滤棒高架库防混牌措施的研究

史硕 曾峰 魏巍 郭芮江 李悦

摘要：随着社会的发展，信息化建设的不断加快，烟草行业对卷烟厂智能化制造水平的要求不断提高。保定卷烟厂在技改中引入了滤棒高架库。具有柔性化、信息化、高速化、无人化等特点，可以多牌号同时存放，满足滤棒的固化时间。我们对单组滤棒的入库、存储、出库各个环节保证逐一精确跟踪，根据操作人员的前期规划设定，系统可以对入库的货品自动分配最优货位，大批次货位间挪动仅需操作人员手动在管理软件中按批次下定任务，极大提高工作效率。该文将从滤棒高架库出现的问题入手，按照系统精细化管理的指示、以区域分配调整配置为主线，从滤棒库货位分配存放规则要求的角度出发，寻找到了货位分区和料盘清扫的最优方案，降低由于滤棒混牌问题导致的工艺事故发生率。

关键词：滤棒高架库防混牌分区料盘清扫

中图分类号：TS43  文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）05（a）-0000-00

Study on Anti Mixing Measures of Filter Rod Elevated Wrehouse

SHI ShuoZENG FengWEI WeiGUO RuijiangLI Yue

（Baoding Cigarette Factory，Baoding，Hebei Province，071000 China）

Abstract：With the development of society and the continuous acceleration of information construction， the requirements of the tobacco industry for the intelligent manufacturing level of cigarette factories are increasing.Baoding cigarette factory has introduced the filter rod elevated warehouse in the technical transformation.It has the characteristics of flexibility， informatization， high speed and unmanned. It can store multiple brands at the same time to meet the curing time of the filter rod.We guarantee the accurate tracking of each link of warehousing， storage and outbound of a single group of filter rods one by one. According to the early planning and setting of the operator， the system can automatically allocate the optimal location for the inbound goods. For moving between large batch locations， the operator only needs to manually set tasks by batch in the management software， which greatly improves the work efficiency.This paper will start with the problems of the filter rod elevated warehouse， according to the instructions of the system fine management， take the regional distribution adjustment configuration as the main line， and from the perspective of the requirements of the storage location allocation and storage rules of the filter rod warehouse， find the optimal scheme of storage location zoning and material tray cleaning， so as to reduce the occurrence rate of process accidents caused by the mixing of filter rods.

Key Words： Filter Rod Elevated Storage; Prevention of brand confusion; Zoning; Clean up filter rod pan

煙草行业是我国的支柱性行业之一，各省份、各品牌的商业、工业企业之间的竞争一直处于越来越激烈的态势，这就要求各企业的发展不允许停滞不前，要时刻保有危机意识，顺势第四次工业革命发展趋势，共同把握数字化、网络化、智能化发展机遇，时代智能化发展的浪潮，面向“十四五”，持续以智能制造推动产业升级，优化结构，着力提升产业竞争力，助力烟草行业经济高质量发展。

在河北中烟对充分发挥物流自动化仓储系统的综合效益和优势的推动下，保定卷烟厂不断探索适应主流发展方向的改进方案，在河北中烟物流自动化口号提出之处便安排相关部门着手进行设备引入及学习。

卷烟品牌在市场竞争中为保有高的占有量，提升消费者满意度，从品牌发展的角度，对卷烟工艺、指标进行不断的优化，烟丝成分的更新迭代、滤棒规格推陈出新等，对成品辅料的需求种类越来越多，生产不同工艺的滤棒势在必行。针对此问题，相关人员从滤棒高架库出现的问题入手，按照系统精细化管理的指示、以区域分配调整配置为主线，从滤棒库货位分配存放规则要求的角度出发，寻找到了货位分区和料盘清扫的最优方案。依照前期规划的方案实施后，明显降低了由于滤棒混牌问题引发的卷烟工艺事故发生情况。搭建柔性化、智能化、高效、稳定可靠的自动化物流运输系统，是全面提升我企业自身的管理能力、有效提升产品质量、降低生产成本的一方面途径。

