本文提出從簡(jiǎn)化作業(yè)流程、縮短物流動(dòng)線、發(fā)展智能化和高度信息化等方面著手，使系統(tǒng)向智能制造、精益化發(fā)展轉(zhuǎn)變。

“高質(zhì)量發(fā)展”是2017年中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)首次提出的新表述，表明中國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。在此背景下，卷煙物流配送物流中心倉(cāng)儲(chǔ)及分揀系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

20世紀(jì)80年代我國(guó)自動(dòng)化物流逐漸起步發(fā)展，90年代末期煙草等部分行業(yè)企業(yè)開(kāi)始投入使用自動(dòng)化物流系統(tǒng)。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著土地資源緊缺、世界制造業(yè)中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移，促使中國(guó)自動(dòng)化物流市場(chǎng)的巨大潛力迅速釋放，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的需求激增。

以卷煙物流中心倉(cāng)儲(chǔ)及分揀系統(tǒng)為例，自2001年在深圳煙草公司實(shí)施之后，又相繼在2003年和2004年分別在白沙物流中心和曲靖卷煙物流中心實(shí)施，其基本模式均為“自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)+半自動(dòng)分揀”的模式。2005年，降低人工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度成為卷煙物流中心建設(shè)的主要關(guān)注點(diǎn)，同年分別在紅河卷煙物流中心、北京卷煙物流中心實(shí)現(xiàn)了“自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)+全自動(dòng)分揀”模式的應(yīng)用。

一、卷煙物流配送中心現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)20多年發(fā)展，目前的卷煙物流配送中心已形成相對(duì)規(guī)范的建設(shè)模式。根據(jù)卷煙配送的年銷量規(guī)模不同，可將卷煙物流配送中心劃分為三類：1類為年銷量≥20萬(wàn)箱，2類為10萬(wàn)箱≤年銷量＜20萬(wàn)箱，3類為年銷量＜10萬(wàn)箱，并分別建設(shè)相應(yīng)的倉(cāng)儲(chǔ)及分揀系統(tǒng)。

圖1 1類和2類卷煙物流配送中心倉(cāng)儲(chǔ)及分揀系統(tǒng)全景圖

在1類和2類卷煙物流配送中心，目前基本實(shí)現(xiàn)了較高的自動(dòng)化水平（見(jiàn)圖1），其作業(yè)流程主要為：

1.入庫(kù)系統(tǒng)：件煙收貨后采用機(jī)械手或自動(dòng)/人工碼垛，組盤成實(shí)托盤后，通過(guò)輸送系統(tǒng)進(jìn)行入庫(kù)。

2.倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)：實(shí)托盤形式存儲(chǔ)。

3.出庫(kù)系統(tǒng)：通過(guò)輸送系統(tǒng)出庫(kù)的實(shí)托盤經(jīng)機(jī)械手或自動(dòng)/人工拆垛形成件煙，以件煙形式進(jìn)入備貨系統(tǒng)，再直供分揀系統(tǒng)。

二、向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變

在中國(guó)的自動(dòng)化物流系統(tǒng)領(lǐng)域，煙草行業(yè)發(fā)展水平已走在前端。在此基礎(chǔ)上，煙草行業(yè)要精益求精，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，未來(lái)需從簡(jiǎn)化作業(yè)流程、縮短物流動(dòng)線、高度信息化著手，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化和精益化。

1.關(guān)于簡(jiǎn)化流程

卷煙配送物流中心收貨形式有兩種，一是件煙，二是整托盤；出貨形式是先以件形式出庫(kù)再轉(zhuǎn)換為條，最終出貨形式是條煙。因此，從作業(yè)流程來(lái)看，可以根據(jù)來(lái)料形式、數(shù)據(jù)分析、占地面積利用率等因素考慮其倉(cāng)儲(chǔ)形式，從而簡(jiǎn)化流程。

（1）以件煙形式收貨的卷煙為例

件煙形式收貨的卷煙，通過(guò)進(jìn)行入庫(kù)數(shù)據(jù)、庫(kù)存數(shù)據(jù)和銷售數(shù)據(jù)分析，可考慮以件煙形式進(jìn)行存儲(chǔ)還是整托盤形式存儲(chǔ)，從而簡(jiǎn)化流程。

圖2 庫(kù)存趨勢(shì)分析圖例

圖3 入庫(kù)趨勢(shì)分析圖例

圖4 入庫(kù)趨勢(shì)分析圖例

圖5 A類庫(kù)存比例分析圖例

數(shù)據(jù)分析內(nèi)容包含庫(kù)存趨勢(shì)分析（條/日）（見(jiàn)圖2），分析出日均庫(kù)存量、日最大庫(kù)存量等；入庫(kù)趨勢(shì)分析（條/日）（見(jiàn)圖3），分析每天入庫(kù)最大量和平均入庫(kù)量等；銷售趨勢(shì)分析（條/日）（見(jiàn)圖4），分析每天銷售最大量和平均銷售量等；A類庫(kù)存比例分析（見(jiàn)圖5），分析銷售量為A類的品規(guī)占總庫(kù)存量的比例情況；B、C類庫(kù)存比例分析（見(jiàn)圖6），分析銷售量為B、C類的品規(guī)占總庫(kù)存量的比例情況。

