庫環節的設計上，要充分考慮生產的需要和銷售的特點。在該系統中，與生產密切相關的配方、輔料、備件、嘴棒、煙絲五個物流系統都位于主生產廠房內，與生產線緊密相連，既保證了物料的通暢、路徑的最短，又能保證物料在緊急情況下的應急補料。成品物流系統采用獨體建筑，位于主生產工房的北側，又緊鄰大門，附近有廣州市環城高速公路，既保證了卷包車間生產的成品可以較快地送入成品庫，又保證了貨物外運的交通便利。

3順應國家政策和行業政策的發展趨勢

從微觀的角度看，物流系統建設是企業行為，但它也是社會大物流系統的組成部門，因此，應從社會大物流的角度來規劃整個系統并進行設備選型。例如，近年國家煙草專賣局不斷強化成品物流的工商聯運，于2007年通過了《煙草行業聯運通用平托盤》(YC／T215-2007)。該標準建議卷煙廠采用1250×1000mm的托盤，30件碼垛。雖然存在30件碼垛貨物在輸送過程中不平穩、需要加箍或裹膜使之穩固，以及工業與商業的信息共享機制不健全等問題，但基于該標準對于整個行業規范發展的考慮。廣州生產基地物流系統仍然采用了1250×1000mm的托盤，貨架按照每托盤30件碼垛設計，成品出庫采用65％(即135萬箱)的機器人出庫、35％(即65萬箱)的整托盤出庫或人工出庫形式。

4庫容的合理化

在確定庫容時，要有充足的數據支持，避免決策的隨意性。合理的庫存應既滿足企業生產需要。又能為顧客提供可靠、及時的服務，它是企業核心競爭力的要素之一。決定庫容的因素包括：企業的生產特點、產品特性、企業供應鏈的完善度、銷售網絡和策略、歷史銷售數據分析、顧客的服務期望值、行業特點、企業規劃等。

5存儲模式的選擇

存儲有多種模式，如平庫、多層樓庫、簡易式貨架、重力式貨架、叉車式貨架、立體倉庫等。各種存儲模式在不同的條件下都有自己的優勢，在選擇存儲模式時應具體問題具體分析。專家建議，對于處于土地價格較貴地區、物流量大的優勢行業和企業建議采用立體高架庫，其優勢在于充分利用土地及空間、較大的出入庫流量、自動化程度高、差錯率低、高度的信息化、單位貨物的成本低。

物流系統的設計

1立體倉庫的空間設計

在滿足貨位、出入庫能力、消防及通風等條件下，應充分利用空間。在我國，高架庫的高度一般不超過24米，否則會造成消防、建筑費用的大幅增長。在24米高的空間內，應盡量將貨架做高、做長，寬度則要考慮3000平方米的消防分區限定。貨架的設計應與堆垛機的選型統一考慮，追

求設備投資的最優化，充分利用設備的作業能力。例如，19米高、160m／min的空載速度、0.3m／s²的實載加速度的堆垛機。其合理的巷道長度是85米，可以通過仿真來驗證貨架的設計與堆垛機的參數是否匹配，是否充分利用了設備的能力。

2系統冗錯方案設計

在先進性的原則下，強調物流系統的安全性和高可靠性，要核查物流方案中的關鍵設備、關鍵物流點是否存在瓶頸，是否有故障應急方案。對于物流路徑上的關鍵點，一定要計算物流流量，關鍵點上的關鍵設備的可靠性要高，作業效率不要太高。最好低于90％。同時，要設計關鍵設備出故障時的應急方案。煙絲物流系統處于制絲與卷包的中間環節，因此對該系統的冗錯方案要特別加以注意，尤其是出庫系統中的關鍵設備，否則會因某臺設備出故障造成多臺卷接機組停產。

