廣東中煙廣州生產(chǎn)基地物流系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

梅海青

隨著我國煙草企業(yè)整合力度不斷加大，大型的煙草企業(yè)、煙草集團(tuán)不斷出現(xiàn)，鼓勵(lì)競爭、做大做強(qiáng)成為煙草行業(yè)發(fā)展的主旋律，煙草企業(yè)由靠政策保護(hù)逐漸轉(zhuǎn)向靠市場生存，市場競爭由傳統(tǒng)的分散、地域競爭轉(zhuǎn)向集團(tuán)、跨區(qū)域競爭。

廣東中煙廣州生產(chǎn)基地就是在這種大背景下誕生的。廣東中煙集團(tuán)由原來的廣州卷煙一廠、廣州卷煙二廠和南海卷煙廠組建而成，是年產(chǎn)200萬箱卷煙的區(qū)域性龍頭企業(yè)。如何適應(yīng)市場的快速變化，同時(shí)提供優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)，是每個(gè)企業(yè)關(guān)注的課題。對此，廣東中煙以物流系統(tǒng)作為突破口之一，將廣州生產(chǎn)基地建設(shè)成為廣東中煙的物流中心，通過物流系統(tǒng)的建設(shè)來提升整個(gè)企業(yè)的核心競爭力。

物流系統(tǒng)概況

廣州生產(chǎn)基地按照每年200萬箱的生產(chǎn)能力進(jìn)行物流配套。包含配方、輔料、備件、成品、嘴棒高架庫和煙絲儲存系統(tǒng)，建成后將成為國內(nèi)煙草行業(yè)最完整、規(guī)模最大的物流系統(tǒng)之一。

1配方物流系統(tǒng)

配方物流系統(tǒng)儲存制絲所用的片煙和煙梗，為制絲車間的連續(xù)生產(chǎn)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的物料供應(yīng)，并能根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行物料的分組出庫、庫存報(bào)警、物料的快速切換，以及庫存產(chǎn)品的抽檢及退庫等。系統(tǒng)采用三貨位設(shè)計(jì)，一樓入庫、二樓出庫，擁有8臺單伸堆垛機(jī)、2臺入庫碼垛機(jī)器人、含6部臺車的出庫環(huán)形穿梭車系統(tǒng)。配方庫擁有7776個(gè)貨位。能滿足5天的存量和29000千克／小時(shí)的生產(chǎn)能力。

2輔料物流系統(tǒng)

輔料物流系統(tǒng)儲存卷包所用的輔料、絲束等，能根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，及時(shí)準(zhǔn)確地為卷包車間提供所需的輔料。該系統(tǒng)采用雙貨位設(shè)計(jì)，一側(cè)入庫。另一側(cè)出庫，擁有5臺單伸堆垛機(jī)，入庫半自動組盤，3臺穿梭車出庫。輔料庫擁有4400個(gè)貨位，能滿足5天的存量和7970箱／天的生產(chǎn)能力。

3備件物流系統(tǒng)

備件物流系統(tǒng)儲存生產(chǎn)基地所用的零備件、五金件、寄存件，另外還有部分備件供其他生產(chǎn)點(diǎn)所用，能夠儲存5萬個(gè)品種。并根據(jù)車間的領(lǐng)取計(jì)劃提前安排出庫。該系統(tǒng)由高架庫、垂直升降柜、地面擺放區(qū)和簡易貨架等多種存儲形式組成。其中，高架庫用于儲存較重的電機(jī)、變速箱等；垂直升降柜用于儲存重量輕、體積小的元器件以及需要存放在空調(diào)環(huán)境中的電氣配件和橡膠件：地面擺放區(qū)用于儲存超重、超大的不規(guī)則件。

4成品物流系統(tǒng)

成品物流系統(tǒng)儲存卷包車間生產(chǎn)的成品及部分半成品，能根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃安排成品順暢入庫，也能根據(jù)銷售計(jì)劃可靠、準(zhǔn)確、及時(shí)地安排出庫，以及進(jìn)行庫存信息、銷售信息的動態(tài)顯示和數(shù)據(jù)分析。該系統(tǒng)擁有17280個(gè)貨位，采用9臺雙伸堆垛機(jī)，5臺碼垛機(jī)器人入庫，6臺碼垛機(jī)器人出庫，并配有4個(gè)外來煙入庫站臺和人工出入庫站臺，能滿足12天的存量和6000件／小時(shí)的出庫量。

