异型烟分拣线效能最大化研究

——以内蒙古包头市局(公司)为例

2020-09-25作者:李昱蓉

内蒙古包头市局(公司)于2012年引进一条半自动异型烟分拣线,由于运行使用已达8年,设备稳定性降低,烟仓柔性变差。包头烟草认真分析影响分拣效率的速度、差错率、故障率等因素,对分拣线分拣、打码、包装等各环节进行技术改造,使异型烟分拣线分拣效率提高至3800条/小时,充分发挥出了设备效能,解决了异型烟分拣难题。

内蒙古自治区包头市烟草专卖局(公司)于2012年引进一条半自动异型烟分拣线,在使用过程中,不断总结经验、改革创新,设备分拣能力从购置之初只有31个实体通道、只能分拣31个品牌规格,到拥有61个实体通道、60个虚拟通道、最多可分拣121个品牌规格,分拣效率从最初的1800条/小时提升到3500条/小时,成功应对了一次次分拣高峰。

由于异型烟分拣线运行使用已达8年,设备稳定性降低,且随着异型烟包装愈加个性化,烟仓柔性变差,对设备进行再改造、再升级,成为最紧要的任务。

观察分析异型烟分拣线运行情况,得出影响异型烟分拣效率与异型烟分拣线效能发挥的三个因素:速度、差错率和故障率。速度,是决定分拣效率的关键因素,人工填仓速度、通道分发速度、皮带传输速度、打码速度、机械手抓取速度、码垛速度、包装速度等,都直接关系到分拣效率的高低。差错率和故障率是速度转化为效率的阻碍,差错率和故障率越低,单位时间内速度转化为效率的有效值越高;差错率和故障率越高,单位时间内速度转化为效率的有效值越低。故本文围绕速度的提升和差错率、故障率的降低,论述异型烟分拣线效能最大化的改造措施。

提升分拣速度

1.分拣通道分发模式。分拣通道分发模式由软件系统控制,异型烟分拣线安装以来,分发模式一直为订单间隔式,即一个订单所有卷烟拨打完毕、切户信号发出后,分拣系统继续拨打下一个订单卷烟,各订单卷烟间隔距离约为1.78米,传输距离和等待时间较长。在供应商技术人员的配合下,包头烟草将分拣线分发模式更改为跟进式,即调整卷烟,特别是头、尾烟间隔距离,使其不受切户信号影响,保证连续拨打,订单首、尾烟距离约为1.2米,大大缩短了传输距离和等待时间。

2.分拣通道分发速度。分拣通道分发速度最初为每小时5000条,通过软件调整,提高到每小时7058条,分发速度提升41.16%。

3.包装模式。异型烟分拣线最初的包装模式为单条推动、每包1层5条,后经包装机技术改造,更改为机械手码垛、每包5层20条,极大地提高了包装效率。在后期的设备运行中,发现包装仓与卷烟垛形总是存在一定的高度差,即堆垛5层后进入包装仓时仍有空间,与技术人员沟通后,将每包卷烟由5层20条增加为6层24条,进一步提升包装效率,节约包装耗材。

在更改包装模式的同时,从包装软件程序角度进行改善。一方面,根据订单排列通道顺序时,将相同高度的卷烟相邻放置,最大限度提高双抓比率,减少总体抓取次数;另一方面,在包装仓合理工作范围内,利用较优算法实现包装垛形高度、宽度的最佳配比,减少单个订单总包数,提升码垛稳定性。

减少差错率

1.多点辅助变向装置。卷烟从通道中被拨打出来时,在皮带上为斜式姿态,需在打码之前利用辅助变向装置调整为垂直姿态,若姿态不符合打码要求,极易产生打码差错,导致停机,影响分拣效率。经过在实践中不断观察、测试和改进,针对不同异型烟在传输皮带的不同位置,加装不同材质、不同形式、不同高度和长度的辅助变向装置,保证变向成功率。

打码之前,异型烟分拣线配有一段差速导辊,同样对异型烟变向起到重要作用,但因其整体长度较短,且材质为不锈钢,卷烟经过时易打滑,整形变向作用无法得到有效发挥,故在差速导辊上裹缠摩擦胶布以增加摩擦力,提高变向成功率。

安装多点辅助装置、导辊裹缠摩擦胶布后,所有异型烟几乎不需人工干预便可变为垂直姿态,因烟姿不正导致的打码差错率有效降低。

2.虚拟通道分屏显示器。在虚拟通道处安装分拣订单分屏显示器,虚拟通道报警时,分拣人员可直接在显示器上看到当前订单信息,及时放置相应的卷烟,降低差错率。

3.光电对射装置。因处理故障,分拣突然停止时,通道已拨打出的卷烟经常卡在出口处,复位后,分拣恢复,该烟可能仍在出口处,造成当前订单缺烟,或烟在分拣其他订单时掉落,造成分拣差错问题。对此,在出口处安装4组光电对射装置,与分拣线急停功能相配合,卡烟时光电对射装置报警,分拣线停止工作,直至卡烟处理完毕后恢复分拣,确保通道卷烟出烟数量的准确率。

降低故障率

1.分拣环节通道缓冲装置。通道分发机拨打卷烟的力度和高度虽然在一定范围内可调,但每日分拣的异型烟重量、高度都有差异,分发机拨打参数设置为任何一个值,都不能保证适用于所有卷烟。参数设置一般以适应大部分异型烟为主,但以此力度对重量较轻卷烟拨打时,容易造成叠垛或残损,引发分拣线故障。在分拣通道原有缓冲水晶板的基础上,加装海绵缓冲隔板,外部用废旧传输皮带黏合,形成新的通道缓冲装置,减少因卷烟叠垛或残损而导致的故障率。

2.打码环节保护装置。异型烟分拣线打码机采用下打码方式对异型烟打码,打码过程存在两个可引发打码故障的干扰因素,一是静电,二是外部光线。配置中继器和工控机与打码机连接,使用接地线消除静电干扰,确保打码过程稳定。制作遮光保护罩,减少外部光线对打码感应头和激光头的影响,确保打码环境良好。

3.包装环节故障处理。包装环节,机械臂抓取卷烟时掉烟率较高,吸盘装置的海绵部件易损耗,造成吸力不足,导致停机故障较多。从扩大吸盘与卷烟之间的受力面积、变单点受力模式为多点受力模式和选用耐用材料出发,研制新的吸盘装置,实现耐用且稳定抓取卷烟,从而减少故障率、提高包装效率、降低包装成本。使用自主研发的机械臂吸盘装置后,掉烟故障减少85.94%,年可节约耗材、能源、人工等费用合计约5.53万元。

4.故障复位装置。分拣线故障报警时,工作人员查找原因处理后,需到电控柜处按下复位按钮重新启动分拣。实际工作中发现,分拣线大部分故障为打码机或工控机故障。经改造,将分拣线复位功能集成至工控机处,故障处理后直接在工控机上操作启动分拣,减少工作人员动作浪费,缩短故障处理时间。

通过对影响分拣效率的速度、差错率、故障率的分析和对分拣、打码、包装各环节的改造,异型烟分拣线分拣效率由3500条/小时提高至3800条/小时,效率提升8.57%,在降低物流成本与提升服务质量之间找到了平衡。在资金投入可以忽略不计的条件下,包头烟草对旧异型烟分拣线进行改造,充分发挥出了设备效能,解决了异型烟分拣难题。同时,在此过程中,锻炼出一支熟悉设备维修保养,有想法、有技术、能动手的物流队伍,为今后物流中心科技创新、设备维护等工作提供了人力资源保障。

来源:包头市局(公司)
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