圖6 B、C類庫(kù)存比例分析圖例

（2）以件煙形式存儲(chǔ)進(jìn)行存儲(chǔ)為例

可以看到，后者不僅使流程簡(jiǎn)化、環(huán)節(jié)減少，還能減少設(shè)備、降低投資、降低能耗等。

2.如何實(shí)現(xiàn)未來(lái)的智慧化轉(zhuǎn)變

卷煙物流配送中心實(shí)現(xiàn)智慧化轉(zhuǎn)變的手段有三種：一是仿真，二是全數(shù)據(jù)集成分析，三是3D可視化調(diào)度監(jiān)控。

（1）仿真

目前，卷煙物流配送中心倉(cāng)儲(chǔ)分揀系統(tǒng)在實(shí)施前，僅僅在方案設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)庫(kù)存數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、出入庫(kù)頻次等進(jìn)行分析；方案基本確定后，根據(jù)供應(yīng)商的實(shí)力條件，有的只是進(jìn)行能力測(cè)算，有的根據(jù)系統(tǒng)工藝平面布置圖建立三維實(shí)體模型，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)和關(guān)鍵單機(jī)系統(tǒng)能力仿真；具有面向?qū)ο?、基于三維圖形化建模、真實(shí)模擬物流和設(shè)備走行動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜調(diào)度策略等特點(diǎn)，進(jìn)行理論系統(tǒng)仿真，得出理論能力。不過(guò)，由于實(shí)際項(xiàng)目的運(yùn)行存在網(wǎng)絡(luò)通訊，設(shè)備與設(shè)備之間的交互，控制系統(tǒng)交互等實(shí)際情況需要考慮。

圖7 VCCS系統(tǒng)測(cè)試運(yùn)行界面

未來(lái)，為保證投入的資金和人力能取得高效的收益和確保項(xiàng)目的可行性，方案確定后在VCCS系統(tǒng)（仿真測(cè)試平臺(tái)，見(jiàn)圖7）中進(jìn)行測(cè)試，是降低投資風(fēng)險(xiǎn)的最好的處理方式。VCCS系統(tǒng)是能夠有效融合三維仿真、網(wǎng)絡(luò)通訊、工業(yè)控制等技術(shù)的仿真測(cè)試平臺(tái)。在工程項(xiàng)目實(shí)施前，以真實(shí)設(shè)備的物理特性及控制原理為基礎(chǔ)，不僅通過(guò)三維可視化技術(shù)使自動(dòng)化物流設(shè)備 “真實(shí)可見(jiàn)”、“安裝就位”，更能完美仿真實(shí)際設(shè)備的重力、慣性、阻力、摩擦力、沖量、加速減速等特性。通過(guò)VCCS平臺(tái)進(jìn)行虛擬安裝，融合模擬各種工況及運(yùn)行環(huán)境，對(duì)設(shè)備、控制程序、上位調(diào)度程序進(jìn)行組件測(cè)試以及集成測(cè)試，能夠真正做到模擬系統(tǒng)功能、實(shí)現(xiàn)消除漏洞、彌補(bǔ)不足，優(yōu)化路徑，確保設(shè)計(jì)系統(tǒng)真正滿足提高系統(tǒng)效率，縮短調(diào)試周期，降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

（2）數(shù)據(jù)采集分析

目前，卷煙物流中心倉(cāng)儲(chǔ)分揀系統(tǒng)的控制系統(tǒng)在收到訪銷系統(tǒng)發(fā)過(guò)來(lái)的當(dāng)日需分揀訂單后，僅能實(shí)現(xiàn)根據(jù)訂單的線路和線路順序進(jìn)行排程，以便開(kāi)始一天的作業(yè)，即只對(duì)事前進(jìn)行分析。任務(wù)一旦下達(dá)，物料便按倉(cāng)儲(chǔ)分揀系統(tǒng)指定的路徑進(jìn)行輸送，形成最終的分揀包件。在運(yùn)行過(guò)程中，該條路徑中的設(shè)備如出現(xiàn)故障，需要等待故障排除后才能運(yùn)行。

推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展離不開(kāi)辯證法的指導(dǎo)，信息系統(tǒng)的提升也是如此，是一個(gè)螺旋式上升的過(guò)程。其上升不是線性的，而是呈螺旋狀態(tài)出現(xiàn)，先是量的提升，待量積累到一定階段后，才會(huì)轉(zhuǎn)向質(zhì)的提升。因此，現(xiàn)有信息系統(tǒng)必須對(duì)銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行精益計(jì)算和分析，采取事前和事后分析互相配合的方式。

