綠色包裝和拼筐算法在寶雞煙草公司異型煙分揀配送中的應用

文/張 興

陜西省煙草公司寶雞市公司物流分公司

針對異型煙的分揀、包裝、配送環節信息化程度低、效率低、易出錯的問題，陜西省煙草公司寶雞市公司按照煙草行業綠色物流與智慧物流建設需要，開展了周轉筐包裝異型卷煙項目，即采用硬塑周轉筐來包裝和配送異型卷煙，并設計了多客戶拼筐算法，實現了配送環節的物流包裝循環使用與智能化管理。

陜西省煙草公司寶雞市公司物流分公司（簡稱“物流分公司”）于2014年9月成立，其前身為“寶雞市煙草公司卷煙物流配送中心”，主要工作是對轄區內要銷售的卷煙進行倉儲、分揀和配送。物流分公司倉庫面積3100㎡，采用三層貨架存儲，共有貨位1680個，最大儲存量10080箱；分揀車間面積2100㎡，共有3條分揀線，包括異型煙手工分揀線1條。物流分公司擁有配送車輛35輛，服務寶雞市四區八縣的10914戶卷煙零售戶。物流分公司編制126人，實際111人，設立儲配、送貨、綜合、財務、信息安保等五個部門。

近年來，物流分公司榮獲了煙草行業“精益十佳”標兵單位、西省總工會工人先鋒號、陜西省煙草系統安全生產先進集體、陜西省優秀市級煙草公司物流分公司標兵單位、 2019年行業精益現場管理十佳單位等榮譽，完成的《寶雞煙草物流定額管理與應用》獲得陜西省局科技創新成果三等獎。

項目實施背景與需求分析

包裝機下線口安裝工業級二維碼識別系統，包裝好的每一筐卷煙在下線口位置進行二維碼信息讀寫，將客戶信息、周轉筐信息和卷煙信息匹配。送貨員利用手持終端上的送貨員移動辦公系統掃描周轉筐上的二維碼，便可獲知該筐裝的客戶及卷煙明細。同時，二維碼也起到了對周轉筐全生命周期管理的關鍵作用，系統可獲知每個周轉筐的使用次數、使用時間、在庫或在途信息等信息。

2016年以來，隨著人們對卷煙個性化需求加大，物流分公司的異型卷煙的銷量、品規逐年快速增加。2017年較2016年異型煙銷量增幅達到100%以上，2018年和2019年同比均有50%左右的增幅。截止到2019年6月，異型煙在銷品規數超過127個，日均銷售品規數達97個，異型煙銷量占總銷量比重已達17%，元春銷售旺季占比高達37%。

寶雞市煙草專賣局（公司）2016-2019年異型煙銷售情況如表1所示。

表1 寶雞市煙草專賣局（公司）2016-2019年異型煙銷售情況

項目實施前，異型煙分揀后采用紙箱手工包裝，不僅紙箱的用量大，包裝速度慢，而且紙箱無法循環利用，造成很大浪費，不符合綠色物流發展的要求。同時，陜西省煙草公司寶雞市公司在異型煙分揀、包裝、配送環節信息化程度低，效率低，易出錯，已不適應現代煙草物流業的發展。

按照煙草行業綠色物流、智慧物流建設需要，物流分公司在2020年7月開展了周轉筐包裝異型卷煙項目，即采用硬塑周轉筐來包裝和配送異型卷煙，并設計了多客戶拼筐算法，實現了配送環節的物流包裝循環使用與智能化管理。

解決方案

該項目結合異型煙分揀線技術改造，實現異型煙綠色包裝和智能配送管理，在配合現有硬件設備改造的基礎上，建設一套以周轉筐二維碼為核心感知手段，覆蓋包裝、發貨、配送以及硬塑周轉筐全生命周期的智能化管理模式。

項目采用硬塑周轉筐作為異型煙的物流包裝載體。該筐體積小，安全性能高，可折疊，可多次重復使用，使用壽命長。通過硬塑周轉箱的重復回收利用，可以有效減少紙箱使用，以實際行動踐行煙草行業綠色物流發展理念。

圖1 異型煙周轉筐使用流程圖

1. 異型煙物流配送整體流程

異型煙分揀設備改造后，異型煙物流配送形成了一套流程，主要包括：卷煙入庫、出庫、拆煙箱、訂單處理，人工煙倉補貨，分揀，打碼，噴碼、裝筐、碼垛，裝車、掃碼、配送、空筐回收等。在現有半自動分揀系統的基礎上，通過采集周轉筐二維碼蘊含的各類配送信息，進行數據統計分析，形成周轉筐全生命周期管理、以二維碼為核心感知手段的異型煙智能化管理模式。

2. 周轉筐的多客戶裝筐流程和裝筐算法

周轉筐的裝筐流程如下：

（1）由分揀系統完成分揀裝筐流程并綁定對應的待發區；

（2）分揀系統實時提供數據（包括周轉筐編號、訂單、客戶、商品、數量、待發區編號）給物管系統，送貨員通過移動辦公APP查詢異型煙對應的待發區信息，以及核對周轉筐及卷煙品規和數量信息。

