卷烟智能物流配送中心设计

本文以安徽省阜阳市烟草公司智能物流配送中心建设为例，以仓储和分拣需求数据为依据，进行仓储和分拣的智能物流规划设计，进而实施信息系统集成，最后对该项目取得的收益进行总结。

一、项目情况简介

安徽省阜阳市烟草专卖局（公司）下辖6个县级烟草专门局（营销部），担负着9775平方公里的卷烟经营和市场管理工作。

近年来，安徽省烟草公司阜阳市公司（简称“阜阳市公司”）物流配送中心在仓储和分拣方面，虽然也进行了一些小范围的改造，但仍不能满足日益增长的卷烟配送需求，主要表现在以下几个方面：

一是现有卷烟物流配送中心及其配套面积严重不足；

二是信息化水平较低，信息孤岛现象严重，各个系统没有进行有效集成共享；

三是配送中心主要物流设备自动化程度低，与生产规模不匹配，作业人员劳动强度大深圳到泉州物流。

基于以上原因，阜阳市公司于2011立项启动了新的物流配送中心建设项目。建设目标是，要把卷烟物流配送中心建成信息化程度较高的、满足远期发展需要的智能卷烟物流配送中心，充分考虑系统实用性、可靠性、兼容性、联动性，依靠先进的技术设备和科学的管理，将自然环境、建筑环境与建筑技术、计算机技术、自动控制技术、通讯与信息处理技术等先进技术相结合，应用适度超前且成熟的设备和系统，最终实现降本增效。

二、卷烟物流数据分析

为了解决卷烟配送中存在的问题，需要建立自动化和信息化相结合的智能卷烟配送中心，同时需要满足近期和远期的卷烟销售任务，提高卷烟配送效率。本项目以2014年阜阳市公司的销售数据为基础，对仓储、分拣以及订单数据等进行全面分析。

1.仓储量的分析

根据《卷烟配送中心设计规范》规定的计算公式进行计算，Q=（A×10+B×15+C×25）×к，其中Q表示总仓储量，A表示省内烟日平均销量，B表示邻省烟日平均销量，c表示其余省份烟日平均销量。к表示库存量峰值系数，为13。由于省内烟、邻省烟、远省烟比例为5：1：4，以阜阳市公司规划年销量281000大箱（1大箱=5件=250条）为标准，年工作时间为250天，每托盘30件烟来计算，得出省内、邻省、省外烟的每天存储数如下：

省内：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盘×50%=94PL/天：

邻省：2 8 1 0 00箱/年/×5÷250天÷30件/托盘×10%=19PL/天；

省外：281000箱/年/×5÷250天÷30件/托盘×40%=75PL/天。

按照省内烟10天的存储量，邻省烟15天存储量，远省烟25天的存储量要求，仓库所需要的总货位数量为3100货位，取1.3的峰值系统，阜阳市公司物流配送中心的总货位数为4030个货位，其中立库货位数量设计为3780个，件烟缓存区250个货位，仓库卷烟总存储量为24.2万大箱。

2.分拣量的分析

根据《卷烟配送中心设计规范》：按照年工作时间250天，每天7小时，销量波动系数1.2，设备综合利用系数11=80%计算，设计年销售量为28100韶关到上饶物流0大箱；

日平均分拣量：28.1×10000×250÷250=281000条/天

日高峰分拣量：281000×1.2=337200条/天

日高峰时段的系统分拣量：337200÷7=48172条/h

考虑η=80%设备综合利用系数，则系统分拣效率需求为：

48172（条/h）÷80%=60215（条/h）

若配备额定分拣效率为20000（条/h）的分拣设备，按照60215（条/h）÷20000（条/h）=3.01来计算，应配备分拣设备3套，因此在年销量为28万大箱的情况下。需要配备3条能力为20000条/h的复合分拣线。