5嘴棒物流系統(tǒng)

嘴棒物流系統(tǒng)采用高架庫儲存嘴棒，可實(shí)現(xiàn)成型機(jī)與發(fā)射機(jī)的柔性對接。該系統(tǒng)有8臺小型堆垛機(jī)，可儲存1300多個(gè)料盤組，滿足12小時(shí)生產(chǎn)的用量。

6煙絲物流系統(tǒng)

煙絲物流系統(tǒng)采用煙絲箱來儲存成品煙絲，可滿足多品種、小批量的卷煙品牌柔性生產(chǎn)。該系統(tǒng)采用雙層堆疊煙絲箱進(jìn)行儲存，能夠滿足50萬箱卷煙16小時(shí)的儲存量。

物流系統(tǒng)規(guī)劃思路

廣州生產(chǎn)基地物流系統(tǒng)的前期規(guī)劃遵循了以下原則：

1需求的充分調(diào)研和反復(fù)論證

由于物流系統(tǒng)涉及原料、物資、銷售、生產(chǎn)、備件、信息中心等多個(gè)部門的業(yè)務(wù)，并且物流系統(tǒng)建設(shè)的周期較長，建成后的使用年限也較長，只有充分的溝通才能保證需求的準(zhǔn)確。因此在系統(tǒng)規(guī)劃之初，技改辦同上述部門共同探討、論證物流方案。明確各部門的需求，并就不明確的環(huán)節(jié)共同出外考察，進(jìn)行技術(shù)論證。在物流系統(tǒng)供應(yīng)商中標(biāo)后，進(jìn)一步同相關(guān)部門對中標(biāo)方案進(jìn)行探討，收集各部門的最新需求，并論證實(shí)施，不斷優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。

2物流系統(tǒng)的選址

物流系統(tǒng)與卷煙生產(chǎn)和銷售密切相關(guān)，因此在物流系統(tǒng)的選址、出入庫環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，要充分考慮生產(chǎn)的需要和銷售的特點(diǎn)。在該系統(tǒng)中，與生產(chǎn)密切相關(guān)的配方、輔料、備件、嘴棒、煙絲五個(gè)物流系統(tǒng)都位于主生產(chǎn)廠房內(nèi)，與生產(chǎn)線緊密相連，既保證了物料的通暢、路徑的最短，又能保證物料在緊急情況下的應(yīng)急補(bǔ)料。成品物流系統(tǒng)采用獨(dú)體建筑，位于主生產(chǎn)工房的北側(cè)，又緊鄰大門，附近有廣州市環(huán)城高速公路，既保證了卷包車間生產(chǎn)的成品可以較快地送入成品庫，又保證了貨物外運(yùn)的交通便利。

3順應(yīng)國家政策和行業(yè)政策的發(fā)展趨勢

從微觀的角度看，物流系統(tǒng)建設(shè)是企業(yè)行為，但它也是社會大物流系統(tǒng)的組成部門，因此，應(yīng)從社會大物流的角度來規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)并進(jìn)行設(shè)備選型。例如，近年國家煙草專賣局不斷強(qiáng)化成品物流的工商聯(lián)運(yùn)，于2007年通過了《煙草行業(yè)聯(lián)運(yùn)通用平托盤》(YC／T215-2007)。該標(biāo)準(zhǔn)建議卷煙廠采用1250×1000mm的托盤，30件碼垛。雖然存在30件碼垛貨物在輸送過程中不平穩(wěn)、需要加箍或裹膜使之穩(wěn)固，以及工業(yè)與商業(yè)的信息共享機(jī)制不健全等問題，但基于該標(biāo)準(zhǔn)對于整個(gè)行業(yè)規(guī)范發(fā)展的考慮。廣州生產(chǎn)基地物流系統(tǒng)仍然采用了1250×1000mm的托盤，貨架按照每托盤30件碼垛設(shè)計(jì)，成品出庫采用65％(即135萬箱)的機(jī)器人出庫、35％(即65萬箱)的整托盤出庫或人工出庫形式。

