摘要：“黑燈工廠”是DarkFactory的直譯，即智慧工廠，因為從原材料到最終成品，所有的加工、運輸、檢測過程均在空無一人的“黑燈工廠”內(nèi)完成，無需人工操作，所以可以關(guān)燈運行，故而得名。為有效提高煙草行業(yè)物流作業(yè)自動化水平，一些原先需要開燈作業(yè)的崗位具備了滅燈條件，實現(xiàn)卷煙分揀作業(yè)由少人化進而到無人化，煙草物流作業(yè)正一步步向“黑燈工廠”模式邁進。

關(guān)鍵詞：黑燈工廠；煙草物流；儲配；探索；運用

近年來，中國無數(shù)的制造商正在計劃以前所未有的規(guī)模用機器人和自動化改變生產(chǎn)流程，于是，“黑燈工廠”應運而生。黑燈工廠模式，是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，是一種高度自動化的作業(yè)模式，是一種智能化的生產(chǎn)流程。在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設備監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計劃編排與生產(chǎn)進度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。

這幾年國內(nèi)煙草業(yè)卷煙分揀技術(shù)發(fā)展很快，可以實現(xiàn)異型煙和標準卷煙共同分揀，在線合單。并且，當前很多商業(yè)企業(yè)正在進行物流智能化改造，積極謀劃中長期物流裝備升級。比如，在分揀模式上大膽推進“標異合一”全品規(guī)柔性分揀，在備貨和發(fā)貨環(huán)節(jié)推廣AGV等智能化輸送設備的綜合應用，通過提高物流裝備、設施設備及其他輔助工具的柔性化水平，實現(xiàn)煙草商業(yè)企業(yè)物流儲分車間一定程度上的無人化作業(yè)模式。下面，探討一種新的煙草商業(yè)企業(yè)物流儲分作業(yè)模式———“黑燈工廠”模式。

一、“黑燈工廠”模式的發(fā)展趨勢

（一）簡單的自動化設備不能滿足當前煙草行業(yè)物流儲分包等環(huán)節(jié)的需求。

隨著市場異型煙品規(guī)不斷增多、客戶異型煙訂單人工操作，人員長時間處于高強度作業(yè)環(huán)境；同時標準煙和異型煙分揀時長不同，嚴重影響線下合單的時間，進而影響后續(xù)配送服務質(zhì)量，不符合煙草物流配送中心長期發(fā)展規(guī)劃需求。

（二）現(xiàn)有技術(shù)設備對“黑燈工廠”模式的支撐。

1.設備技術(shù)的成熟性。對整個項目中的主要相關(guān)設備進行了全面調(diào)研，尤其對將來要投入使用的相關(guān)物流設備，進行了詳細的了解、調(diào)研，煙草行業(yè)擬選用的輸送設備、分揀設備、補貨設備技術(shù)均較為成熟，在部分地市級煙草配送中心均有較為成功的應用案例，可順利運行并實現(xiàn)分揀連續(xù)無差錯作業(yè)。設備技術(shù)的成熟性為我們的項目建設提供了較好的技術(shù)支撐，從而保證了卷煙配送中心日常工作的順利進行。

2.設備配置滿足未來發(fā)展需求。分揀線設計為2條分揀效率10000條/小時的標細異一體分揀線，有效解決細支煙占比90%的細支煙自動補貨、自動分揀，全品規(guī)卷煙線上合單分揀包裝，按日分揀作業(yè)時間7小時計算，完全滿足年分揀15萬箱需求。整體流程實現(xiàn)標細異全品規(guī)自動分揀，自動打碼，自動包裝，自動貼標。

3.新進設備的易操作性.卷煙配送中心分揀系統(tǒng)設計中，擬定選用計劃引進的先進成熟的設備，操作人員需要進行的動作主要包括系統(tǒng)的維護操作以及其他工位的輔助操作，新設備的易操作性為相關(guān)新型設備的引進提供了更大的可行性。

二、“黑燈工廠”模式的主要內(nèi)容

（一）“黑燈工廠”作業(yè)模式狀態(tài)描述。

結(jié)合現(xiàn)有場地及設備自動化程度的提高，我們準備打造這樣的生產(chǎn)車間：無人智能化車間。每一臺設備的監(jiān)控、檢測都是由機器人和編碼程序來替代。打開燈，我們就能看到，從卷煙備貨出庫，再到分揀線，進行分揀打碼、包裝，每一道工序都在設備自身監(jiān)測下有條不紊的進行。這就是我們準備實施的“黑燈工廠”模式。

