在河北省烟草公司沧州市公司（简称“沧州烟草”）看来，目前对分拣线局部的设备更新、流程优化和技术升级，很难突破制约异型烟分拣的关键瓶颈，必须瞄准最新技术，对分拣线进行整体性技术改造。因此，2021年按照河北省烟草专卖局（公司）“着力提升物流现代化水平，高质高效全面实施物流技改”要求，沧州烟草专卖局（公司）明确了“高度自动化、高度信息化、高度智能化”的技改原则，着力推进物流分拣配送转型升级；作为行业“全品规一包”自动化物流技改项目的首批实施单位，没有可参考的经验、可借鉴的成果和可复制的模式。沧州烟草通过“走出去”实地调研，“请进来”科学研讨，最终确定“拆除现有三条分拣线，同时新建两条三标合一全品规高速分拣线，单条分拣线效率25000条/小时以上”的技改目标，开启了河北省烟草商业系统分拣技术革新的破冰之旅。

二、改造方案

通过卷烟分拣全工艺流程分析，昆船智能2021年9月中标并设计实施了沧州烟草全品规智慧卷烟分拣系统项目。该系统组成主要包括：全规格件烟拆码垛机器人、全规格件烟存储的多穿系统、标细件烟存储的倍速链缓存系统、标细中短自动划开箱、标细中短卧式分拣主机、标细异立式分拣主机、条烟缓存模块、全规格件烟包装设备，以及电控系统、信息系统。

1.全规格拆码垛机器人

2.多穿小车

传统的多穿小车因货叉不可伸缩夹抱，无法满足大范围变化尺寸的物料。本项目中的全品规多穿缓存系统（见图2）采用的多穿小车（见图3），通过伸缩夹抱货叉可适应不同规格尺寸的件烟存取作业，实现全品规存储。同时，利用多穿货位离散存储、货位周转率高的特性，实现特异型件烟、标准烟、细支烟、中支烟、短支烟的备货暂存。

图2：全品规多穿缓存系统

图3：可伸缩夹抱多穿小车

3.可存储标细件烟的倍速链缓存系统

利用倍速链的单通道、单品规存储的批存储属性，实现大品规标准烟、细支烟、中支烟件烟的存储。倍速链缓存系统，见图4；双层倍速链布置示意图，见图5。

图4：倍速链缓存系统

图5：双层倍速链布置示意图

4.标、细、中、短一体自动划开箱

传统划开箱机只能处理标准烟或只能处理细支烟，不能混合处理多种规格的件烟。自动划开箱机（见图6）采用多工位并行作业模式，卷烟自动对中，划刀自动对中，可以适应不同规格卷烟的划开箱作业，品牌适应度高，可满足未来品牌变化需求，自动处理点胶，实现了全品规（标、细、中、短）件烟共线自动划开箱作业，提高了物流自动化水平。

图6：标、细、中、短全品规件烟自动划开箱机

5.双边分拣烟仓可调立式机

传统立式分拣采用单边分拣，本项目中的立式机（见图7）采用双边分拣模式。通过双边分拣可实现同时两个订单一起分拣，与单边一个订单分拣完再分拣下一个订单相比，其效率大幅提升。双边分拣立式机适应标、细、异分拣，烟仓灵活可调，双边拨打，后续输送设备布置简单。

图7：双边分拣立式机

6.双边分拣可调卧式机

目前的卧式机大多无法适应全部细支烟及中支烟分拣，本项目中采用的卧式机（见图8）则可满足标、细、中条烟的分拣，满足绝大部分品规的自动补货、自动分拣；实现动态调仓，进行单元之间的分拣均衡。

图8：双边分拣卧式机

7.缓存

根据未来分拣的特点，为自动分拣更多品规，针对标准烟和细支烟采用无间隙密集存储的计数分发机进行合流，针对中支烟等进行挡板合流，通过专业设备相结合的形式，满足不同卷烟缓存要求。未来分拣作业可以采用不同的缓存模式，来实现不同规格条烟的分拣。S弯缓存，见图9。

图9：S弯缓存

8.双堆叠包装机

现有包装机为多入口且相互不均衡，影响堆叠效率，出包效率不能充分发挥。本项目中，包装机（见图10）采用双堆叠模式，一次堆叠两个订单，标、细之间无订单间隔，提高分拣效率；入口柔性分配，堆叠后二级缓存，提高合流效率；伺服电机控制，减少用气，提高系统稳定可靠性。

图10：四入口双堆叠包装机

9.托盘、件烟和条烟分拣的3D数字孪生系统

3D数字孪生系统对任务进行实时跟踪，通过移动终端进行人机交互，人工查找差错较简单，盘点、核对快速作业，维护、保养直观高效；支持按照1:1比例对企业地形、地貌、建筑、分拣线结构、设施设备进行精确建模。该系统有多种视角（自由视角、俯视视角、鸟瞰视角），管理员可以根据需要保存视角便于切换。系统能够对各类机械设备在采集信息后模拟其标准动作的动画。

图11：边分拣边输送装车模式

3D数字孪生系统能够对分拣通道内条烟品牌、数量的实时状态直观显示；可实时同步显示分拣任务执行信息；同步显示条烟所处位置；方便操作人员进行任务进度查询，条烟核查。

系统可进行可视化故障定位，对各类报警进行分类管理；实时显示设备状态信息；自动推出报警提示及定位到三维场景相应的设备上；结合设备管理系统可以显示零部件历史故障信息及维修记录。

图12：数字孪生技术（托盘及件烟作业）

三、技术亮点

1.工艺创新：实现全品规自动拆码垛工艺、全品规多穿备货工艺、可调烟仓的条烟分拣工艺、无间隙密集存储+挡板缓存的组合合流工艺、新型双堆叠包装工艺。

3.控制创新：具有模块化特性、外观简洁、施工维护方便的电控硬件架构设计；实现双边并行分拣控制技

4.信息系统：采用3D可视化调度监控系统，实现配送中心条烟、件烟、托盘的实时跟踪与核查。业务功能覆盖商业到货、仓储、备货、补货、分拣等全业务流程。系统兼容新型分拣设备，实现全品规分拣、补货需求；实现了烟草商业行业内全部三大类物料——托盘、件烟、条烟的作业工艺及设备的全面数字孪生技术。

四、实施效果

沧州烟草通过上述改造内容，同时针对配送中心进行收货分区策略、入库策略、补货策略、排程策略等策略的设计实现，可支持通过策略的灵活配置来适应不同行业的配送中心业务，实现业务组件和流程可装配化。通过技术改造，为沧州烟草带来巨大价值：以前每次装货，送货车前都要摆3个笼车，分别装标准烟、细支烟、特异型烟，作业人员需要拿着送货小票，从3个笼车里逐个查找；来到客户店里，还要再与客户逐一核对3个烟包。现在，无论装车还是与客户核对，都只有1个烟包，更加省时省力。

自2022年4月该系统在沧州烟草落地以来，两条“全品规一包”分拣线的分拣效率持续稳步提升，最高平均效率达31700条/小时，是技改前分拣效率的2.4倍；日均卷烟分拣时间减少4个小时，分拣操作人员由57人优化为44人；送货响应时间由原来的43.39个小时缩减到24个小时，产生较大的经济效益和社会效益。

沧州烟草技改项目，只是推动卷烟物流高质量发展的一个新起点。通过本项目实施后编制物流中心全流程、全要素、全环节的标准化管理体系文件，将逐步建立和完善实用资产的配置标准、使用标准、处置标准、制度标准、流程标准、评价标准、形象标准等制度体系，能为烟草行业其他技改项目提供更多借鉴及经验。

END

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