0 前言
中國(guó)是世界上最大的煙草生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，煙草工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著舉足輕重的地位。由于科技進(jìn)步對(duì)煙草行業(yè)的增長(zhǎng)貢獻(xiàn)率高達(dá)70％，因此各卷煙廠紛紛投入巨資致力于應(yīng)用先進(jìn)制造模式，以謀求更多的市場(chǎng)份額和生存空間。近20年來(lái)，中國(guó)煙草企業(yè)投資數(shù)百億元，進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，使得主要的骨干企業(yè)的技術(shù)裝備接近了國(guó)際水平。
近年來(lái)，卷煙廠技術(shù)改造一般為異地技術(shù)改造，即另征新址建設(shè)現(xiàn)代化的卷煙制造廠。其主要建筑物是聯(lián)合生產(chǎn)工房，內(nèi)部工藝流程主要有打葉復(fù)烤生產(chǎn)線、制絲生產(chǎn)線、卷接包機(jī)組、物流系統(tǒng)等。
由于卷煙廠利稅很高，一般技術(shù)改造資金充足，起點(diǎn)和目標(biāo)都很高。其專用設(shè)備如卷接包機(jī)組一般為進(jìn)口，煙葉、制絲生產(chǎn)線一般為定點(diǎn)廠家生產(chǎn)。物流系統(tǒng)也體現(xiàn)了先進(jìn)水平，一些技術(shù)含量高的物流裝備通?？偸窃跓煵菪袠I(yè)率先應(yīng)用，如自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、機(jī)器人等在煙廠物流系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用?？梢赃@樣說(shuō)，煙廠物流系統(tǒng)代表了目前我國(guó)物流行業(yè)的先進(jìn)水平。
本文通過(guò)某煙廠異地技術(shù)改造設(shè)計(jì)實(shí)例，系統(tǒng)地說(shuō)明煙廠物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、計(jì)算方法、設(shè)備配置。限于篇幅，本文首先介紹輔料庫(kù)、成品庫(kù)和AGV系統(tǒng)。
1 概述
1.1 總體布局
煙廠的主體建筑是聯(lián)合生產(chǎn)工房，與生產(chǎn)香煙所有有關(guān)的生產(chǎn)線均在其中，從煙葉進(jìn)廠直到煙箱運(yùn)出，目前國(guó)內(nèi)外大部分卷煙廠均是采用這種方式。
圖1為某卷煙廠聯(lián)合生產(chǎn)工房平面圖，一層建筑面積5萬(wàn)ｍ2。各區(qū)域功能如下：
ａ） 片煙處理線：接收片煙包，按照不同牌號(hào)煙葉的處理工藝進(jìn)行片煙處理；
ｂ） 片煙庫(kù)：根據(jù)配方貯存片煙，根據(jù)制絲線需要出庫(kù)；
ｃ） 制絲生產(chǎn)線：根據(jù)不同牌號(hào)香煙需求生產(chǎn)煙絲，控制不同牌號(hào)香煙的煙葉、煙梗投入量；
ｄ） 加香配比間：根據(jù)香煙牌號(hào)為煙絲進(jìn)行加香等處理；
ｅ） 儲(chǔ)絲房：按規(guī)定條件儲(chǔ)存不同牌號(hào)煙絲，根據(jù)生產(chǎn)需要向卷接包機(jī)組風(fēng)送煙絲，也可以采用電動(dòng)料斗輸送型式；
ｆ） 濾棒成型車間：加工不同牌號(hào)濾棒；
ｇ） 輔料庫(kù)：按生產(chǎn)牌號(hào)進(jìn)行輔料配盤，儲(chǔ)存卷煙紙、包裝材料；
