细支烟、短支烟和标准烟共线单通道智能化包装系统的研制

——河北沧州市局(公司)异型烟分拣包装解决方案

2019-08-08作者:郑国锋 石嵩 孙健

为适应异型烟分拣需求增长的现状,河北省沧州市烟草专卖局(公司)卷烟物流配送中心分析行业内现有的异型烟分拣模式,通过与设备厂家联合研发,以“边研发、边实验、边生产”的方式,开展了细支烟、短支烟和标准烟共线单通道智能化包装系统的研制,创制了一套集自动出烟拣选、智能组织垛型和自动包装于一体的单通道智能化包装系统,形成了成套的异型烟分拣解决方案和成熟的设备产品。

项目背景

在细支烟与短支卷烟智能化分拣、包装方面,国内外目前从整体上来说,理论研究滞后于企业经营实践。在实践领域,相关企业已开始进行探索性研发试验和试制,理论界的研究还几近空白,但已经意识到此问题的重要性和急迫性。

国外烟草公司物流发展起步较早,烟草物流设施设备的信息化、自动化、智能化发展水平较高,如英美烟草公司委托第四方物流公司集成了自身供应链,借助EDI、ECR、JIT等先进的物流管理理念和技术,将采购物流、生产物流、销售物流集成运作。与此同时,异型烟包装问题未有完善的解决办法。

目前,国内烟草商业物流能够对标准烟和细支烟、短支烟进行联合分拣,但包装步骤大多数仍采用手工装袋形式。国内烟草商业企业和物流技术装备企业纷纷意识到,异型烟分拣和包装是影响行业经营效率的瓶颈问题之一,竞相进行相关的探索性试验和试制。据不完全统计,从2015年下半年以来,行业多家地市级局(公司)发布了异型烟分拣线及包装配套设备项目的招标公告,进行异型烟分拣和包装设备技改的一些探索性尝试。这些探索性尝试也得到了国内一批物流设施设备企业的积极响应和协助。现有的一些探索性实践已初步实现了异型烟的半自动化分拣(个别分拣线实现了全自动分拣)以及异型烟和标准烟的独立分开自动化包装。

前期调研

沧州市局(公司)卷烟物流配送中心预判目前的产能无法支撑异型烟的发展趋势,对异型烟分拣包装工艺进行技改势在必行,于是,2018年3月,在技改前对部分工业企业进行了异型烟产能调查,对部分商业企业进行了异型烟分拣包装情况调查。

沧州市局(公司)选取了省内外地市级商业企业共计13家,开展了行业内异型烟分拣情况问卷调查。样本调查结果显示,除了石家庄、邯郸、唐山采用了河北省烟草专卖局(公司)自主研发的“分拣线+包装机”包装模式以外,其余单位均采用“手工分拣线+手工包装”的模式。异型烟分拣工作一定程度上存在着分拣效率和质量问题,但一些配送中心无强烈的技改意愿。

通过调查可以看出,行业一些配送中心异型烟分拣技术形式单一,可借鉴的成熟方案及技术较少。异型烟分拣无成熟的成套产品,无可借鉴的应用案例和解决方案,因此,坚持以我为主、借助外脑,自主设计异型烟分拣系统是沧州市局(公司)的必由之路。

方案概述

根据异型烟销售结构分布以及未来销量预测,沧州市局(公司)卷烟物流配送中心从细支烟、短支烟的包装瓶颈入手解决异型烟分拣难题。目标是建立细支烟、短支烟、标准烟的共线分拣智能化包装系统。在原有设备改造和升级的基础上,针对细支烟、短支烟、标准烟的条烟尺寸差异,经计算机软件优化码垛,采用直线电机控制定位,融入相应的控制技术和纠错技术,采用上翻式细支烟、短支烟、标准烟的组合堆垛,保证卷烟包装能够准确可靠快速完成。实现细支烟、短支烟、标准烟的共线热收缩膜包装,从而大大提高异型烟分拣和包装效率,减轻劳动强度,实现降本增效。

普天分拣系统与包装机数据对接。包装机系统通过获取分拣订单数据,进行细支烟、短支烟的堆叠包装。普天方面需更新信息及电控程序,完成与包装机系统的数据对接。

细支烟、短支烟、标准烟共线打码。之前主分拣线打码激光器位于传送带上方,只能打码标准烟,需要对打码激光器支柱进行改造,将主分拣线激光器调至条烟传送带下方,并调整距离,保证所有品规卷烟都可以正常打码。

细支烟、短支烟、标准烟共线分拣智能化包装。可以对细支烟的任意宽度进行定位;对细支烟和标准烟的宽度可以获取到精准的定位,对标准烟1至5条能精准向上堆叠;对细支烟1至4条也能精准向上堆叠;完美融合了细支烟和标准烟的自动堆叠包装,条烟摞型美观。通过电控算法计算订单出烟顺序,使其条烟排布符合上排小下排大的规则,从而进行裹包。独特的上翻式叠层方式,极大降低了进烟高度,极大地降低了工人换膜、维护设备的劳动强度。

对订单的适应性。细支卷烟实现上线分拣后,受当前自动贴标机技术参数等限制,每个包装内的条烟数量大于4条为宜;同时,考虑受当前立式烟仓数量限制(30个立式烟仓),每日分拣的细支烟、短支烟品规小于30个为宜。

细支烟、短支烟、标准烟共线分拣智能化包装是本项目最核心的内容。普天分拣系统与包装机数据对接,以及细支烟、短支烟、标准烟共线打码两个子系统是前置工作和辅助流程,三者共同构成了本项目研制的系统整体。

取得成效

项目自2018年12月开始论证,2019年2月进入实施,以每月一升级的节奏经历了3次迭代,经历了多次现场优化调整,于2019年4月取得预期成果。

经济指标。由于新技术的引入,产能大幅度提高,满足了市场的需求。经卷烟物流配送中心对多个异型烟分拣改造和设备选型方案进行前期调研后测算,以本项目作为替代,可以充分发挥现有设备效能,降低设备购置成本90万元;可有效降低劳动强度,与原有人工填仓、自动分拣、手工装袋模式相比,减少分拣人员6人,有效降低了人工成本。

效率指标。全标准烟分拣包装效率可达15000条/小时,等同于之前两台包装机的包装速度。细支烟、短支烟的合包效率由2000条/小时~2500条/小时,提高到3000条/小时~4000条/小时,2019年分拣高峰期突破了5000条/小时,高峰期日均分拣量超过50000条,设备有效利用率、残损率和差错率均符合设计指标。用包装机替代人工包装,出错率从0.03%降低至理论上零差错。

来源:沧州市局(公司)
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