4庫容的合理化

在確定庫容時(shí)，要有充足的數(shù)據(jù)支持，避免決策的隨意性。合理的庫存應(yīng)既滿足企業(yè)生產(chǎn)需要。又能為顧客提供可靠、及時(shí)的服務(wù)，它是企業(yè)核心競爭力的要素之一。決定庫容的因素包括：企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)、產(chǎn)品特性、企業(yè)供應(yīng)鏈的完善度、銷售網(wǎng)絡(luò)和策略、歷史銷售數(shù)據(jù)分析、顧客的服務(wù)期望值、行業(yè)特點(diǎn)、企業(yè)規(guī)劃等。

5存儲模式的選擇

存儲有多種模式，如平庫、多層樓庫、簡易式貨架、重力式貨架、叉車式貨架、立體倉庫等。各種存儲模式在不同的條件下都有自己的優(yōu)勢，在選擇存儲模式時(shí)應(yīng)具體問題具體分析。專家建議，對于處于土地價(jià)格較貴地區(qū)、物流量大的優(yōu)勢行業(yè)和企業(yè)建議采用立體高架庫，其優(yōu)勢在于充分利用土地及空間、較大的出入庫流量、自動化程度高、差錯(cuò)率低、高度的信息化、單位貨物的成本低。

物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1立體倉庫的空間設(shè)計(jì)

在滿足貨位、出入庫能力、消防及通風(fēng)等條件下，應(yīng)充分利用空間。在我國，高架庫的高度一般不超過24米，否則會造成消防、建筑費(fèi)用的大幅增長。在24米高的空間內(nèi)，應(yīng)盡量將貨架做高、做長，寬度則要考慮3000平方米的消防分區(qū)限定。貨架的設(shè)計(jì)應(yīng)與堆垛機(jī)的選型統(tǒng)一考慮，追

求設(shè)備投資的最優(yōu)化，充分利用設(shè)備的作業(yè)能力。例如，19米高、160m／min的空載速度、0.3m／s²的實(shí)載加速度的堆垛機(jī)。其合理的巷道長度是85米，可以通過仿真來驗(yàn)證貨架的設(shè)計(jì)與堆垛機(jī)的參數(shù)是否匹配，是否充分利用了設(shè)備的能力。

2系統(tǒng)冗錯(cuò)方案設(shè)計(jì)

在先進(jìn)性的原則下，強(qiáng)調(diào)物流系統(tǒng)的安全性和高可靠性，要核查物流方案中的關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵物流點(diǎn)是否存在瓶頸，是否有故障應(yīng)急方案。對于物流路徑上的關(guān)鍵點(diǎn)，一定要計(jì)算物流流量，關(guān)鍵點(diǎn)上的關(guān)鍵設(shè)備的可靠性要高，作業(yè)效率不要太高。最好低于90％。同時(shí)，要設(shè)計(jì)關(guān)鍵設(shè)備出故障時(shí)的應(yīng)急方案。煙絲物流系統(tǒng)處于制絲與卷包的中間環(huán)節(jié)，因此對該系統(tǒng)的冗錯(cuò)方案要特別加以注意，尤其是出庫系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，否則會因某臺設(shè)備出故障造成多臺卷接機(jī)組停產(chǎn)。

在廣州生產(chǎn)基地物流系統(tǒng)中，入庫采用一臺直行穿梭車；出庫采用兩臺直行穿梭車，其中一臺帶有兩套程序，既可作為入庫穿梭車的備機(jī)，也可作為出庫穿梭車的備機(jī)。

3信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

物流系統(tǒng)應(yīng)具有高度的信息化，并能與卷包、制絲管理系統(tǒng)、MES、ERP等系統(tǒng)有效集成，使信息暢通，為生產(chǎn)決策提供可靠、真實(shí)、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持。在建設(shè)物流信息系統(tǒng)時(shí)，強(qiáng)調(diào)四要素：可得性、精確性、實(shí)時(shí)性、開放性。

4系統(tǒng)仿真

物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣和存在的問題，如。系統(tǒng)出入庫能力是否存在瓶頸、關(guān)鍵物流設(shè)備的選型是否合理、設(shè)備性能是否得到良好發(fā)揮等，可以通過計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證。進(jìn)行仿真的要點(diǎn)是，仿真條件要與實(shí)際生產(chǎn)條件相一致，不能存在大的出入，否則結(jié)果不具有參考性，因此建議由專業(yè)的物流咨詢公司來做仿真。