異型煙下分揀線后，由于條煙的大小和形狀各異，多個客戶訂購的異型煙在運輸過程中很容易在周轉筐中混亂。為了避免這種問題發生，可以通過對異型煙的外形尺寸建模和歷史訂單分析，設計異型煙一筐多戶、一戶多筐的拼筐算法，實現異型煙的精準拼筐。

首先，設定周轉筐容量閾值為每筐30條異型煙，將筐視為承載物，而不是各個訂單間的分隔標識；每個硬塑周轉筐在異型煙下分揀線后，逐層自動放置到硬塑周轉筐中；對于訂單數量較多的客戶，可以把其訂購的異型煙一次放進相連的數個周轉筐中。

其次，采用首尾相連的裝筐形式，以線路為基本單位，將該線路的所有訂單視為一個整體，依次裝入各個周轉筐。實際運行中，由于“送貨順序號”是送貨員配送的唯一準確標識，為解決送貨員分戶清點繁瑣、同筐卷煙碼段易出差錯的問題，快速辨識異型煙所屬客戶信息，使用噴碼機給條煙噴上“送貨順序號”，即便異型煙運輸中有混亂也不影響配送，可以提高送貨效率和準確率。

最后，實現一筐多戶、一戶多筐的高效集約拼筐模式。該拼筐方法可以大幅減少周轉筐的空間浪費，有效提高異型煙裝筐率和配送車輛裝載率；實現了異型煙周轉筐多客戶的快速區分，提高了送貨員清點、交接的準確率和配送效率。

項目創新點

本項目采用異型煙周轉筐取代紙箱配送，并在分揀、配送中實現了信息化。項目的創新點包括：

1. 通過異型煙的外形尺寸建模、歷史訂單分析，設計了一套能夠實現異型煙一筐多戶、一戶多筐的拼筐邏輯算法，提高異型煙裝筐率和車載率。

2. 實現訂單與硬塑周轉筐的信息關聯。每一個周轉筐擁有獨立且固定的二維碼，該二維碼蘊含客戶、訂單、線路歸屬、周轉筐編碼等信息。周轉筐進入包裝機前，二維碼識別系統讀取并清空歷史信息，寫入新的配送信息。送貨員利用移動辦公技術，實施精準送貨作業，提高了商零環節送貨效率。

3. 采用綠色環保的硬塑周轉筐，通過對其作業過程加強管理，確保硬塑周轉筐可以長期、有效應用；通過硬塑周轉筐的重復回收利用，有效減少熱塑膜的使用，以實際行動踐行煙草行業綠色物流理念。

效益顯著

異型煙綠色包裝和硬塑周轉筐智能化管理模式在2020年實施以后，在經濟效益、工作效率和社會效益等方面都取得了較高收益。

1. 經濟效益

分揀完成的卷煙由AGV小車自動轉運到待發區指定貨位，方便送貨員領取

AGV轉運的周轉筐整齊有序，準確率較人工轉運提高25%

送貨員利用移動終端獲取送貨任務后，可根據地面標識明確待發卷煙的具體貨位，從而提高提貨裝車效率

項目實施以前，煙草物流主要采用紙箱包裝，成本高而且會造成很大浪費。異型煙傳統包裝采用紙箱包裝，單戶單箱情況下，按照紙箱廢舊回收成本計算，配送包裝成本1元/個，1.1萬客戶年均成本超過55萬元。

采用周轉筐模式，由于其耐磨耐用和可反復使用的特性，加上采用并筐模式，異型煙裝載量達到28條/箱，實施并筐加技術噴碼區分客戶，周轉筐單箱成本0.1元/戶/次，整體配送成本是采用紙箱成本的1/10，也就是一年的配送成本只有5.5萬元，既實現了成本降低，也降低了碳排放。

2. 社會效益

硬塑筐可以重復使用，不僅滿足綠色環保的要求，而且硬塑筐對卷煙的保護作用好，可大幅度減少商品的殘損率。此外，異型煙智能化硬塑周轉筐大方美觀且可以折疊，對提高客戶滿意度和企業形象都有較大作用。異型煙配送使用周轉筐和二維碼實現智能化管理，也有利于降低企業運營成本，減少人工成本，提高工作效率。

3. 工作效率

目前，異型煙物流配送過程中，采用自動分揀設備和擁有二維碼的硬塑周轉筐智能管理模式，可以明顯提高分揀包裝和終端配送的效率，節約企業的人力成本和時間成本。應用硬塑周轉筐進行多戶拼筐以后，經過實際數據對比和分析，相較原有的單戶單筐模式，分揀效率提高了64%，綜合效率提高了66.6%。

總之，該項目的實施，不但提高了企業信息化、智能化水平，同時也為企業獲得良好的社會聲譽。

未來改進方向

周轉筐包裝異型卷煙項目實施后，能全面提升煙草物流智能化、信息化水平，對異型煙智能化管理領域的發展具有重要意義。

周轉筐智能化管理模式經過一段時間運行后，獲得了大量有價值的數據，可以快速統計客戶的異型煙訂購情況，掌握周轉筐的實時使用信息和損壞情況等，獲取周轉筐的利用率和煙損率。下一步，這些數據將為異型煙的物流配送決策提供科學有效的支持。