文｜河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心

周政偉

本文以國內(nèi)某大型醫(yī)藥流通企業(yè)配送中心自動化立體倉庫系統(tǒng)規(guī)劃設計為例，通過對客戶藥品承載器具標準化設計，實現(xiàn)了包括貨物上架、整件揀選、拆零揀選、復核包裝、空閑容器回收在內(nèi)的全流程的高度自動化作業(yè)，為今后醫(yī)藥行業(yè)自動化配送中心的總體規(guī)劃設計工作提供一定的參考依據(jù)。

卷煙物流的分揀配送環(huán)節(jié)是衡量卷煙企業(yè)整體競爭實力的一項重要指標。分揀系統(tǒng)在物流系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，分揀系統(tǒng)的優(yōu)劣，直接影響著整個物流供應鏈正常而有效的流通。為了能夠及時、高效、準確地完成分揀作業(yè)，件煙自動分揀系統(tǒng)在全國各地煙草物流中心應用的越來越廣泛。

目前煙草物流件煙自動分揀系統(tǒng)采用以下工作模式，在每班次生產(chǎn)運行開始時，當班人員要根據(jù)當班機組生產(chǎn)牌號、規(guī)格、計劃產(chǎn)量等情況，在物流倉庫管理系統(tǒng)WMS上進行人工錄入信息進行件煙入庫分流設道，經(jīng)分揀后由機器人碼垛完成入庫。每班組當班人員由于操作習慣不同，分流設道入庫情況不相同，相應的設備運行情況也不相同。如果生產(chǎn)機組和牌號規(guī)格發(fā)生臨時性變化，如班中換牌、試制卷煙等情況，入庫當班人員不能及時地找到最合適的分流設道策略，就會造成設備運行效率降低，進而使入庫分揀設備每萬箱停機次數(shù)增加。因此開展成品件煙入庫柔性自動識別分流設道，是一項切合生產(chǎn)實際亟待研究的課題，設計實施此項目有著十分的必要性。

本文對涉及到自動分揀系統(tǒng)的MES、WMS、WCS、件煙條碼信息等系統(tǒng)，進行分析、設計和測試，設計出一套智能分揀系統(tǒng)。在整個分揀過程中，智能分揀系統(tǒng)根據(jù)實時生產(chǎn)情況及時調(diào)整工作狀態(tài)，從而智能計算出一種最優(yōu)的件煙分揀策略，使各個工作環(huán)節(jié)協(xié)同工作，最終達到提升整個系統(tǒng)工作效率的目的。

智能分揀在件煙入庫系統(tǒng)中的實際應用

一、基于智能分揀的件煙入庫系統(tǒng)概念

煙草行業(yè)的件煙分揀系統(tǒng)是以自動化設備為主，與流水作業(yè)的分揀系統(tǒng)不同的是大部分的工作是由機器完成的，人工的作業(yè)只是用來輔助機器作業(yè)的不足，處理一些分揀不完善的件煙等。

智能分揀件煙入庫系統(tǒng)通過結合MES系統(tǒng)生產(chǎn)任務工單，以及對件煙入庫控制系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的讀取與分析，進行梯次組合實驗，并對試驗數(shù)據(jù)進行關聯(lián)性分析與評價，依據(jù)分析結果劃分相應的牌號及適應的入庫通道地址，依據(jù)最優(yōu)的分道方式，同時結合MES生產(chǎn)任務工單，即每班次生產(chǎn)前能夠自動讀取上游設備排產(chǎn)的在制品牌號，并自動規(guī)劃好每種牌號的最優(yōu)分道地址，實現(xiàn)智能設道，并在對應分揀線的道內(nèi)采用LED顯示屏等目視化管理，能夠直接了解入庫道內(nèi)所對應的牌號信息；依據(jù)MES生產(chǎn)任務工單以及成品入庫計數(shù)功能結合生產(chǎn)運行時間，實現(xiàn)班次結束后成品入庫通道內(nèi)對成品件煙自動清道，清除成品入庫區(qū)內(nèi)所剩余的不滿足整托盤入庫的件煙。