在廣州生產基地物流系統中，入庫采用一臺直行穿梭車；出庫采用兩臺直行穿梭車，其中一臺帶有兩套程序，既可作為入庫穿梭車的備機，也可作為出庫穿梭車的備機。

3信息系統設計

物流系統應具有高度的信息化，并能與卷包、制絲管理系統、MES、ERP等系統有效集成，使信息暢通，為生產決策提供可靠、真實、實時的數據支持。在建設物流信息系統時，強調四要素：可得性、精確性、實時性、開放性。

4系統仿真

物流系統設計的優劣和存在的問題，如。系統出入庫能力是否存在瓶頸、關鍵物流設備的選型是否合理、設備性能是否得到良好發揮等，可以通過計算機仿真軟件進行驗證。進行仿真的要點是，仿真條件要與實際生產條件相一致，不能存在大的出入，否則結果不具有參考性，因此建議由專業的物流咨詢公司來做仿真。

物流設備的選型

1堆垛機的選型

堆垛機是物流系統中的關鍵設備，其數量主要取決于設備能力和物流量的大小。并不是能力越高的堆垛機性價比越高。堆垛機的選型要綜合考慮庫長、庫高、物流量等因素。否則，設備的性能根本發揮不出來，造成投資浪費。此外，設備高速運行及加減速時，保持貨物的穩定是必要的，因此，要對比分析不同堆垛機的加減速技術。看其是否具有矢量變頻調速、s型速度控制、加減速時的減振控制技術。在減振控制技術中，某些設備不再采用位置信息式反饋控制。而是前饋方式。前饋方式是將實際的堆垛機振動特性數據(固有振動數、固有振動模型、衰減比等)預先編入控制器，在行進中根據數據和實時位置，計算出抑制振動的速度曲線來控制。堆垛機行走方向的認址由編碼器向激光認址和條碼認址技術演進，目前主流的堆垛機都采用絕對值認址方式，定位精度不大于±3mm。通信方式有滑觸線通訊、無線通訊、紅外通訊、漏波通訊等，其中，無線通訊有良好的應用前景，但要解決好信號屏蔽和覆蓋問題，才能保證系統通訊的可靠性；紅外通訊可靠性高，但在障礙物阻斷、系統擴展性、轉彎等方面存在不足；漏波通訊是相對較全面的解決方案，但成本較高。同時，堆垛機供電電源要適合國情，有些國外產堆垛機在供電電源方面需要加變壓器進行轉換。

2輸送設備的選型

輸送設備主要有鏈條輸送機、輥道輸送機、直行穿梭車、環形穿梭車等類型。直行穿梭車占地面積小，速度和效率高，目前，國內某廠家的直行穿梭車采用漏波通訊，解決了固有的路徑不靈活問題，缺點是系統冗余性差，故障情況下對生產影響大。環行穿梭車的優點是系統冗余性好，缺點是占地面積大。速度和效率較低。

3電控系統的選型

電控系統要體現技術的先進性，又要保證系統的實時性和穩定性。由于物流系統設備數量多，布局分散，較適合采用現場總線技術。目前，工業以太網已開始普及，如PROFINET、DEVICENET等，其優點是既能集成舊的現場總線系統，又能提供更好的靈活性、可靠性和開放性，具有實時處理、同步運動控制、網絡診斷和管理等功能，構建從辦公到控制的一體化網絡。

4信息系統的選型

信息系統強調數據的安全性。目前設備有冗余服務器和容錯服務器兩種。冗余服務器即傳統的雙機熱備+集群技術，通過心跳線來檢測主機的工作狀態，主機出故障后。備機切換進入主機工作狀態，切換時間從一分鐘到幾分鐘不等，存在切換不成功的概率。容錯服務器基于硬件容錯機理，一臺服務器內集成兩套硬件系統，同時運行，采用硬件同步技術，保障在單個故障出現時切換到冗余部件來消除單點故障，確保零時間切換，保證數據處理的連續性，可靠性達到99.999％。

總之，物流系統規劃成功的關鍵是根據本企業的實際需求，量身定制符合企業發展的系統方案。只有這樣，才能確保物流系統建成后能夠充分發揮其作用。