基于流程的烟草配送中心柔性物流设计策略

姚长清

(重庆市烟草公司物流分公司，重庆 400021)

一、引言

随着社会经济的发展，烟草行业规模的扩大，烟草物流在烟草流通中的作用越来越来重要［1］。烟草物流配送中心是烟草物流系统的一个关键节点，实现存储、调度、配送、管理等功能［2］。配送中心业务流程的优化和管理水平的提升是推动现代烟草物流建设的必然要求。面对用户需求的差异化，烟草产品日益多样化，市场需求不确定性增加等现实情况［3］，部分烟草配送中心过于刚性化的作业模式，难以灵活应对烟草物流系统的新需求和外部环境的新变化。

借助柔性的概念，对物流系统进行柔性改造，对系统人员组织、作业方式、物流设备等进行动态组合［4］，快速应对系统内外需求的变化，从而满足不同的物流任务和要求，同时减少不必要的消耗，以实现物流效益的最优化。采用柔性物流系统设计策略的烟草配送中心具有极强的兼容性，能够提高烟草物流配送的效率，满足客户的动态的需求，从而节约宝贵的人力、设备和时间资源。例如:在调研烟草物流配送中心的仓储环节存在着出入库不均衡、库容需求波动等问题的基础上，利用柔性物流的思想，在调度策略和设备硬件设置方面进行探索，提出柔性能力较好的解决方案，使得在存货高峰期也能满足库容需求［5］。

二、柔性物流系统综述

(一)柔性概述

柔性(flexibility)在现代汉语词典中的解释为可以改变的或变通的，与“刚性”相对。最早于20世纪80年代在生产制造领域被提出［6］。最开始研究柔性的Gerwin(1982)将柔性定义为“有效应对环境变化的能力”［7］。Correar认为柔性是一种保持系统稳定性的能力［8］。早期的柔性体现了被动的应对环境的变化的思想，而随着经济的发展，市场的细分化，企业需要不断自我创新去改变环境，柔性成为企业优化资源、创新创造、主动影响环境的变化的能力。刘英姿认为柔性包含缓冲、适应和创新［9］。柔性能力的构成如图1所示。柔性研究涉及了多个领域，如制造柔性、战略柔性和系统柔性［10］。不论是被动还是主动应对环境，柔性的目的都是为了使企业在竞争中处于有利的地位。

图1 柔性能力的构成

(二)柔性物流系统概述

物流系统是指在一定时间和空间内，由所需移动的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体［11］。物流系统包括输入、转换和输出三大功能。物流系统的构成如图2所示。

随着研究的发展，柔性思想逐渐发展到物流领域。柔性物流系统是指具有持续学习、开拓创新、系统整合内外资源以应对环境变化和挑战的能力［12］。包括要素、过程、战略柔性3个层次，如图3所示。它要求物流系统的各个环节灵活运转，能够及时的应对系统内外部环境的变化，保障物流系统的效率和精度。

图2 物流系统基本模式

图3 柔性物流系统的3个层次

三、基于流程的烟草配送中心物流柔性设计策略

烟草配送中心的作业流程包括入库、仓储、备货、分拣、出库等环节［13］。其流程如图4所示。现有烟草配送中心主要存在的问题是配送效率低、库存大、输送成本高、安全不可控等［2］。烟草公司内外环境的影响、订单需求的变化对烟草配送中心各个作业环节的物流柔性提出了要求，以配送中心的作业流程为主线，对各个环节面对的具体问题的分别采用柔性设计策略进行分析。

图4 烟草配送中心的作业流程

(一)入库柔性设计策略

卷烟送货车的到达时间无法预测;市场需求的动态变化会影响整托盘和散件入库的比例的变动，整托盘卸货采用叉车机械化卸货，效率高;而件烟卸货为人工卸货，效率低;整托盘和件烟两种形式到货量的差异需求体现在对入库月台收获口类型和数量的设置上。可从柔性物流系统组成框架中的要素柔性层对入库环节的柔性进行设计，从人员和运输设备入手，在按照正常满足件烟入库的需求来设置月台和入库口的基础上，增加整托盘入库月台的数量，在高峰期，增派工人在整托盘月台对件烟进行入库。从而缓解件烟入库月台的压力，确保入库系统的效率和稳定性。

(二)仓储柔性设计策略

卷烟送货车到货的时间的不确定性，可能会在某个时间段集中到货入库，而仓储出货相对稳定，导致入库量大于出库量，对库容容量的需求有变化。从柔性物流系统组成框架中的过程柔性层多路径转移柔性进行分析，可从调度策略进行柔性设计，采用先进先出、最短路径等策略，确保货物出入库的最高效率。还可采用均衡策略，将相同的卷烟产品平均分配到不同的高架库巷道，当某个巷道的堆垛机发生故障时，可快速地从其他巷道将货物取出，达到快速取货的目的。当下，非烟物流在各地如火如荼开展，新配送中心设计时，应作充分思考仓储柔性问题，例如:高架库货格尺寸需能满足未来时期部分非烟商品储存的要求。