二、件煙智能分揀入庫系統(tǒng)的設計應用

1. 自動識別分流設道的技術研究

開展成品件煙入庫時的自動識別分流設道的技術研究，以期在自動識別分道的基礎上實現(xiàn)件煙物流線的柔性自適應入庫技術，其件煙智能分揀入庫工作流程圖如圖1。

圖1 件煙智能分揀入庫工作流程圖

2. 生產(chǎn)業(yè)務研究

基于卷接包生產(chǎn)機組計劃排產(chǎn)產(chǎn)量、規(guī)格牌號以及相應的件煙入庫分道歷史數(shù)據(jù)，同時結合MES系統(tǒng)下達的卷接包生產(chǎn)任務工單，依靠數(shù)據(jù)建模分析技術，建立一套成品件煙入庫分流設道的模型，形成一套與卷接包生產(chǎn)機組、計劃產(chǎn)量和牌號相對應的最優(yōu)分道操作策略。利用該套策略，依據(jù)入庫掃碼、緩存回流掃碼等功能，讀取件煙牌號一號工程信息數(shù)據(jù)，進行自動規(guī)劃分道地址。生產(chǎn)業(yè)務流程圖，如圖2。

圖2 生產(chǎn)業(yè)務流程圖

3.條碼信息研究

改造現(xiàn)有成品高架倉儲系統(tǒng)，通過在封箱機封箱完成線路增加件煙條碼掃碼器，和增加與車間封箱機生產(chǎn)工單信息對接的方式，構建件煙條碼采集功能。最終入庫記錄到每一件件煙的詳細信息：車間各封箱機的生產(chǎn)工單信息，封箱的件煙碼信息，件煙所屬封箱機信息等。分揀系統(tǒng)根據(jù)所經(jīng)過的件煙所屬封箱機來源信息進行設道，最終將同封箱機同生產(chǎn)批次的件煙進行組垛入庫。入庫完成后系統(tǒng)記錄托盤中件煙詳細生產(chǎn)批次信息。條碼信息數(shù)據(jù)流向，如圖3。

圖3 條碼信息數(shù)據(jù)流向

4. 建立最優(yōu)入庫柔性自動分流設道模式

建立全部在制品規(guī)格牌號的最優(yōu)入庫柔性自動分流設道模式，并依據(jù)MES生產(chǎn)任務工單啟動結束情況、成品入庫掃碼計數(shù)功能、生產(chǎn)班次運行時間等，實現(xiàn)生產(chǎn)開始時的成品件煙自動設道。

5.智能分揀工作流程（見圖4）

圖4 智能分揀工作流程圖

（1） 通過條碼根據(jù)綁定關系找到封箱機，然后根據(jù)封箱機找對應的入庫道口，分揀入庫。

（2）如果條碼和封箱機找不到綁定關系，剔除到剔除口。

（3）如果物流主道掃不到條碼，剔除。

6.WCS系統(tǒng)增設功能

（1）WCS與掃碼器對接記錄件煙與封箱機和MES工單的綁定關系。

（2）WCS與分揀線按照封箱機設道。

（3）WCS與分揀線按照件煙綁定的封箱機進行分揀。

（4）WCS對件煙分揀軌跡進行日志記錄。

（5）WCS成品庫入庫自動設道功能。

（6）WCS成品庫入庫自動清道功能。

（7）WCS成品庫入庫道口共享功能。

7.WMS系統(tǒng)增設功能

（1）WMS增加封箱機設道管理。

（2）WMS增加入庫工單管理功能。

（3）WMS 用工單切換取代班次切換。

（4）WMS增加出庫管理功能。

（5）WMS與MES接口。

（6）日志管理。

（7）WMS成品庫入庫自動設道功能。

（8）WMS成品庫入庫自動清道功能。

（9）WMS成品庫入庫道口共享功能。

（10）WMS成品庫分揀信息管理。

（11）WMS相關界面增加銷區(qū)和版面信息。

三、結論

整個智能分揀件煙入庫自動設道系統(tǒng)改造主要涉及：封箱機組條碼信息采集，條碼與封箱機和MES工單信息綁定，調(diào)度系統(tǒng)與MES的信息聯(lián)動接口，分揀線設道，托盤入庫信息綁定，WMS入庫工單管理功能，WMS出庫功能等7個模塊。

開展成品件煙入庫時的自動識別分流設道的技術研究，以期在自動識別分道的基礎上實現(xiàn)件煙物流線的柔性自適應入庫技術，一方面在成品件煙自動分流設道入庫的基礎上擴展其分揀入庫能力，提高成品入庫效率；另一方面，通過動態(tài)優(yōu)化，為各個不同規(guī)格牌號的件煙提供實時的、自適應的最優(yōu)分道策略。同時，這也是智能制造、智慧物流發(fā)展的未來趨勢。