ｈ） 卷接包車間：煙支制造、成盒、成條、裝箱；
ｉ） 成品庫(kù)：貯存成品件煙箱（50條裝），成品發(fā)貨；
ｊ） 輔料暫存區(qū)：輔料接收、分類、暫存。
1.2 設(shè)計(jì)條件
主要設(shè)計(jì)條件如下：
ａ） 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力：60萬(wàn)箱（大箱）/年；
ｂ） 年工作日：251天；
ｃ） 輔料庫(kù)工作時(shí)間：出庫(kù) 22.5ｈ/天，入庫(kù) 8ｈ/天；
ｄ） 輔料庫(kù)貯存量：滿足4天生產(chǎn)需求；
ｅ） 成品庫(kù)工作時(shí)間：入庫(kù) 22.5ｈ/天，入庫(kù) 8ｈ/天；
ｆ） 成品庫(kù)貯存量：滿足9天成品煙產(chǎn)量需求；
ｇ） 件煙箱（50條裝）外形尺寸：448ｍｍ×245ｍｍ×548ｍｍ（5件為一大箱）；
ｈ） 托盤尺寸：1 200ｍｍ×1000ｍｍ×150ｍｍ（木質(zhì)單面四向進(jìn)*式托盤）；
ｉ） 卷煙機(jī)生產(chǎn)效率：7000支/min；
ｊ） 包裝機(jī)組生產(chǎn)效率：400包/min；
ｋ） 裝封箱生產(chǎn)效率：240條/min。
1.3 工藝布置
工藝布置見圖2。
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2 輔料庫(kù)
2.1 輔料配盤
輔料配盤作業(yè)是根據(jù)生產(chǎn)的香煙品種，將所需的輔料組合起來(lái)，碼放到托盤上，送進(jìn)輔料庫(kù)儲(chǔ)存，供生產(chǎn)時(shí)使用。
2.1.1 輔料種類及規(guī)格尺寸
以某品牌硬盒香煙為例，生產(chǎn)所需的輔料規(guī)格及消耗量如表1所示。
2.1.2 輔料配盤的原則
ａ） 一個(gè)配盤中的輔料供一個(gè)卷接包機(jī)組在一段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)一種品牌產(chǎn)品的需要。
ｂ） 每一配盤中所配不同輔料的數(shù)量按照機(jī)臺(tái)消耗盤中各種輔料的時(shí)間基本相同來(lái)決定，避免出現(xiàn)大量的余料盤。
ｃ） 配盤的種類盡可能少。
2.1.3 配盤示例
表2為某品牌硬盒香煙的輔料配盤。
本品牌共有4種配盤，即該品牌生產(chǎn)時(shí)，最少要調(diào)出4個(gè)托盤才能保證正常生產(chǎn)。所有品牌的配盤總數(shù)是計(jì)算輔料庫(kù)容量的重要依據(jù)。
2.2 流量及庫(kù)存量計(jì)算
該廠同時(shí)生產(chǎn)硬盒和軟盒香煙，硬盒包裝生產(chǎn)量占總量的70％，軟盒包裝生產(chǎn)量占總量的30％。
2.2.1 出庫(kù)流量
ａ） 18臺(tái)機(jī)組全部正常生產(chǎn)時(shí)，卷煙、封盒機(jī)最大流量為1.63盤/h，條煙包裝機(jī)最大流量為6.84盤/h，條煙裝封箱機(jī)最大流量為7.53盤/h，合計(jì)為16盤/h。
?。猓?余料退盤按總盤的15％計(jì)算，約3盤/h；換牌按增加6盤/h計(jì)算。
?。悖?出庫(kù)流量合計(jì)25盤/h。
2.2.2 入庫(kù)流量
出庫(kù)生產(chǎn)為22.5ｈ，配盤作業(yè)時(shí)間為8ｈ，換算入庫(kù)流量約為71盤/h。
總?cè)氤鰩?kù)量合計(jì)為96盤/h（出入庫(kù)同時(shí)工作時(shí)）。
輔料庫(kù)貯存量要求能夠滿足生產(chǎn)4天需量，則輔料庫(kù)存量要不少于2 250盤。
2.3 輔料庫(kù)設(shè)備配置
