中国烟草总公司天津市公司物流中心 天津 300409
摘要：通过对智慧物流的认识和国内外物流业的对比，分析了国内烟草行业物流分拣近几年的发展和进步，本文以天津烟草物流中心新建C类烟分拣线为模型，挖掘C类烟中先进的柔性、高效、绿色、大数据和多户合装等技术模式的应用，探索智慧物流理念在物流分拣中的应用和发展，为其他兄弟单位提供建设思路。
关键词：烟草物流分拣；智慧物流理念；先进技术
1 智慧物流的概念
1.1 智慧物流的起源和发展
智慧物流是新形势、新技术、新要求背景下，在物联网、大数据、云计算、信息化和自动化等科技水平不断提升的基础上，为满足物流行业自身发展、加强行业核心竞争力的需求而产生的物流智慧化的成果。
智慧物流的发展，从早期的粗放型经济下的粗放型物流开始形成，粗放型物流要求“大排场”，盲目生产、盲目扩大，导致产品积压、浪费严重；随后，物流业开展进入系统化阶段，提倡各物流公司相互合作，互惠共赢，物流业进入高速发展；到上世纪末，借助计算机的普及和应用，物流正式进入电子化，业务处理的速度成倍提升；到了本世纪初，随着智能制造、自动化技术的发展，物流逐步进入智能化阶段；到目前，根据大数据、云计算、AI和5G等技术逐步发展和成熟，新技术与物流业的融合促进物流逐步迈向智慧化。
1.1.1 国外物流的发展
国外物流行业的发展较国内更早、更快，对市场的反应也最迅捷，其中主要技术优势之一就在于其自身拥有雄厚的物联网技术力量保障和广泛的智慧型物联网信息技术的应用。目前全球物流服务行业领域中的大型公司和国际知名企业积极参与并不断研究和开发新兴的物联网技术，促进物联网和信息技术的迅猛发展。数据分析报告显示，在东南亚和欧洲等一些高科技发达的地区，物联网和信息行业取得了蓬勃发展，其增长率平均每年超过5%，这又一次反哺出了智慧型互联网物流的快速发展，为其积极推动智慧型互联网物流的信息技术发展和应用提供了强有力的资金和技术支持。
1.1.2 国内物流的发展
随着中国发展成为全球最大的国际物流信息服务市场，我国的物流业正在逐步进入重要的战略发展机遇期。在物流业供给侧和结构性改革严峻的大背景下，物流业的传统发展和新模式难以为继，智慧现代物流正在逐渐成为我国物流信息服务行业发展和转型升级的重要发展方向。2020年3月中共中央政治局及其常务委员会提出，要进一步加快5G级物流网络、数据中心等新型物流基础设施项目建设的进度。在新一代基础设施的建设中，物流信息互联网的雏形已经初具，物流信息大数据技术得以广泛应用，物流云服务安全保障不断加强，人工智能迅猛发展，物流信息管理行业正在走向智能化的轨道上向现代智慧数字化物流的方向发展和升级。
1.2 烟草行业卷烟物流发展
1.2.1 行业卷烟物流分拣的发展
物流卷烟分拣目前正处于高速发展阶段。自2005年，各省市烟草公司依托行业内物流科技的发展和自动化分拣的应用，大力发展区域性卷烟物流自动化分拣，以提高物流的分拣效率和服务水平。[1]早期的卷烟物流设备以电子标签为代表，依靠大量的人工处理，劳动强度大；逐渐的，市场上出现立式机、A字机等，由自动出烟替代手工“拿”烟，向自动化迈进了一步；到了本世纪初，以北京、天津烟草物流为代表的通道机、卧式机组合式分拣，全面实现了自动补给、自动分拣和自动装箱等技术，自动化程度进一步提升。随后，由于订单模式的不断变化，卧式机发展成为主流自动分拣设备；通过一轮的发展，随着市场结构和卷烟销售的变化，物流卷烟分拣的“老式自动化”设备已经越来越无法适应新形势、新要求，面对市场短支烟、细支烟、中支烟等异形烟“异军凸起”，非标烟销量的大幅上升，物流卷烟的分拣自动化水平受到严重制约。