事前分析，主要對(duì)批次全局屬性、線路屬性、庫(kù)存分布分析、子線平衡度分析等進(jìn)行分析（見(jiàn)圖8）。

圖8 事前分析圖例

事后分析，主要包括兩方面的分析（見(jiàn)圖9）：

圖9 事后分析圖例

一方面，為主要進(jìn)行5～10分鐘效率采樣，或者根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)的效率情況確定采樣時(shí)間，2分鐘以上停機(jī)分析，高頻停機(jī)點(diǎn)分析，故障原因關(guān)聯(lián)分析等進(jìn)行分析，確認(rèn)原規(guī)定路徑是否影響了整個(gè)系統(tǒng)的效率，再次確認(rèn)原分配任務(wù)路徑是否進(jìn)行重新調(diào)整。

另一方面，為對(duì)整體平衡度分析，線路平衡度分析，城網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)分析，流量分析，確認(rèn)原策略是否影響了整個(gè)系統(tǒng)效率，確定是否調(diào)整策略；整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并形成實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控中心進(jìn)行展示，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的智能化和精益求精。

（3）3D可視化調(diào)度監(jiān)控

目前，大部分的調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)分為電控層和上位層兩個(gè)層次：在電控層面上，電控系統(tǒng)分片設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)觸摸式操作員終端，在操作員終端上通過(guò)圖文結(jié)合方式、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控各臺(tái)輸送設(shè)備的運(yùn)行情況、檢測(cè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、貨物信息、故障信息；可顯示設(shè)備開(kāi)機(jī)、運(yùn)行、故障、停機(jī)等狀態(tài)，同時(shí)可顯示故障部位、故障種類等信息（見(jiàn)圖10）；

圖10 設(shè)備監(jiān)控圖例(現(xiàn)狀)

調(diào)度層面上，WCS監(jiān)控物料信息，任務(wù)信息，設(shè)備信息，具有完備的設(shè)備監(jiān)控功能，流程參數(shù)、設(shè)備參數(shù)的顯示、修改與修改記錄功能。通過(guò)圖形界面顯示業(yè)務(wù)流程、物流狀態(tài)、物流位置、運(yùn)行參數(shù)、故障報(bào)警。檢測(cè)、顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；報(bào)告、記錄設(shè)備故障、通訊故障、執(zhí)行設(shè)備故障（見(jiàn)圖11）。

圖11 調(diào)度監(jiān)控圖例(現(xiàn)狀)

2015年開(kāi)始，部分卷煙倉(cāng)儲(chǔ)分揀系統(tǒng)開(kāi)始嘗試采用scada系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)3D可視化監(jiān)控，將原有監(jiān)控功能全部轉(zhuǎn)化為3D可視化監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了管控的直觀易懂，邁出了3D管控的一大步。

隨著3D、5G、AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)管控系統(tǒng)，可以有更加豐富的手段，融合數(shù)字孿生技術(shù)，將目前電控系統(tǒng)層面的監(jiān)控再進(jìn)行升華，成為3D可視化調(diào)度監(jiān)控（見(jiàn)圖12）。

圖12 3D可視化監(jiān)控界面圖例

實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備幾何建模，直觀、真實(shí)、精確地展示各種設(shè)施、設(shè)備形狀及生產(chǎn)工藝的組織關(guān)系，設(shè)施、設(shè)備的分布和拓?fù)淝闆r充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。以3D的形式實(shí)現(xiàn)設(shè)備易損易耗件的管理、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)管理，設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)的采集，可以精確定位設(shè)備故障和分析故障原因，并提供解決方案，為使用方在設(shè)備易損易耗件的管理和長(zhǎng)期使用情況下提供設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)建議和方案。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的全方位信息采集，為上位系統(tǒng)提供相應(yīng)管理接口，如能耗、磨損、維護(hù)等信息，為全面信息化管理提供決策依據(jù)。

3D可視化調(diào)度監(jiān)控平臺(tái)與整個(gè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)緊密相關(guān)，不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的3D監(jiān)控，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)源跨平臺(tái)兼容。最終實(shí)現(xiàn)精確故障信息處理、主動(dòng)式維護(hù)保養(yǎng)、全方位360度信息采集、精準(zhǔn)映射，虛實(shí)交互、軟件定義、智能干預(yù)，提升生產(chǎn)效率，降低維護(hù)運(yùn)維成本，提升企業(yè)信息化水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)可控，質(zhì)量可溯（見(jiàn)圖13）。

圖13 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景與數(shù)字孿生場(chǎng)景

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)土地資源和勞動(dòng)力緊缺的情況持續(xù)加大，未來(lái)的卷煙物流配送中心將面臨更大考驗(yàn)。要解決現(xiàn)存痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，卷煙配送中心應(yīng)對(duì)流通分揀作業(yè)等各環(huán)節(jié)進(jìn)行再次梳理，利用現(xiàn)有技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)不斷地開(kāi)拓創(chuàng)新，進(jìn)一步簡(jiǎn)化流程工藝，實(shí)現(xiàn)精益物流，智能化控制，才能最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，跟上中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐，滿足未來(lái)發(fā)展的需求。