根據(jù)場(chǎng)地情況和總儲(chǔ)存量需求，配置貨架和相關(guān)設(shè)備。
2.3.1 貨架
設(shè)置8排、7層、23列，其中22列為雙托盤位，總托盤位為2 520，能夠滿足生產(chǎn)需要。
2.3.2 雙向雙伸位巷道堆垛機(jī)
每個(gè)巷道配置一臺(tái)堆垛機(jī)，每臺(tái)堆垛機(jī)的出入庫(kù)處理能力要大于48 盤/h。堆垛機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：
ａ） 行走速度：ｖｋE＝2.67 ｍ/ｓ（空載），ｖｋF＝2.08 ｍ/ｓ（滿載）；
ｂ） 升降速度：ｖｎE＝0.75 ｍ/ｓ（空載），ｖｎF＝0.50 ｍ/ｓ（滿載）；
ｃ） 最大載重量為600 ｋｇ，采用紅外通信方式；
ｄ） 貨*動(dòng)作（即取放貨）所需時(shí)間：前排貨架為Tｓｃ1＝15.79 ｓ（同出入庫(kù)貨臺(tái)）；后排貨架為Tｓｃ2＝19.49 ｓ。
2.4 堆垛機(jī)效率計(jì)算
貨物的出入庫(kù)貨臺(tái)在貨架最低層的兩端。取堆垛機(jī)的單一作業(yè)循環(huán)概率η1與復(fù)合作業(yè)循環(huán)概率η2分別為80％和20％。
單一作業(yè)循環(huán)指堆跺機(jī)從原始位置開始完成單一存（?。┴浳锏娜窟^(guò)程，復(fù)合作業(yè)循環(huán)是指堆跺機(jī)從原始位置開始完成存、取貨物的全部過(guò)程。
根據(jù)歐洲FEM 9.851 標(biāo)準(zhǔn)和庫(kù)區(qū)總體布置情況，分別計(jì)算出（對(duì)應(yīng)于列層數(shù)）P1（9，5），P2（30，2）的作業(yè)時(shí)間和堆跺機(jī)的出入庫(kù)能力。
2.4.1 平均單一作業(yè)
平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間Ts＝Tp1＋Tp2＋Tsc1＋Tsc2
故Ts＝61.12ｓ，則單一作業(yè)堆跺機(jī)出入庫(kù)能力為
M1＝3600/61.12＝58.9托盤/h
2.4.2 復(fù)合作業(yè)
故Td＝103.38ｓ，則復(fù)合作業(yè)堆跺機(jī)出入庫(kù)能力為
M2＝3600/103.38×2＝69.6托盤/h
2.4.3 綜合出入庫(kù)作業(yè)能力
按照單一作業(yè)和復(fù)合作業(yè)的比例計(jì)算堆垛機(jī)綜合
堆垛機(jī)滿足出入庫(kù)效率要求，空閑時(shí)間可以完成空托盤入庫(kù)工作。
2.5 工藝流程
接收的輔料首先進(jìn)入到輔料暫存庫(kù)房，檢驗(yàn)合格后送到配盤區(qū)。
入庫(kù)時(shí)首先從庫(kù)中調(diào)出空托盤組，*車卸下并分成單個(gè)托盤。搭配區(qū)工作人員根據(jù)搭配單在配盤工作區(qū)將輔料按要求搭配成盤，利用手持?jǐn)?shù)據(jù)終端掃描托盤條碼，控制系統(tǒng)自動(dòng)按香煙品種進(jìn)行綁定。
配好的托盤由人工用*車送到入庫(kù)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上，經(jīng)外形檢測(cè)后通過(guò)雙伸堆垛機(jī)存入倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)分配的貨位。
出庫(kù)、空托盤回收、退料在AGV系統(tǒng)中詳細(xì)說(shuō)明。
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