袁建欣　李曉霞

摘 要：文章針對(duì)卷煙成品庫(kù)改造中采用的傳統(tǒng)普通中型貨架存儲(chǔ)方案所存在的問題，將新型穿梭板式密集存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)之中，構(gòu)建存儲(chǔ)能力更大，自動(dòng)化程度更高，綜合效能更優(yōu)的卷煙成品存儲(chǔ)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：穿梭板；密集存儲(chǔ)；卷煙廠成品庫(kù)；設(shè)計(jì)

近年來隨著現(xiàn)代物流技術(shù)的興起與發(fā)展，新型穿梭板式密集存儲(chǔ)技術(shù)在煙草物流行業(yè)中的應(yīng)用也日趨成熟和普遍，不過此新技術(shù)在煙草工業(yè)的核心企業(yè)——卷煙廠中的應(yīng)用還不常見。在作者所參與的某大型卷煙廠成品庫(kù)就地改造設(shè)計(jì)中，此新技術(shù)得到了良好的應(yīng)用，充分發(fā)揮出了新型穿梭板式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)空間利用率高、自動(dòng)化水平高、響應(yīng)速度快、作業(yè)成本低和靈活可控的優(yōu)勢(shì)。

在此項(xiàng)目中，規(guī)劃將卷煙廠的老廠房一層改造為配套的卷煙成品庫(kù)。老廠房一層現(xiàn)狀：梁下高度約8.5米，東西方向長(zhǎng)192米，南北寬76米，總面積約1.46萬平方米，其中規(guī)劃入庫(kù)碼垛區(qū)域0.24萬平方米，存儲(chǔ)區(qū)域0.95萬平方米，出庫(kù)拆垛區(qū)域0.27萬平方米。

1 普通中型貨架存儲(chǔ)方案簡(jiǎn)述與分析

若采用普通中型貨架存儲(chǔ)模式，需最大限度布置三層成品貨架，并配置輸送機(jī)、入庫(kù)分揀、機(jī)器人碼垛等功能設(shè)備。成品庫(kù)主通道規(guī)劃為東西方向（長(zhǎng)達(dá)192米），考慮叉車叉取貨物及行駛方便，設(shè)置3個(gè)主通道（需占用較多的存儲(chǔ)空間），經(jīng)圖紙測(cè)算，規(guī)劃成品存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)可布置5346個(gè)托盤貨位，按16件/托盤計(jì)，理論庫(kù)容約1.71萬箱，有效系數(shù)按0.9計(jì)算，庫(kù)容約1.54萬箱。除入庫(kù)端外，作業(yè)模式沿用原人工叉車存取方式、人工拆垛發(fā)貨或整托盤發(fā)貨，在制品采用人工貼碼，投資相對(duì)較低（投資概算約1500萬元，若增加部分輸送、自動(dòng)拆垛等設(shè)備，投資概算約2600萬元）。

普通中型貨架存儲(chǔ)方案存在庫(kù)容量低、出入庫(kù)效率低下以及用工量大等缺點(diǎn)，與生產(chǎn)現(xiàn)狀存在以下幾點(diǎn)矛盾：

（1）庫(kù)容不足與庫(kù)存需求的矛盾。很長(zhǎng)時(shí)間以來庫(kù)容不足與月末庫(kù)存需求的矛盾嚴(yán)重影響企業(yè)正常的生產(chǎn)秩序和現(xiàn)場(chǎng)安全，1.4萬箱的庫(kù)區(qū)往往存放1.8萬箱甚至更多的卷煙，不但物流通道甚至安全通道也堆滿了卷煙，產(chǎn)品先進(jìn)先出的質(zhì)量管理要求得不到落實(shí)，安全也存在較大的隱患。特別是在市場(chǎng)需求旺季，車間的物流通道也成為卷煙堆放的場(chǎng)所，員工的人身安全難以得到有效保障。

（2）發(fā)貨量大和效率低下的矛盾。根據(jù)近年來卷煙調(diào)撥規(guī)律，每月上旬發(fā)貨量為全月的60%，中旬為30%，下旬為10%，月初日發(fā)貨量最大為4000箱，且大量在制品需要手工貼碼；同時(shí)新改造的成品庫(kù)東西長(zhǎng)達(dá)192米，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，一臺(tái)叉車平均每小時(shí)最大運(yùn)輸量?jī)H為20托盤64箱（16件/盤，即3.2箱）。僅發(fā)貨就需配置10多名叉車工和10多輛叉車。若人工運(yùn)輸，效率更低。