1 提出问题

1.1目标研究

首先对保定卷烟厂滤棒高架库做一个简短的概述。滤嘴棒是卷烟生产的原辅料之一，卷接包车间每天有大量的卷烟生产任务，需要滤棒无间断持续供应，生产任务提高后，原有的人工搬运效率低下，无法再满足现有生产任务的要求，滤棒供应环节是卷烟生产的最初环节，可以说，滤棒高架库出库效率直接影响着卷接包车间的生产效率。我厂滤棒高架库外形为立体结构，内含堆垛机设备2台，负责滤棒库出入全流程，移动路径一轨双车，有皮带式滤棒盒输送机数14台。现有货位2排、44列、8层，总货位704个，有效货位504个[1]。

在日常生产中，改进前，滤棒高架库的运行方式为：生产好的滤棒以盘为单位，一组15盘/18盘成组入库，按照最基本的货位策略进行分配，以货架中心列为中心，按照排递增、列递增、层递增的顺序进行摆放，这种最基本的摆放方式，会出现上下、左右相邻的货位中存放不同牌号的滤棒。同时，并没有对各牌号滤棒和滤棒盒之间进行对应，即任意牌号的滤棒可以存放入任意滤棒盒中，不同牌号的滤棒混杂放置时，一旦出现滤棒掉落或放置错误等情况，就会面临滤棒入库存储与出库使用之时存在混牌风险的问题[2]。

1.2问题研究

发现问题之后，我们对原有滤棒存储方式对卷烟生产造成的影响进行详细分析。研究发现：

（1）若滤棒库库体内，上下层之间摆放的滤棒牌号不相同时，外界因素诸如：库体内空调风力、堆垛机执行任务时取放整组滤棒盒时产生的轻微抖动等情况发生时，会将原本未摆放整齐的滤棒散落、掉落到下层货位其他牌号的滤棒盒之中，会导致滤棒混牌的情况发生。

（2）由于滤棒溢胶的原因，会有滤棒粘连在滤棒盘中，卸盘机在卸载滤棒盘时，会有滤棒遗留的情况，若该滤棒盒下次被使用时盛放的是不同牌号的滤棒，则会有滤棒混牌情况发生，卷烟生产时会导致严重的工艺质量事故。

（3）库体中各个库位滤棒牌号存放分散、无规律可循，在工作人员盘点库存、核对实物与货位信息时工作量繁琐，且影响库存盘点准确性，不利于岗位人员对高架库系统的管理。

（4）由于各牌号滤棒存储位置分散，当有某牌号滤棒需求量集中时，堆垛机在取货出入库时的路径行程会变乱，影响堆垛机在执行出入库任务时的作业效率。

2 提出方案

2.1滤棒高架库系统优化方案

原有的滤棒高架库存储形式存在两大类问题：存在滤棒混牌的风险、库存盘点时实物与货位信息核对记录效率低，不利于操作人員对存储系统进行管理。经讨论分析，各方案优化对比，最终我们决定从改变库体滤棒物理存储区域、各牌号滤棒专盘专用以及在滤棒空盘入库前加装清扫装置的角度出发，以达到对滤棒高架库系统进行优化。具体的研究思路如下。

车间现有生产的滤棒牌号有N种，将滤棒高架库整体分为三个子区域，针对每一种牌号的滤棒指定了专属的存储货位区域进行存放，任务下达系统中设置好后，堆垛机在执行滤棒入库时会在限定区域内为牌号选择最优货位位置，除货位分界点，其余位置的滤棒货位在其四个方向的相邻货位内存放的均为同牌号货位，避免了由于滤棒散落导致的滤棒混牌现象发生。同时，高架库划分子区域后，货位摆放方式有章可循，货位存放位置一目了然，实体货位与货位信息对应情况简洁明了，堆垛机在执行出入库任务时间明显缩短，提升了堆垛机作业效率以及库存盘点的效率、准确性，实现了精细化的管理需求。

每台发射区下方运输通道上加装了滤棒盘自动吹风清扫装置，滤棒盘成组入库时需注意进行吹风清扫，溢胶粘连在滤棒盘底部的滤棒不会二次入库，从根本上解决卸载滤棒盒时残留滤棒导致混牌事故发生，为后续生产提供保障。

2.2方案实施

原有的滤棒高架库系统中，认为滤棒空盘只有一种类型，若要想实现滤棒存储专盘专用的需求，则需要对原滤棒空盒依照车间生产的不同牌号滤棒进行分类，与其对应的牌号进行承载绑定之后，当成型机有任务需求时，对滤棒高架库发出空盒申请，系统会自动选择绑定了该滤棒牌号的空盘进行出库。

