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        異形卷煙分揀新模式的探索研究

        時間:2019-05-13 18:36 | 作者:

            引言

            目前煙草行業異形卷煙分揀工作一般通過電子標簽線、半自動分揀線來完成分揀工作。近年來,細支煙和異型煙銷量增長迅速,給此類分揀線帶來較大壓力。以某大型煙草物流中心為例,每日異形卷煙品規多、訂單小(平均單個客戶只有7條)、客戶多(平均每天4000個客戶),現有的分揀線不能適應新訂單的變化,效率低下,往往要兩個班次才能完成分揀,與自動分揀線的進度嚴重不匹配,造成整個物流中心運營時間長、生產經營費用高、不能按時配送到各零售客戶、客戶滿意度低等各類問題。

            本文以某煙草物流中心異形煙分揀線為背景,通過分析零售戶卷煙訂單結構,發現異形卷煙存在品規多、訂量少、客戶多的特點,基于此探索研究一種新的異形卷煙分揀模式:側推+機械手疊垛的并行工作模式,來實現異形卷煙快速、高效、準確分揀包裝,解決異形煙分揀線疊垛包裝的效率瓶頸,從而解決與全自動細標一體分揀線分揀時長匹配問題,最終實現提高物流中心整體運行效率的目標。

        640.webp (14).jpg    設計思路

            該煙草物流中心原來的異形煙分揀線采用的是兩層子線分揀+一臺機械手疊垛包裝的模式,基本能滿足兩班制的生產要求。但該模式容易受訂單結構限制,如訂單變小、機械手碼垛一次抓雙的機率會大大降低,分揀和包裝的效率都很低等,平常也就2500條/小時的效率,嚴重影響了物流中心的業務運行。

            為解決效率低下的問題,物流中心與設備供應商一起分析當前訂單變化的情況:目前每天的原始平均訂單為6~9條,拆分后的平均訂單為4~6條,2條以下的訂單占40%,單層的訂單占30%,6~10條的訂單占17%,11~20條的訂單占12%,20條以上的訂單占6%。從數據分析來看,平均訂單小,而且包煙為雙層以下的訂單占比達到一半左右。由于都是類標煙和異形煙,機械手一次抓兩條煙的機率只有20%左右,目前機械手抓一次的循環時間為1秒,鏈板移動一格的時間為1.7秒,按平均訂單5條,雙抓率為20%來計算,一臺機械手滿工作包裝的效率也只有3600/((5-5*0.2)*1+1.7)*5=3158條/小時,如果按有效作業率80%來計算,實際效率也就2526條/小時,也就是當前的分揀效率,與實際需要的3500條/小時剛性需求相差1000條。

            目前行業內在用的自動包裝形式主要是機械手方式、機械手+細支煙的機械式疊煙方式。從以上分析來看單機械手方式肯定是滿足不了要求,機械手+細支煙的機械式疊煙方式只適應細支煙比例較高(60%以上),目前細支煙都放到了全自動線上分揀,這種模式也不適用。由于該物流中心是就地技改,沒有更大的空間來安裝兩臺機械手包裝機,只能采用一臺包裝機的方式,因此根據訂單煙包兩層以下占50%的訂單特點,提出采用“機械手+側推”的分揀包裝方式。


            疊垛策略的研究

            (1)目標分析

            為實現自動碼垛的目標,借鑒各類全、半自動分揀線的成功案例,有兩種方式可以選擇:一是采用機械手碼垛,二是采用疊煙機碼垛。兩種方式各有優劣勢,對比情況,如表1。

            總結分析結果為:機械手碼垛靈活,可適用于所有情況的條煙碼放,但故障率高,工作效率低。疊煙機穩定,工作效率高,但適應性無法達到要求。為充分利用兩者優勢,彌補不足,提出兩者并用的方案。對于尺寸相對規則的標準煙和細支煙,盡量使用疊煙機碼垛,提高效率。對于尺寸不規則的異型煙,采用機械手碼垛,適應所有品規。各類疊垛方式適應的卷煙分類,如圖1。

        640.webp (15).jpg    (2)并行疊垛

            “側推+機械手疊垛”的包裝方式難點在于異形卷煙長短寬窄都不統一,技術高,實施難度大。物流中心與設備供應廠家一起討論如何讓分揀適應側推煙包裝,大家提出分揀線多子式分類分揀的模式,即適合側推包裝的煙走一層子線分揀、其它類標煙走一層子線分揀、純異型煙單獨走一層子線,最后合單打碼后分到包裝機;包裝機采用“側推疊煙+機械手疊煙”的方式,適合側推包裝的煙走包裝機的側推疊煙口,其余的走機械手。這樣側推疊煙的優點就得到了發揮,一次就可推疊一層煙(1~5條煙),用時只要1.5秒,如果把機械手和側推疊煙有機接合,合理分配訂單,機械手負責30~40%的疊煙工作,其余的由側推來疊煙,側效率將會大幅提升。仍按平均訂單5條,機械手抓率為40%,側推疊煙為60%來計算,兩者同時工作,疊煙的時間僅為機械手抓5*0.4=2次的時間(2秒),合包時間與推煙套膜時間重合(2秒),不計入包裝時間,滿工作包裝的效率為3600/(2+1.7)*5=4865條/小時,如果按有效作業率75%來計算,實際效率也可達到3649條/小時,完全可以滿足3500條/小時鋼性需求。

            (3)碼放規則

            為了形成更好的垛型,我們制定了以下卷煙碼放的規則:

            ①根據作業流程,碼垛后還需對煙包進行平移和裹膜。因此,在選擇碼放位置時,條煙先放兩側,后放中間,以避免因慣性造成的散垛。

            ②為保證頂面不平整度要求最大突出高度為最小。故在選擇碼放位置時,條煙必須放置在同一個高度最低的面上。

            ③根據異形卷煙的特點,卷煙的碼放順序為:先碼放異形卷煙中的細支煙和標準煙,然后通過機械手碼放異型煙。

            (4)算法原則

            ①依照條煙尺寸,推研機構一層最多四條,最高碼5層。

            ②機械手碼煙依照條煙尺寸,先碼放兩邊,再碼放中間。

            ③推研機構和機械手工作時先行判斷每層條煙的平面高度是否在2mm范圍內,如不在則判斷為不平整,不再繼續碼放或推煙。

            結論

            該設計方案經論證,于2018年9月開始實施,10月開始安裝,10月底完成調試,11月初就達到了3500條/小時以上的效率,高峰時段達到了4200條/小時的效率,完全達到了改造的預期目標。隨著細標一體分揀逐漸在全行業的推廣,異形卷煙中的細支煙比例會很低,該物流中心的這種模式未來有很大推廣價值。

         

         

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