（3）用工量大與員工短缺的矛盾。此方案，物流成品庫(kù)入、出庫(kù)端，均以人工碼垛、搬運(yùn)、拆垛、貼碼為主。需近60名勞務(wù)工碼垛、拆垛、貼碼（月初，機(jī)關(guān)科室派6-8人參加貼碼）、再組垛、庫(kù)內(nèi)運(yùn)輸、散件煙裝車。

2 新型穿梭板式密集庫(kù)方案簡(jiǎn)述與分析

針對(duì)以上矛盾，設(shè)計(jì)改進(jìn)思路如下：（1）利用現(xiàn)有的制絲車間的建筑空間和面積，最大限度滿足日常成品庫(kù)存的需要，擬采用當(dāng)今食品行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的密集式貨架（部分煙草公司已使用），解決庫(kù)容不足的矛盾。（2）以較經(jīng)濟(jì)的投資，提高庫(kù)區(qū)的自動(dòng)化水平，減少勞動(dòng)用工，解決用工緊張的矛盾。（3）根據(jù)煙草行業(yè)物流的發(fā)展趨勢(shì)，以靈活的手段滿足未來組盤標(biāo)準(zhǔn)的變化，實(shí)現(xiàn)省內(nèi)、省外不同的運(yùn)輸要求。（4）減少條碼不足與市場(chǎng)需求的矛盾，有效降低有碼卷煙庫(kù)存。（5）以科學(xué)的手段，確保成品庫(kù)在任何情況下滿足調(diào)撥需求，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

按照上述設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了兩種自動(dòng)化成品庫(kù)，方案如下：

方案一：入庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)分揀、自動(dòng)碼垛，有碼成品煙及在制品均采用16件/托盤碼垛方式。采用輸送機(jī)、穿梭車結(jié)合進(jìn)行成品托盤自動(dòng)運(yùn)輸。存儲(chǔ)采用堆垛機(jī)、穿梭板形式貨架實(shí)現(xiàn)4層密集存儲(chǔ)。有碼成品煙出庫(kù)采用機(jī)器人自動(dòng)拆垛后散件發(fā)貨，也可進(jìn)行整托盤出庫(kù)，對(duì)在制品采用拆垛并進(jìn)行在線自動(dòng)打碼后散件發(fā)貨。該方案優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)量較大（超過2萬箱），自動(dòng)化程度高，出入庫(kù)效率高，人工作業(yè)量小，勞動(dòng)強(qiáng)度低，投資適中（投資概算3800萬元）。

方案二：入庫(kù)自動(dòng)分揀，采用機(jī)器人進(jìn)行碼垛，滿足在制品及有碼成品煙同時(shí)入庫(kù)，環(huán)形穿梭車完成整托盤、空托盤組及散盤的輸送，堆垛機(jī)進(jìn)行上、下貨架的存取作業(yè)，采用穿梭板進(jìn)行貨架內(nèi)部托盤運(yùn)送，采用與穿梭板配套的貨架實(shí)現(xiàn)密集存儲(chǔ)，機(jī)器人自動(dòng)拆垛，在制品在線打碼后以散件形式出庫(kù)，亦可采用機(jī)器人重新組垛后以整托盤形式出庫(kù)，有碼成品煙可以直接出庫(kù)。庫(kù)內(nèi)所有設(shè)備均可滿足30件及16件兩種規(guī)格成品托盤同時(shí)在庫(kù)內(nèi)進(jìn)行碼垛、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、拆垛等功能。該方案自動(dòng)化程度高，儲(chǔ)量高達(dá)2.8萬箱，投資概算3700萬元。

以上兩個(gè)方案均可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化成品物流，比較起來，方案二更具優(yōu)勢(shì)，具體如下：

（1）儲(chǔ)量更大。存儲(chǔ)時(shí)采用1000×1250×150mm尺寸的托盤，碼垛方式為30件/托盤，庫(kù)內(nèi)3層存儲(chǔ)，可最大限度地利用空間，單位面積存儲(chǔ)率是采用1100×1100×150mm尺寸的托盤，碼垛方式為16件/托盤，庫(kù)內(nèi)4層存儲(chǔ)形式的（30×3/1.25）/（16×4/1.21）=1.35倍。

（2）設(shè)備利用效率更高。大部分成品存儲(chǔ)方式為30件/托盤，機(jī)器人碼垛、拆垛效率是16件/托盤的模式的（1000/800）=1.25倍；出入庫(kù)、存取、運(yùn)輸效率是16件/托盤的模式的（30/16）=1.88倍。方案二的單箱存儲(chǔ)投資成本相應(yīng)較低。