2017年，以北京烟草物流为代表的“标细分拣线”的建设成功，体现了分拣设备的高效率、柔性化、智能化，掀起了国内物流分拣的改造热潮。2020年，国家局提出智慧物流的建设，也对物流卷烟分拣提出更高要求。物流卷烟分拣不仅仅是分拣本身，更是体现服务能力、服务质量和服务效率，打造核心的物流竞争力，让企业可以通过物流把控市场、建立良好的客我关系。
1.2.2 天津烟草卷烟物流分拣的发展
天津烟草物流中心于2005年开始筹建，卷烟物流分拣采用当时先进的通道机、卧式机组合模式，尾端使用周转箱绿色包装，实现了自动化分拣；但小部分、低销量的品规（定义为C类烟）仍保留电子标签手工分拣模式。
2014年，为适应C类烟销量的增长，天津烟草通过升级改造，在原C类烟设备基础上增补了立式机部分，采用立式机和电子标签组合式分拣，以提高分拣效率。
然而到了2018年，根据市场结构的不断变化，原C类烟分拣线从劳动强度、分拣能力和作业质量等各方面已经无法满足不断增长的销售需求。为确保分拣工作的顺利进行，2019年，天津烟草物流中心实行技术改造升级，升级原C类烟分拣线，来适应新形势的发展要求。
2 新C类烟分拣线的建设背景
2.1 天津烟草物流卷烟分拣设备介绍
天津烟草物流中心卷烟自动化分拣设备主要由件烟备货设备和条烟分拣设备组成。条烟分拣设备依照所分拣的卷烟销量分为A、B类卷烟自动分拣线和C类烟自动分拣线。当前分拣标准包装的A、B类卷烟分拣线一般采用卧式机与通道相结合的分拣模式，A、B类卷烟分拣线由件烟库统一进行整件卷烟供给。分拣过程中通道机作为A、B类卷烟分拣线的主要出烟机构，卧式机通过卧式机补货小车、条烟补给机构和自动化烟仓等设备进行出烟，卷烟在装箱环节自动合单，进周转箱进行包装。C类烟分拣线分拣销量占比较小的卷烟。
2.2 C类烟的发展数据分析
根据需要，我们把C类烟又细分为标准烟、细支烟和异形烟三部分，其中标准烟为外形尺寸类似日常的标准包装卷烟，如软硬中华等，细支烟为常见的“扁盒”，长宽与标准烟相近，厚度接近标准烟一半，比如黄鹤楼天下名楼等，余下包装均为异形烟。选取天津烟草2018年和2019年的天津烟类销售情况和数据进行了分析。
2018年卷烟销售情况统计
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2018年全年销售品规275个，其中标准烟140个，占总销量的85.74%；细支烟67个，占总销量的9.98%；异型烟68个，占总销量的4.29%。
2019年卷烟销售情况统计
2019年全年销售品规253个，其中标准烟111个，占总销量的82.42%；细支烟67个，占总销量的12.47%；异型烟75个，占总销量的5.10%。
根据对2018年和2019年的异型烟销售量进行分析，随着我国市场经济的发展，卷烟销售趋于多规格、小批量，卷烟的产品种类、数量和配送卷烟经营户的数量都大幅增加。[2]其中C类烟市场销量的增长占总异型烟销量的比重由2018年的4.29%迅速增加到2019年的5.10%，C类烟市场销量的多样化和持续快速增长的重要性，也对C类烟自动分拣提出更高的要求，低效易错的电子标签模式已经不能完全满足我国烟草市场。
2.3 新建C类烟分拣线的概况