物流設(shè)備的選型

1堆垛機(jī)的選型

堆垛機(jī)是物流系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其數(shù)量主要取決于設(shè)備能力和物流量的大小。并不是能力越高的堆垛機(jī)性價(jià)比越高。堆垛機(jī)的選型要綜合考慮庫長、庫高、物流量等因素。否則，設(shè)備的性能根本發(fā)揮不出來，造成投資浪費(fèi)。此外，設(shè)備高速運(yùn)行及加減速時(shí)，保持貨物的穩(wěn)定是必要的，因此，要對比分析不同堆垛機(jī)的加減速技術(shù)?？雌涫欠窬哂惺噶孔冾l調(diào)速、s型速度控制、加減速時(shí)的減振控制技術(shù)。在減振控制技術(shù)中，某些設(shè)備不再采用位置信息式反饋控制。而是前饋方式。前饋方式是將實(shí)際的堆垛機(jī)振動特性數(shù)據(jù)(固有振動數(shù)、固有振動模型、衰減比等)預(yù)先編入控制器，在行進(jìn)中根據(jù)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)位置，計(jì)算出抑制振動的速度曲線來控制。堆垛機(jī)行走方向的認(rèn)址由編碼器向激光認(rèn)址和條碼認(rèn)址技術(shù)演進(jìn)，目前主流的堆垛機(jī)都采用絕對值認(rèn)址方式，定位精度不大于±3mm。通信方式有滑觸線通訊、無線通訊、紅外通訊、漏波通訊等，其中，無線通訊有良好的應(yīng)用前景，但要解決好信號屏蔽和覆蓋問題，才能保證系統(tǒng)通訊的可靠性；紅外通訊可靠性高，但在障礙物阻斷、系統(tǒng)擴(kuò)展性、轉(zhuǎn)彎等方面存在不足；漏波通訊是相對較全面的解決方案，但成本較高。同時(shí)，堆垛機(jī)供電電源要適合國情，有些國外產(chǎn)堆垛機(jī)在供電電源方面需要加變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2輸送設(shè)備的選型

輸送設(shè)備主要有鏈條輸送機(jī)、輥道輸送機(jī)、直行穿梭車、環(huán)形穿梭車等類型。直行穿梭車占地面積小，速度和效率高，目前，國內(nèi)某廠家的直行穿梭車采用漏波通訊，解決了固有的路徑不靈活問題，缺點(diǎn)是系統(tǒng)冗余性差，故障情況下對生產(chǎn)影響大。環(huán)行穿梭車的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)冗余性好，缺點(diǎn)是占地面積大。速度和效率較低。

3電控系統(tǒng)的選型

電控系統(tǒng)要體現(xiàn)技術(shù)的先進(jìn)性，又要保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。由于物流系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量多，布局分散，較適合采用現(xiàn)場總線技術(shù)。目前，工業(yè)以太網(wǎng)已開始普及，如PROFINET、DEVICENET等，其優(yōu)點(diǎn)是既能集成舊的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，又能提供更好的靈活性、可靠性和開放性，具有實(shí)時(shí)處理、同步運(yùn)動控制、網(wǎng)絡(luò)診斷和管理等功能，構(gòu)建從辦公到控制的一體化網(wǎng)絡(luò)。

4信息系統(tǒng)的選型

信息系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的安全性。目前設(shè)備有冗余服務(wù)器和容錯(cuò)服務(wù)器兩種。冗余服務(wù)器即傳統(tǒng)的雙機(jī)熱備+集群技術(shù)，通過心跳線來檢測主機(jī)的工作狀態(tài)，主機(jī)出故障后。備機(jī)切換進(jìn)入主機(jī)工作狀態(tài)，切換時(shí)間從一分鐘到幾分鐘不等，存在切換不成功的概率。容錯(cuò)服務(wù)器基于硬件容錯(cuò)機(jī)理，一臺服務(wù)器內(nèi)集成兩套硬件系統(tǒng)，同時(shí)運(yùn)行，采用硬件同步技術(shù)，保障在單個(gè)故障出現(xiàn)時(shí)切換到冗余部件來消除單點(diǎn)故障，確保零時(shí)間切換，保證數(shù)據(jù)處理的連續(xù)性，可靠性達(dá)到99.999％。

總之，物流系統(tǒng)規(guī)劃成功的關(guān)鍵是根據(jù)本企業(yè)的實(shí)際需求，量身定制符合企業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)方案。只有這樣，才能確保物流系統(tǒng)建成后能夠充分發(fā)揮其作用。