（二）改善系統(tǒng)的自主能力，提升分揀效率。

提高分揀效率的關(guān)鍵在于PLC核心控制系統(tǒng)，結(jié)合實際需求進行多次調(diào)整，可采集與理解設備外界及自身的資訊，并以之分析判斷及規(guī)劃自身行為，實現(xiàn)對訂單數(shù)據(jù)進行分析和處理，自動計算每條線的分揀煙倉所需要的卷煙品規(guī)、數(shù)量和邏輯順序，使塑包機達到最大效率值，保證后續(xù)因合并包裝造成的延時，為保證整體效率提升做好提前保障。為解決在包裝過程中由于緩存皮帶過短而導致的堵煙問題，對打碼后的皮帶進行改造，將塑包前傳送皮帶改造成S型緩存皮帶，緩存卷煙由6米增長為17米，緩存卷煙由過去的50條增加到145條，有效增強了緩沖能力。

（三）運用整體可視技術(shù)，實現(xiàn)條煙精準識別。

“黑燈工廠”模式推行后，靈活運用可視技術(shù)的實踐，結(jié)合訊號處理、推理預測、仿真及多媒體技術(shù)，將實境擴增展示現(xiàn)實生活中的設計與制造過程。在特異型卷煙包裝環(huán)節(jié)，增設機械手，通過精準抓取不同規(guī)格的卷煙進行智能組垛包裝，解決了尺寸不便于包裝的問題，實現(xiàn)特異型卷煙自動分揀包裝。同時，安裝條煙精準識別系統(tǒng)，對打碼前的卷煙進行核對，保證異型煙分揀準確率達到100%，杜絕因分揀錯誤而造成的分揀停機時間。由于卷煙品種繁多，形狀各異，采用手工分揀的模式，容易出錯，且出現(xiàn)錯誤后，只能等到庫存核對時才能發(fā)現(xiàn)，整體可視技術(shù)有效解決了分揀出錯后糾錯難度大、時間長、影響分揀進度等問題。

（四）運用智慧模式進行協(xié)調(diào)、重組及擴充。

1.異型煙實現(xiàn)提前分揀，做到智慧等待。據(jù)以往統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，煙草行業(yè)異型煙銷量總占比20%左右，遇到農(nóng)村片區(qū)會出現(xiàn)一戶一條的情況，如果異型煙分揀與標準煙單戶卷煙同步進行，可能會造成標準煙等待異型煙的情況，所以開啟智慧等待模式，對分揀任務進行協(xié)調(diào)、重組及擴充，系統(tǒng)中各組承擔為可依據(jù)工作任務，自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。讓這些小的訂單提前分揀完畢，提前在傳送帶上進行等待，通過條煙計算方式，進行分戶并進入塑包機緩存區(qū)等待正常卷煙合單包裝。

2.實現(xiàn)待包裝標準煙位移，與異型煙進行合單包裝功能。購置標細異合一包裝機，打碼后，系統(tǒng)會通過標準煙和異型煙的不同屬性，通過擺臂皮帶進行分流緩存，利用底層滿包平移算法，將最底層五條卷煙平移出塑包機，進入異型煙包裝機，使等待包裝的異型煙始終在一個平面上進行合單，從而實現(xiàn)做加法的原理。

三、“黑燈工廠”模式在煙草物流儲配環(huán)節(jié)應用與探索

（一）結(jié)合現(xiàn)有場地及設備自動化程度的提高，每一臺設備的監(jiān)控、檢測都是由機器人和編碼程序來替代。今后一線的流水線作業(yè)，特別是大量重復勞動的崗位，用機器替代人。打開燈，我們就能看到，從卷煙入庫到存儲，再到上分揀線，進行分揀打碼、包裝，每一道工序都在設備自身在監(jiān)測下有條不紊的進行。這就是我們準備實施的“黑燈模式”。

