基于烟丝智能物流系统的柔性配丝技术研究

刘庆永　傅鹏　孙晓莹

摘  要：近年来，随着我国社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断提高，信息技术以及物流技术的发展十分迅速，卷烟生产中传统的烟丝物流系统已经无法满足小批量、多规格的生产和市场要求，因此在物流系统建设和改造过程中，依靠智能物流技术实现柔性配丝，使生产更加智能化、柔性化，是当前烟丝物流系统建设的重要任务。

关键词：烟丝;智能物流系统;柔性配丝技术

引言

当前随着我国烟草行业竞争日益激烈，烟草订单要求开始往多样化的方向发展，卷烟产品的不断创新，新牌号、异形烟等产品逐渐热销，对烟草行业的物流水平提出了新的要求。针对卷烟制造的工艺流程来说，当前大部分烟草企业仍然使用烟丝柜存储的方式储存烟丝，这种方式将限制卷烟分组加工。近十多年来，部分卷烟厂实施了烟丝物流系统升级改造，以箱式烟丝高架库取代储丝柜[1]，生产的灵活性和自动化程度大幅提高。某些卷烟厂设置半成品丝烟丝物流系统，半成品烟丝入库储存，根据订单计划再出库掺配加香，最后以成品丝入库储存。这种半成品丝物流系统实现了分组加工，但在柔性加工方面存在短板。因此研究基于烟丝智能物流系统的柔性配丝技术具有十分重要的意义。

一、烟丝智能物流系统研究概述

烟丝智能物流系统包含工艺物流、存储物流以、生产物流和回收物流等几方面内容，对传统物流流程设计中的运输、存储以及生产过程进行了突破与创新，现代化装备以及物流技术的使用可对不同模式中的工艺环节进行融合，从而对系统的扩展性进行提高，同时烟丝智能物流系统还应满足半成品烟丝以及成品烟丝的需求，包含均匀掺兑、顺序投料、质量跟踪、柔性生产、订单生产、信息跟踪以及预警等需求。整体系统内部拥有半成品烟丝装箱、EMS小车输送系统、半成品烟丝掺配加香区、成品烟丝进出库区、成品烟丝喂丝区、外购再生烟丝进库区和余料烟箱回库区等。

二、烟丝智能物流系统功能概述

烟丝智能物流系统由上位计算机系统WMS系统以及WCS系统进行管理和调度，上游为企业MES生产管理系统，下游为烟丝库电气控制系统。烟丝库底层设备有堆垛机、穿梭车（EMS）、AGV小车、加去盖机械手、输送系统、电子标签读写系统、计量系统、装箱布料机、翻箱喂丝机和风力送丝机等组成。

对于整体烟丝智能物流系统来说，应具备以下功能。首先能根据生产模式要求实现全部的半成品烟丝入库、部分半成品烟丝入库[2]，实现烟丝、半成品丝装箱、信息录入、自动入库、周转储存、自动出库、翻箱喂料、空箱清扫等功能。以合适、经济、宜扩展、组合库容方式贮存，能较好的适应生产计划变化，满足柔性生产的需求。原料信息保存完好、可靠，具有自动生成抽检表、超时存放预警等功能。考虑货位管理功能，能够对货位进行多状态管理。实现温湿度数据的实时采集与监测报警提示，温度应保持在26℃度左右，变动幅度不能超过两度;湿度来说应保持在58%左右，其变动幅度不应超过5%。出料及时、稳定和可靠，按“先进先出”、“出库优先”的原则进行出库作业。实现各巷道均衡分配存储，按要求指定货位出库，紧急出库等功能。自动检测翻箱喂料后的空箱，具备烟箱自动检视清扫功能和人工复检功能。生产结束时，喂料仓里的成品烟丝、掺兑烟丝的剩余烟丝不超过一箱，且能通过AGV或EMS小车实现尾料自动回收。确保高架库中所有烟箱拥有自动锁定功能，是烟箱在不出库的过程中开展库内流转作业，当烟箱开展进库操作时进行锁定，在其质监报告合格后才可进行解锁。此外解锁功能还应拥有智能化解锁以及手动解锁两种，并且其锁定功能也应包含手动锁定。最后，烟丝智能物流系统应对所有库存信息进行管理显示，当工作人员对物料牌号进行查询的过程中，可在点击牌号后查询到改货位的所有信息。

三、基于烟丝智能物流系统的柔性配丝技术研究

目前，大多数烟丝智能物流系统使用了模糊对应的作业模式，烟丝智能物流系统内部的匹配算法将按照优先原则来对相应的订单进行匹配，不仅可对工作流程进行简化，还可对物料的跟踪进行保障，从而提高工作效率，减少原料消耗，降低工作强度。与此同时，针对精确加工以及柔性加工的方式应按照设定好的半成品烟丝出库顺序出库并掺配加香，一旦其出库效率下降，将对物流和生产过程造成一定程度的影响。在整体烟丝智能物流系统中，可使用优化程度较高的巷道任务分配策略、紧急出料顺序、系统智能排序等方式来解决烟丝出库排序等供丝难题[3]。烟丝智能物流系统应用信息跟踪技术，可对其传送过程中的所有信息进行实施监控，并对其进行自动补料操作，不仅可提高工作效率以及工作质量，还可以降低人工成本。

四、结语

烟草工业生产模式对产品尤其重要，而智能物流系统的应用能解決生产中存在的问题，实现新方法、新工艺、新模式的转化应用，在烟丝智能物流系统的基础上进行工艺创新，采取柔性配丝实现分组加工，对于卷烟企业提升工艺方法及产品质量，提高工作效率，降低成本，提升品牌竞争力都有重要意义。

参考文献

[1] 陈志兴，周义民.烟丝箱单元柔性装配工装设计[J].机械管理开发，2017，32（12）：6-7.

[2] 廖和滨，张伟，李晓刚等.基于卷烟制丝双线柔性混配加香的设计优化[J].科技与创新，2017，（14）：158-160.

[3] 刘亦坚，陈占民，任谦等.卷烟供丝系统的优化设计[J].烟草科技，2017，50（7）：100-104.