3.订单品牌数量

通过对销售数据进行EIQ（E：Order Entry；I：Item；O：Quantity）分析，即从用户订单、品种、数量数据出发，进行分拣配送特性的分析。从EIQ分析的结果分析配送中心的物流状态，得出诸如配送中心卷烟品种的销售情况、ABC分类、出入库频次、时间特征、订单分布情况等内容。依此进行物流系统平面布局、分拣设备配置、出入库设备能力计算、自动化程度等要素的设计，同时根据实际销售量数据进行仿真验证，以保证整个配送中心规划设计合理和未来的可靠运行。

本次主要分析的指标包括：

（1）品种数量（IQ）

分析每一品种卷烟规格订货总数量的情况，用于确定ABC分类并根据此分类针对性地进行工艺布局和设备配置。

阜阳市公司年销售的总品牌数量为122个，总量为54650047条；日均销售品牌数为66个，日销售最大品牌数为92个。前18个品牌占销售总量的80.49%，定义为A类烟；第19到第31个品牌为9.86%，定义为B类烟；其余的定义为C类烟。

（2）品种受订次数（IK）

分析每一品种规格订货的次数。确定仓储的库存策略，分拣前缓存的策略、分拣设备的配置数量等条件。

由于A、B类品牌受订频次高，分拣量大，在仓储方面考虑到出库优先的原则，对A、B类品牌的存放可采用靠近出库端的方式，提高出库效率；增加A、B品牌卷烟的缓存数量，以保证对分拣设备的持续补货；在分拣方面采用自动补货系统，降低操作人员的劳动强度。C类品牌由于受订频次少，分拣量一般，在仓储方面可考虑放置在货架顶层，备货采用拆垛或整托盘出库分批次备货的模式，分拣方面可以采用人工补货的方式。 （3）订单量（EQ）分析

分析订单订货数量的情况，了解订单的数量分布和相关比韶关到吐鲁番物流例，确定分拣后卷烟的包装模式。

（4）订货量分析

一定时间内的出货数量总量的分析，如每日、每月、高峰日、高峰月等，分析系统能力需求，用于确定仓储系统、分拣系统能力、根据情况设定系统的冗余度。

三、物流规划设计

基于对卷烟仓储分拣数据分析，规划方从物流中心总体布局、仓储设计、件烟备货设计、分拣设计以及整体作业流程等进行规划设计，以满足智能物流配送的需求。

1.总体布局

如图1所示，阜阳市公司卷烟物流配送中心由卸车区、码垛入库区、拆垛出库区、立库区、分拣缓存区、条烟分拣区、空纸箱暂存区、发货备货区、异形烟打码区和发货装车区等组成，满足卷烟从入库到打包整个过程的自动化智能配送业务处理。

2.仓储区域的设计

仓储部分规划设计为自动化立体仓库，货位数3780，省内烟采用整托盘收货，经信息录入后，由叉车取至入库站台，经输送设备到立体仓库的指定货位存放；省外烟由机器人码垛机码成实托盘（30件/托盘）后，经输送系统送至入库站台，由输送设备送到指定货位存放。

按照年销售量28.1万箱进行计算，机器人码盘入库效率为51盘/小时，出库机器人拆垛效率为57.5盘/小时，2台机器人拆垛效率为1200件/小时，每条分拣线的分拣效率为20000条/小时，即400件/小时。

3.件烟备货区域的设计

件烟备货区域采用件烟密集备货通道、配合多层穿梭车系统，实现所有标准的自动缓存备货。其中，密集备货通道集中处理其中约占总销量前50%的6个品规，配置1台叠烟机，1台补货穿梭车.8组密集备货通道，8台拆烟机及输送系统等设备，实现卷烟自动缓存、分拣线自动补烟。其余卷烟品牌作为中、小品规，采用多层穿梭车系统进行自动缓存备货，该部分由3台入库提升机、3台出库提升机、14台高速件烟穿梭车、穿梭车货架（14层）、输送系统等组成。