（二）在煙草物流倉儲作業(yè)環(huán)節(jié)，通過數(shù)字化倉儲系統(tǒng)、RFID技術(shù)、電動叉車以及多穿備貨設備等現(xiàn)代物流設備、技術(shù)的應用，實現(xiàn)卷煙出庫作業(yè)信息自動化。多穿備貨設備由自動拆煙設備、空托盤疊煙設備、輥道輸送機、倍速鏈、多層穿梭車、多穿提升機、多穿貨架等組成。可以實現(xiàn)標準件煙、相對規(guī)整的異型煙自動拆垛成件煙，自動拆垛能力≥700件/小時。多穿備貨設備設計卷煙全品規(guī)儲分一體，采用叉車根據(jù)終端提示為自動拆垛設備/人工拆垛設備進行補貨，將整托盤卷煙拆垛后通過輥道輸送自動輸送為大品規(guī)倍速鏈以及中小品規(guī)多穿系統(tǒng)進行補貨作業(yè)。

（三）在煙草物流分揀作業(yè)環(huán)節(jié)，設計卷煙自動開箱補貨系統(tǒng)，實現(xiàn)標準煙、細支煙、超長中支煙自動開箱、自動補貨；配置標細異塑包機，實現(xiàn)標細異全品規(guī)包裝；升級現(xiàn)有包裝貼標系統(tǒng)，實現(xiàn)全品規(guī)卷煙自動合單包裝、貼標。單線配置151個分揀煙倉，實現(xiàn)標準煙AB類煙占日銷量98%以上，細支卷煙AB類煙占細支日銷量90%以上的品規(guī)自動開箱、自動補貨，全品規(guī)卷煙自動分揀、自動打碼、自動包裝、自動貼標。標細異合一分揀系統(tǒng)采用柔性設計，可兼容標準煙、細支煙、中支煙自動開箱、自動補貨、自動分揀；其余異型煙由柜式機分揀剩余異型卷煙，自動分揀，真正實現(xiàn)標、細、異三合一共線分揀、包裝，為滿足行業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提高了系統(tǒng)柔性。

四、“黑燈工廠”模式在煙草物流儲配車間的實踐成效

（一）“黑燈工廠”模式在煙草商業(yè)企業(yè)物流倉儲作業(yè)環(huán)節(jié)的探索運用，展現(xiàn)了品質(zhì)、快速、彈性、穩(wěn)定等各項特質(zhì)，實現(xiàn)全品規(guī)卷煙車廂內(nèi)自動抓取與線下碼盤作業(yè)，有效解決了卷煙入庫環(huán)節(jié)勞動強度大、用工多、勞動效率低的問題，物流作業(yè)自動化水平大幅度提升。

（二）“黑燈工廠”模式在煙草商業(yè)企業(yè)物流分揀作業(yè)環(huán)節(jié)的探索運用，實現(xiàn)卷煙全品規(guī)一體化包裝，能夠有效提高分揀、包裝、配送效率，大大降低分揀勞動輕度，減少人員勞動力的開支，盡可能多地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量。

（三）“黑燈工廠”模式在煙草商業(yè)企業(yè)物流配送作業(yè)環(huán)節(jié)的探索運用，提高在生產(chǎn)過程中的可靠性，即時取得相關(guān)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并將生產(chǎn)排程最佳化、合理化等，實現(xiàn)真正意義上的“一包煙”，提高卷煙裝載率，提高了送貨效率和服務水平。

（四）“黑燈工廠”模式的研究與探索，能夠在煙草商業(yè)企業(yè)卷煙物流作業(yè)中探索卷煙卸貨、分揀、包裝，解決傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)一線員工對于電腦設備操作步驟并不太熟悉、特殊廠房環(huán)境與生產(chǎn)線作業(yè)方式、經(jīng)常性地變動廠內(nèi)生產(chǎn)線、資料收集作業(yè)方式太過于繁瑣等現(xiàn)場狀況，在現(xiàn)場資料收集完整性、即時性的表現(xiàn)便能夠得到進一步強化，實現(xiàn)全流程自動化作業(yè)，達到智能倉儲、智能分揀的目標。

（五）“黑燈工廠”模式，是一種高度自動化的作業(yè)模式，是一種智能化的生產(chǎn)流程，它能夠用機器取代人力，市級煙草公司物流中心可減少20人左右，降低成本220萬/年左右，從而達到降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的。

參考文獻：

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