超高速卷烟分拣设备及技术

冉文学　宋志兰　刘　森　谭　涛　陈　海　孙志刚

摘要：应用“N+1配送分拣组单”技术开发的超高速条烟分拣设备，成功地将条烟分拣线的生产能力提高了数千条／小时，为我国烟草商业配送半自动化、自动化条烟分拣线的应用扫清了障碍。关键词：N+1专利技术、超高速、条烟分拣设备曾经没有人相信，半自动、自动条烟分拣线能力能够超过10000条／小时，也曾有人断言，条烟自动分拣线超过10000条／小时是禁区。实际上，分拣技术的发展也是与时俱进的。2009年7月1日，在湖南白沙物流有限公司分拣车间，一个应该令卷烟分拣行业振奋的分拣效率实测结果产生了：城网车组，分拣速度为17880条／小时；农网车组，分拣速度为13970条／小时。2008年1月，经过长时间的潜心研究，一个基于崭新理念的国家发明专利诞生——配送订单自动化分拣组单配货工艺(专利号：200810058042.5，专利权人：冉文学)。这项专利技术不再寻求多种设备组合来解决高速分拣问题，转为坚持一个理念：物流工程系统设备越精简越好，系统越精炼，造价越低，运行更可靠，维护更容易，后续运行成本则更低。其实，配送订单自动化分拣组单配货工艺中内含着一个重要的“N+1配送分拣组单”工艺方法。N+1配送组单技术的特点“N+1配送分拣组单”工艺的技术思想如下：1、为了组配商品ni的数量，将设置×。量的每次分拣单位，用ni逐级除以Xj，得整数倍数，余数用1的整数倍去分拣。例如，某订单需要某种条烟18条，设置10条、5条、2条、1条的Xj每次分拣单位，则18=1×10+1×5+1×2+1×1，即在分拣过程中，10条拨一次，5条一次，2条拨一次，1条拨一次，共拨4次，订单完成；再简化设备，设置5条、2条、1条的×；每次分拣单位，只需要5条作业3次，2条作业1次，1条作业1次，共作业5次，与18条按1条xj每次分拣单位需作业18次相比，效率提高了许多。2、设计xj每次分拣量的分拣装置单元化。在上例中，将每次分拣量5条、2条、1条设计成单元分拣设备。如针对更大量的商品(例如医药配送)，小单元的分拣组配按小单元，大单元的分拣组配换大包装；数量大时则可以增大每次的分拣单位量。3、进行细致的商品EIQ分析，确定分拣品种的A(量大品牌)、B(量中品牌)、C(量小品牌)分类。A类品牌用大的N+1分拣单元处理，如5+1；B类品牌用2+1分拣单元处理；C类品牌用单条分拣处理。对于一些极小的稀有品牌，设置混合道集中处理。4、根据所有订单的品种数及分拣量。将Xj每次分拣量的分拣单元设施布置在合单输送设备的侧边，组合成一台设备集中分拣，使用一台合单输送设备，最终组成自动快速分拣线。这种分拣理念具有如下优点：1、系统分拣肘，不存在不必要的拆分订单，同样也不需要合单，工艺达到高度集中、简化。2、分拣品牌集中，同一品牌在一个地点处理，不存在补货物料摆放不集中、乱堆乱放的现象，便于管理。3、由此带来另一优势，即只有一种分拣设备，可以是单一的卧式分拣设备，或单一的立式分拣设备，从而使整个分拣设备规范化。分拣量大时，简单地增加生产线即可，分拣车间规范简洁，需要的维护备品备件单一，维护方便。4、系统极为简捷，设备数量少，有效达到节能降耗、降低物流成本的目的。超高速分拣系统图1、图2分别是超高速分拣系统的工艺流程图、仿真图。系统组成中包含5+1分拣单元、2+1分拣单元、单通道分拣单元和混合道分拣单元。能够根据每个烟草公司的具体需要，灵活组成分拣线，集中处理若干品牌的条烟分拣。经过数十次对于分拣单元分拣速度的试验，最终确定了如下技术指标：5条拨速度为0.46秒／拨；两条拨速度为0.28秒／拨；单条拨为0.24秒／拨。按照专利的N+1分拣工艺，进行仿真计算，系统的瞬间最大分拣速度可达23000条／小时，该速度未考虑系统的任何停机时间。图3是各种分拣单元的产品图。图4是超高速分拣系统的三种烟仓，针对卷烟分拣的特点，烟仓进行了专门的处理。如在分拣过程中，需要在烟条储存仓里摆放30条烟，如果将其直立起来，则8～10kg重力会全压在底部的烟条上，会造成拨烟机构电机功率增大，而且，随着货舱摆放的烟条多少的变化，其拨出烟条的姿态会产生较大变化。将烟仓倾斜，则底部的烟条受到的压力只是重力在垂直方向的一个分力，可以有效减轻货舱摆放的烟条多少的变化对拨出烟条姿态变化的影响，同时，又防止分拣时烟仓中的烟垛倾翻。为了减少卷烟拨块在高速运行时对条烟的损伤，拨块的面积设计足够大，从而有效降低了拨块与烟条接触面的压强，再加上烟仓底部的流利条的作用，有效地降低运行惯性对条烟的伤害。条烟的表面有PV膜，在气温较高的地区，容易产生静电吸附现象，在烟条分拣过程中会影响分拣质量。严重时甚至会造成烟条损坏。为了克服这一缺陷，与烟条接触的烟仓立面结构设计成瓦轮结构。以减少条烟与金属面的接触面积。技术应用价值经过近5年的发展，我国烟草产品商业配送已经走过了粗放型的发展模式，集约型的时代已经来临，因此，半自动化、自动化条烟分拣线的分拣能力超过10000条／小时意义非常重大。本文所述的分拣理念和技术，成功地将条烟分拣线的生产能力提高了数千条／小时，进一步为我国烟草商业配送半自动化、自动化条烟分拣线的应用扫清了障碍，并且创造了新的世界纪录，标志着我国单元分拣技术跨上一个新的台阶。同时，本文倡导如下技术思想：现代物流系统设备不是越复杂越好，用简练的系统设备解决大问题才是最佳的选择。