考虑到车间滤棒成型机、发射机的固定位置，统筹规划之后，将滤棒库整体划分为三个子区域，为保险起见，同时还设置了隔离区域，在隔离区域内不允许存储滤棒。

2.3优化方案流程

滤棒高架库专盘专用实现流程：

初始化配置开始→牌号信息与空分盘进行绑定→货位区域划分→按牌号绑定区域→空盘初始化入库→结束;

出库流程出库→机台发出出库申请→根据申请机台找到生产牌号→根据牌号找到所属区域货位→结束;

入库流程入库→机台发出入库申请→根据申请机台找到生产牌号→根据牌号找到所属区域货位→结束。

2.4补充措施

原有的滤棒盘输送装置只有翻转、吹扫皮带的功能，现自主研发了一套对空盘底部吹扫装置，消除发射机卸盘之后盘底残存滤棒现象的发生。

此清扫装置对每个发射完毕的空盘进行清洁，保证空料盘上没有残留，杜绝滤棒混牌质量风险[3]。

3 步骤实施

首先，在与相关部门沟通之后，为最大限度不影响车间正常生产，我们在停产期间对滤棒高架库整体完成了方案实施，经整改调试后，滤棒高架库全新系统上线;其次，参照WMS系统，综合考虑了日常各牌号滤棒生产产量、成型机与发射机所在固定位置的远近，设定了三个子区域;在划分好最优的存储区域之后，对滤棒分牌号进行盘库，将货位进行了全面的整理[4];然后利用RFID芯片，进行初始化空盒信息，并与对应滤棒牌号进行绑定;最后，重新设置好成型机以及发射机的信息，反复进行出入库测试保证系统可靠运行[5]。系统优化完成之后，在发射区空盒输送带翻转位置，加装空盒清扫装置，消除发射机卸盘之后盘底残存滤棒现象的发生。我们还预计对成型机空料盘输送通道处增加视觉检测装置，对未能清洁干净的料盘进行检查，彻底杜绝滤棒残留的现象[6]。

4 改进后现状

通过该次滤棒高架库系统重新的整体、规划，完成了库内货位分区，实现了专盘专用管理，加装了滤棒清扫装置，从源头上避免了由于滤棒散落、卸盘机卸盘不净导致的混牌现象的发生，避免了生产过程中出现的产品质量隐患，在库存盘点方面，提升了实体货位与其对应信息的准确性，大大减小了工作人员库存盘点的工作量。在合理划分区域后，滤棒存储的位置与其对应的成型机及发射机的位置都相对固定，堆垛机在执行任务过程中所经过的路径大大减小，提升了堆垛机的运行效率、设备寿命，也减小了轨道的磨损程度。

5 结语

通过该次项目实践，很好地说明了该次针对于滤棒高架库防混牌问题的研究，在解决了库体内存储货位乱的问题，原有的防混牌目标得以实现的同时，方便了仓库管理员盘点库存、更加清晰明了地对库内情况进行把控，准确地记录物理货位与信息的对应情况，大大提升了滤棒高架库整体的工作效率。与此同时，滤棒盘专盘专用、发射机回送通道清扫装置的发明，也是保定卷烟厂滤棒高架库管理模式的一种创新，打开了工作人员解决问题的思路，在原有系统的基础之上，结合生产实际，进行重要的改进。

参考文献

[1]陈春雷.滤棒库货位分配算法及堆垛机调度系统策略的研究[J].科技创新与应用，2020（11）：127-128.

[2]刘剑敏，方利梅，袁文涛，等.滤棒存储流程策略设计与效率配置仿真研究与应用[J].轻工科技，2019，35（5）：39-41.

[3]陈长海，李蓓，邓铭竹.滤棒周转盘清洁装置的研究与应用[J].设备管理与维修，2019（17）：104-105.

[4]孙顺凯，李捷，李国瑞，等.基于牌号最优分布的成品件烟出入库策略研究[J].自动化仪表，2018，39（12）：35-38.

[5]鲁延灵，刘延萍，侯小波.烟箱编码校对在片烟出入库防差错中的研究与应用[J].电子元器件与信息技术，2020，4（4）：39-40.

[6]张晓峰.基于视频图像识别系统的高架库防差错技术[J].设备管理与维修，2019（17）：132-133.