天津烟草物流中心新建C类烟分拣线C类烟分拣线于2019年建成，占地面积约650平方米，首次采用二层钢平台设计极大提高了空间利用率。新建C类烟分拣系统包括56个双出式卧式分拣烟仓、80个异型烟立式分拣烟仓、90个标准烟立式分拣烟仓、40个电子标签货格，能同时对266个以上的不同规格的条烟进行分拣。新建C类烟分拣系统中使用的最新型包装机采用翻板叠烟机构加机器人蜘蛛手组合方式，具备卷烟（即标准烟、细支烟及异形烟）的统一叠垛功能，叠垛作业需高效稳定。新建C类烟分拣线实现高度的信息化和自动化，充分体现了“智慧物流”在烟草物流分拣中的应用，综合实际日分拣效率达到12000条/小时。
3 C类烟分拣的智慧物流理念
3.1 柔性分拣体现“智慧物流理念”
为适应不同类型包装的卷烟分拣要求，提高柔性自动化系统生产效率，新型C类烟采用“立式半自动烟仓分拣设备+卧式自动烟仓分拣设备+手工电子标签分拣设备”三类分拣设备复合分拣的模式，其中立式半自动烟仓、卧式自动烟仓、电子标签分拣设备的产能依照分拣卷烟类型进行配比，使得系统资源得到优化配置、控制卷烟分拣系统中冗余损耗成本，最大限度的提高分拣设备的效益。考虑到卷烟趋向于多规格、小批量发展，皮带采用短、多的积放模式，并在皮带积放中设置量少订单的合单处理，以减少订单结构较差时对分拣效率的影响。
3.2 高效分拣体现“智慧物流理念”
3.2.1 双侧出烟技术
为了保证卧式机分拣设备稳定、高效的运行，C类烟分拣设备卧式机部分，采用前后双侧出烟的“双打”分拣技术。目前传统的卧式机采用单向的出烟分拣方式，而“双打”卧式机前后双出、双主线高效自动分拣，具备了分拣的效率高、面积小、稳定性强等特点。卧式机可以轻松实现快速同时供烟，双主线同时”奔跑”，避免了传统卧式机的单一出烟线路，在控制成本的基础上大幅提升分拣效率。
3.2.2 混仓、双仓分拣技术
C类烟立式烟仓设有混仓分拣、双仓分拣功能，当多种卷烟销量较小、尺寸相近时可以实现混仓分拣，以提高分拣系统品规容量，保证分拣效率。当某种品规的卷烟数量较大时可以利用单品规双仓分拣功能，大幅度提高立式机烟仓出烟效率，保障系统效率稳定发挥。
考虑到订单处理需求和设备、场地的局限性，卷烟分拣系统将部分立式机烟仓与手工电子标签相结合设计出多种烟仓复合分拣模式，将订单进行多子线拆分，根据不同的订单类型和卷烟的特性，充分发挥各种分拣设备的技术优势，大幅提高卷烟分拣效能。
3.2.3 柔性品规管理体现“智慧物流理念”
由于在实际分拣过程中，效率受订单结构影响较大，所以，系统在设计初，可以根据订单结构随时优化卷烟类型。系统可以根据订单模型进行科学的卷烟类型优化，比如类标烟可以通过简单的设置进入细支烟烟仓进行分拣，细支烟也可以通过数据对比进入类标烟进行匹配分拣。通过设置，实现对细支烟、标准烟、异型烟的规格的柔性调整，充分发挥硬件系统效能，最大幅度地提高分拣效率。
3.2.4 智能配比包装体现“智慧物流理念”
分拣系统采用多层主线复合分拣技术，进行双线路同时分拣，不同类型的卷烟进入包装机并采用翻板叠烟机构加机器人组合方式，将标准烟、细支烟及异型烟分别叠垛，受翻版叠烟机构和机器人的最大单位时间工作负荷限制，智能配比两种包装方式的卷烟模型结构可以最大程度地提高包装机的实际效率，因此分拣系统通过采用优化合理配置、智能控制包装机中翻版叠烟机构和机器人部分的比例，使得分拣效率大幅度提升。
此外，包装机可以根据卷烟尺寸，最大程度上利用周转箱资源，在一定的空间范围内实现5层至7层卷烟的叠垛变化，提升周转箱的装载率，使其达到叠垛的最优效果。