(三)备货柔性设计策略

市场需求的变化会引起卷烟订单的变化，因而对烟草配送中心系统的备货阶段的柔性能力提出了需求。烟草配送中心的自动备货系统对常规品种通常采取叠垛式自动备货，其他特殊品规采用人工堆放和搬运的备货方式。由于自动备货和人工备货的位置不同，随着市场对卷烟特殊品规需求的增加，导致人工备货处理负荷变大，影响了备货效率。针对这个问题，可从柔性物流系统组成框架中的中要素柔性层对备货阶段柔性设计进行考虑，采用动态备货位的柔性策略，在自动备货区设立动态备货位，当卷烟常规品规数量增加时，可利用动态备货位对常规品规进行补充备货;当特殊品规数量增加时，可利用动态备货位对特殊品规进行辅助备货。这样，不但增加了备货的柔性，而且提高了备货的效率。

(四)分拣柔性设计策略

市场需求的变化，淡季和旺季卷烟销售量的差异很大，旺季分拣量是淡季分拣量的4倍左右，订单量和卷烟品种的波动大。从柔性物流系统组成框架中过程柔性层对分拣阶段的进行柔性设计，不同批量品规的卷烟采取不同的分拣方式，对于大批量品规的卷烟采用通道式模块自动分拣;中批量品规卷烟采用立式分拣机加人工补货;小批量品规卷烟采用人工分拣，提高设备的利用效率。

(五)出库柔性设计策略

若发货出库采用自动交接装车方式［14］，对设备的自动化要求较高，交货速度快，但运行成本高，运行刚性较强;若采用笼车(托盘)交接的方式，对设备的自动化要求低，但需要更多的人员。从烟草行业的实际情况分析可知，前来接货的车辆，由于交通拥堵等客观原因，往往无法准时到达接货位置进行装车，因而无法实现直接装车。从出库环节的柔性角度考虑，采用笼车(托盘)交接的方式，先将要出库的货物放在笼车(托盘)暂存区，结合叉车、液压登车桥等设备，当货车到达时，通过半自动化的方式将货物搬运到货车，既满足企业的需求，又能提高柔性。

四、应用案例

以某地烟草物流配送中心初设阶段，面临的直接送货线路卷烟出库方案选择为例，对自动交接和笼车(托盘)交接两种方式在自动化程度、人员配置、运行条件、系统柔性化等方面进行比对分析，最后结合企业柔性设计策略对方案进行了选择。

自动交接方案:裹膜包装机对分拣设备完成的卷烟按户进行包装，应用自动跟踪和识别技术，裹膜后的烟包可以被分流输送至对应的发货装车口，再通过末端伸缩输送设备直接将烟包输送至送货车车厢内，工人在车厢完成整包卷烟装车工作，此方案可省去仓储与配送环节理货、清点等工作，相关设备布置如图5所示。

图5 出库环节自动交接系统布置图

笼车(托盘)暂存周转装车方案:在高速裹膜包装机后设置人工装笼车(托盘)工位。经分拣、包装、贴标工序后的卷烟膜包，被工人依线路配送次序码放在笼车(托盘)内。系统指定笼车(托盘)进入发货暂存区相应货位存放，并对发货暂存区货位进行管理。送货车辆停靠月台后，工人通过系统查询到暂存区货物存放信息，并将笼车(托盘)货物移动至理货区，由仓储、配送人员完成货物清点、交接，最后由人工将卷烟膜包装车。相关设备布置如图6所示。

图6 笼车(托盘)暂存周转装车方案

从自动化程度、人员配置、运行条件、物联网要素、设备维护、交接难度、峰值对应、投资情况、运行费用、流程节点等维度进行对比分析。

不难看出，自动装车方案设计理念先进，可以形成新的物流亮点，但是该方案将库内分拣、包装作业与月台理货、交接、装车等作业刚性联接，易造成在出库环节的作业效率、作业质量出现问题时，库内也无法组织正常的订单分拣工作，这极大地增加了整个物流配送中心作业流程的刚性，降低了系统的容错性和工作效率。例如:配送装车工人劳动效率难以与高速裹膜包装机的工作效率匹配;卷烟在双节期间订单出现峰值时，车辆调度难度大，分拣任务难以完成。

笼车(托盘)周转交接方案虽缺少技术创新，却是烟草行业内各大配送中心目前广泛采用的交接模式，方案技术成熟。设置发货暂存区，看似增加了库内分拣作业与出库作业间的工序，不可避免会增加理货、交接等工作量，但也正是由于暂存区充发挥了库内作业与出库作业之间的缓存作用，使分拣作业不受货物装车效率、送货车是否到月台就位等情况的影响，大大提高系统的柔性。笼车(托盘)周转交接的方案，能够应对复杂的环境变化，更加切合实际，因此最终选择该方案。

五、结论

将柔性物流理论应用于烟草物流配送中心的入库、仓储、备货和分拣、发货环节，使现有的物流配送系统可以在内外部环境变化的情况下确保稳定运作。柔性技术在烟草配送中心设计中的应用，可使物流系统能够应对一定的环境变化，在实际的烟草配送中心物流系统的设计过程中，应充分结合烟草企业自身的情况，合理地进行物流系统的柔性设计，因为物流系统的柔性不会是无限大的，只有使物流系统具备相对的柔性，才能使物流系统的经济和效益达到最优化。

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