（3）運(yùn)輸方式更靈活。碼垛時(shí)可以靈活的滿足組盤標(biāo)準(zhǔn)的變化，很方便實(shí)現(xiàn)省內(nèi)16件、省外30件不同的運(yùn)輸要求。

（4）成品煙處理更靈活。有碼成品煙入庫(kù)時(shí)可以根據(jù)預(yù)判的出庫(kù)方式采用不同碼垛方式，當(dāng)預(yù)判為整托盤出庫(kù)時(shí)，碼垛方式采用16件/托盤的模式，方便直接出庫(kù)，無需進(jìn)行重新碼垛；當(dāng)預(yù)判為散件出庫(kù)時(shí)，碼垛方式采用30件/托盤的模式，拆垛后出庫(kù)。

（5）系統(tǒng)運(yùn)行安全性更好。所有的工藝流程均可以進(jìn)行人工干預(yù)處理，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)預(yù)留了人工叉車存取通道，在堆垛機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)可以確保使用人工叉車進(jìn)行出入庫(kù)作業(yè)。環(huán)形穿梭車設(shè)置多個(gè)故障維修工位，確保在某臺(tái)穿梭車發(fā)生故障時(shí)不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

3 最終方案對(duì)比分析

下面從儲(chǔ)量、投資額、用工數(shù)量、實(shí)施周期等方面對(duì)傳統(tǒng)普通中型貨架存儲(chǔ)方案和新型穿梭板式密集存儲(chǔ)方案（方案二）進(jìn)行綜合比較。

3.1 儲(chǔ)量

普通中型貨架方案儲(chǔ)量約1.5萬箱，且無繼續(xù)擴(kuò)充空間；穿梭板式密集存儲(chǔ)方案儲(chǔ)量達(dá)2.8萬箱，加上預(yù)留區(qū)域，儲(chǔ)量可達(dá)3.5萬箱。

3.2 投資額

普通中型貨架庫(kù)方案投資預(yù)概算約1500萬元；若增加部分輸送、自動(dòng)拆垛等設(shè)備，投資概算約2600萬元；新型穿梭板式密集存儲(chǔ)方案（方案二）投資概算約3700萬元。

3.3 勞動(dòng)用工數(shù)量

庫(kù)區(qū)長(zhǎng)192米，寬76米，普通中型貨架庫(kù)方案中入庫(kù)端每班需叉車工4人，3個(gè)班計(jì)12人，出庫(kù)端需叉車工12人，拆垛工8-10人，共計(jì)32-34人，考慮利用輸送設(shè)備相應(yīng)減少叉車作業(yè)量，出庫(kù)采用自動(dòng)拆垛，可減少拆垛工8-10人并適當(dāng)減少叉車工8人（入庫(kù)端3人、出庫(kù)端5人），用工數(shù)量共計(jì)16人；穿梭板式密集存儲(chǔ)方案中，出庫(kù)端需叉車工2人（整托盤出庫(kù)裝車），考慮每班配備叉車工1人應(yīng)急處理，3個(gè)班計(jì)3人，用工數(shù)量共計(jì)5人。

3.4 實(shí)施周期

廠房具備安裝條件的前提下，普通中型貨架庫(kù)安裝調(diào)試周期約為3個(gè)月；因設(shè)備數(shù)量較多且復(fù)雜程度較高，穿梭板式密集存儲(chǔ)庫(kù)安裝調(diào)試周期約為4個(gè)月。

新型穿梭板式密集存儲(chǔ)庫(kù)方案相對(duì)儲(chǔ)量大，投資額度適中，用工數(shù)量也更少，且實(shí)施周期與常規(guī)方案接近，綜合比較之下，因其更適合現(xiàn)有使用需求，且更利于今后的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

從文中的方案實(shí)例可以看出，新型穿梭板式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)所具有的空間利用率高、自動(dòng)化水平高、響應(yīng)速度快、作業(yè)成本低和靈活可控等優(yōu)勢(shì)，使其在卷煙廠中同樣有著很好的應(yīng)用空間。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在未來必將構(gòu)建出存儲(chǔ)能力更大，自動(dòng)化程度更高，綜合效能更優(yōu)的卷煙成品存儲(chǔ)系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介：袁建欣（1983-），男，陜西省周至縣人，工作單位：中國(guó)五洲工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，職務(wù)：工程師，研究方向：煙草工藝設(shè)計(jì)。