3.3 数据统计体现“智慧物流理念”
3.3.1 订单数据的多角度汇总
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数据的优化是每日卷烟分拣系统的重要基础，数据优化需要对这些基础分拣数据进行大量的处理，体现在对卷烟分拣的过程中，亦即对每日卷烟分拣系统中各条电子线的分拣数据数量、订单分拣数量，平均订单内每日卷烟分拣条数，订单外卷烟占比等进行多角度的分析，进而针对物流分拣数据的特点，对每日卷烟进行进一步的调整和优化，达到最优利用硬件资源。
3.3.2 设备运行状态的统计分析
状态识别是设备故障诊断、设备效率潜力统计的核心，根据设备的特征判断设备的状态，加强分拣设备的动态管理，可以有效降低卷烟分拣设备的故障频率。通过对设备运行状态的实时监测，对监测数据进行深度分析总结出分拣设备中的故障隐患点，发掘卷烟分拣设备的效率潜力。通过系统对补烟、分拣和卷烟包装等物流信息的动态管理和调度，及时、准确地完成记录物流作业数据。同时订单查询、订单分析、效率统计、周转箱信息查询、异常故障信息查询、烟仓信息查询、历史库存查询、卷烟追溯查询等功能，为实现高效管理、创新优化提供基础数据。
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3.4 绿色分拣体现“智慧物流理念”
“绿色物流”对于我国经济的健康化和可持续发展来说具有重要的指导意义。C类烟分拣线采用周转箱包装模式。周转箱采用高强度的弹性塑料制成，相比市场使用较多的塑膜包装，周转箱防滑箱底可以保证在输送线上平稳运行；漏斗形设计可以提高卷烟包装效率；硬质外壳有效保护了卷烟，大幅降低了残损率；固定式体积降低对垛型要求，使得多层叠垛、多类型条烟叠加成为现实；收重复多次使用，节约成本，减少污染，达到节能环保的实际使用要求。
3.5 多户合装体现“智慧物流理念”
由于C类烟中细支烟、中支烟、雪茄烟等外形尺寸差异较大，同时，单客户订购量却并不多，导致行业中C类烟普遍存在包多、单包量少的困境，而对于周转箱而言，直接导致了低满箱率，不仅造成了运输资源的浪费，还不利于分拣效率的提升。因此C类烟分拣采用多户合装模式，有效提高满箱率，提升效率；同时，利用喷墨技术，通过将条烟编号信息快速喷涂至卷烟端面，在相邻客户卷烟在多户合装后，实现了迅速识别，几乎不影响送货效率。按2019年全年C类测算，采用多户合装模式后C类烟平均周转箱装载条数由6条增长至14条，每年可以减少周转箱使用数量达到约300万箱，大幅降低C类卷烟订单结构对分拣系统效能的影响，减少运送过程中不必要的车容损失。
4 结束语
随着市场的变化和消费习惯的不断升级，物流服务营销进而服务市场的水平还需要进一步提升。当前，国家局已经吹响了进军智慧物流的号角，面对基建结构庞大、速度慢、成效缓的缺点，如何利用好机会，“一次建到位”，需要我们用智慧的理念、长远的眼光去开篇谋划。本文通过天津烟草物流中心C类烟分拣线的建设，既有考虑短期又有长远谋划，既有行业因素又结合主流科技，为行业其他兄弟单位的建设提供了思路，为探索智慧物流拓宽了视野。
参考文献：
[1] 金从众.天津烟草物流中心再建设规划与自动分拣系统优化研究[D].天津大学硕士论文，2014.
[2] 谌微微.不同分拣模式下卷烟配送中心分拣成本控制研究[D].重庆交通大学硕士论文，2011.