多层穿梭车系统为阜阳市公司新引进的缓存拣选工艺，入库提升机分别通过与输送系统及货架入库站台的对接，可实现将需要存储的件烟提升至货架任意一层，也可以实现货架每一层内都存有所有中、小品牌卷烟；货架共有14层，每层都设置有1台高速穿梭车，各穿梭车之间独立运行，互不影响，高速穿梭车通过与入库站台对接，以货叉形式将件烟搬运至穿梭车载货台内，通过穿梭车在该层内的纵向运动，到达相应货位，再以货叉形式将件烟搬运至货架内，完成件烟的缓存任务。分拣线产生补烟需求时，穿梭车运动至相应位置，选取所需卷烟。放置于出库站台，出库提升机通过与出库站台、输送系统配合，将件烟按照实际需求排序后输送至分拣线。方案中共设置3台出库提升机，一一对应3条高速条烟分拣线，各提升机独立工作，互不影响。

4.分拣系统的设计

设计3条高速条烟分拣线，单条分拣线主要包括2台自动开箱机、10台通道机、12组卧式分拣机（10通道，组）、2条条烟皮带线，单线共设置130个通道。标准条烟分拣线实现99.9%以上自动补烟、自动开箱，100%自动分拣、自动打码、自动装箱及自动贴标；同时，设计一条异型烟分拣线，完成异型烟分拣任务。

根据上面订单数据分析，本方案采用国内领先的高速条烟分拣技术，合理设置通道数量及设备，使系统既做到科学合理符合实际要求，又有一定超前性，整体设计思路突出以下几点：

（1）适度自动化：自动上烟、自动补货、自动分拣、自动装箱，自动补货量在99%以上，人员的工作量与工作强度基本平衡，并能体现劳动效率的提高和劳动强度的降低；

（2）设备分拣革新：卧式、立式、通道分拣机均采用预分拣机，具有预分拣功能，提高分拣效率；

（3）分拣原理提升：分拣单机顺序下烟，基本为单机串行的工作模式改变为分拣单机并行预分拣、全部分拣单机为并行的工作模式；

（4）分拣下烟姿态：下烟姿态最优，并最高密度的布置在主分拣皮带线上；

（5）大幅提高分拣效率：在现有订单结构下，实现实际不低于20000条/小时分拣效率；

（6）流程简单：所有品牌在同一条线上分拣，没有合单过程，单品牌下烟；

（7）品牌集中度高：同一品牌固定在一个通道，便于发货交接；

（8）出现品牌超多的情况，系统会提示操作人员，是否调整到异形烟分拣线分拣，可以有效做到极小品规作为异形烟分拣的效果。

5.作业流程设计

如图2所示，卷烟物流配送中心的主要工艺流程设计为：收货→扫码→码盘整理→入库→仓储管理→出库→出库扫码→分拣补货（件烟补货）→分拣→打码→包装→整理→[暂存]→出货。

为了满足智能物流配送中心的建设要求。整个工艺流程的设计是完全信息化的过程，上位计算机按照事先设定的程序通过电气控制使设备按一定的规律运行，一些由人工完成的环节按计算机终端、无线终端、显示屏的信息进行操作，人工实施完成后通过计算机终端、无线终端、确认按钮等把信息传递到上位计算机，使整个系统始终处于正确的信息管理中运行，自动完成卷烟从入库到出库到分拣的业务过程。

四、信息系统设计

物流园区的信息系统架构，如图3所示。配送中心物流系统分为决策层、管理层、业务层和控制执行层。

决策层包括负责采集全省或者地市物流仓储、运行、成本等信息，并通过BI等技术进行综合分析，形成省级和地市级的决策数据，同时，监控省级或者市级的物流业务运行过程。

管理层主要负责资源、费用、计费、绩效、综合管控等物流项目的管理统计。

业务层包括了仓储管理系统、分拣管理系统、运输管理系统，负责了物流仓储、分拣、配送的管理。

控制执行层，负责调度和控制自动化仓储和分拣物流设备完成上位系统下达的指令。

同时，物流系统与外部系统如专卖营销系统、一号工程、数字仓储、财务管理、人力资源等外部系统进行数据对接，完成整个配送中心的业务。

五、项目建设成效

阜阳市公司智能配送中心建成以后，解决了仓库容量长期不足的问题，实现了企业信息化集成，提高了物流的自动化水平，减轻了操作人员的劳动强度，降低了差错率，提高了分拣配送质量。