摘要：“黑燈工廠”是DarkFactory的直譯，即智慧工廠，因為從原材料到最終成品，所有的加工、運輸、檢測過程均在空無一人的“黑燈工廠”內完成，無需人工操作，所以可以關燈運行，故而得名。為有效提高煙草行業物流作業自動化水平，一些原先需要開燈作業的崗位具備了滅燈條件，實現卷煙分揀作業由少人化進而到無人化，煙草物流作業正一步步向“黑燈工廠”模式邁進。

關鍵詞：黑燈工廠；煙草物流；儲配；探索；運用

近年來，中國無數的制造商正在計劃以前所未有的規模用機器人和自動化改變生產流程，于是，“黑燈工廠”應運而生。黑燈工廠模式，是現代工廠信息化發展的新階段，是一種高度自動化的作業模式，是一種智能化的生產流程。在數字化工廠的基礎上，利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務；清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、即時正確地采集生產線數據，以及合理的生產計劃編排與生產進度。并加上綠色智能的手段和智能系統等新興技術于一體，構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。

這幾年國內煙草業卷煙分揀技術發展很快，可以實現異型煙和標準卷煙共同分揀，在線合單。并且，當前很多商業企業正在進行物流智能化改造，積極謀劃中長期物流裝備升級。比如，在分揀模式上大膽推進“標異合一”全品規柔性分揀，在備貨和發貨環節推廣AGV等智能化輸送設備的綜合應用，通過提高物流裝備、設施設備及其他輔助工具的柔性化水平，實現煙草商業企業物流儲分車間一定程度上的無人化作業模式。下面，探討一種新的煙草商業企業物流儲分作業模式———“黑燈工廠”模式。

一、“黑燈工廠”模式的發展趨勢

（一）簡單的自動化設備不能滿足當前煙草行業物流儲分包等環節的需求。

隨著市場異型煙品規不斷增多、客戶異型煙訂單人工操作，人員長時間處于高強度作業環境；同時標準煙和異型煙分揀時長不同，嚴重影響線下合單的時間，進而影響后續配送服務質量，不符合煙草物流配送中心長期發展規劃需求。

（二）現有技術設備對“黑燈工廠”模式的支撐。

1.設備技術的成熟性。對整個項目中的主要相關設備進行了全面調研，尤其對將來要投入使用的相關物流設備，進行了詳細的了解、調研，煙草行業擬選用的輸送設備、分揀設備、補貨設備技術均較為成熟，在部分地市級煙草配送中心均有較為成功的應用案例，可順利運行并實現分揀連續無差錯作業。設備技術的成熟性為我們的項目建設提供了較好的技術支撐，從而保證了卷煙配送中心日常工作的順利進行。

2.設備配置滿足未來發展需求。分揀線設計為2條分揀效率10000條/小時的標細異一體分揀線，有效解決細支煙占比90%的細支煙自動補貨、自動分揀，全品規卷煙線上合單分揀包裝，按日分揀作業時間7小時計算，完全滿足年分揀15萬箱需求。整體流程實現標細異全品規自動分揀，自動打碼，自動包裝，自動貼標。

3.新進設備的易操作性.卷煙配送中心分揀系統設計中，擬定選用計劃引進的先進成熟的設備，操作人員需要進行的動作主要包括系統的維護操作以及其他工位的輔助操作，新設備的易操作性為相關新型設備的引進提供了更大的可行性。

二、“黑燈工廠”模式的主要內容

（一）“黑燈工廠”作業模式狀態描述。

結合現有場地及設備自動化程度的提高，我們準備打造這樣的生產車間：無人智能化車間。每一臺設備的監控、檢測都是由機器人和編碼程序來替代。打開燈，我們就能看到，從卷煙備貨出庫，再到分揀線，進行分揀打碼、包裝，每一道工序都在設備自身監測下有條不紊的進行。這就是我們準備實施的“黑燈工廠”模式。

（二）改善系統的自主能力，提升分揀效率。

提高分揀效率的關鍵在于PLC核心控制系統，結合實際需求進行多次調整，可采集與理解設備外界及自身的資訊，并以之分析判斷及規劃自身行為，實現對訂單數據進行分析和處理，自動計算每條線的分揀煙倉所需要的卷煙品規、數量和邏輯順序，使塑包機達到最大效率值，保證后續因合并包裝造成的延時，為保證整體效率提升做好提前保障。為解決在包裝過程中由于緩存皮帶過短而導致的堵煙問題，對打碼后的皮帶進行改造，將塑包前傳送皮帶改造成S型緩存皮帶，緩存卷煙由6米增長為17米，緩存卷煙由過去的50條增加到145條，有效增強了緩沖能力。

（三）運用整體可視技術，實現條煙精準識別。

“黑燈工廠”模式推行后，靈活運用可視技術的實踐，結合訊號處理、推理預測、仿真及多媒體技術，將實境擴增展示現實生活中的設計與制造過程。在特異型卷煙包裝環節，增設機械手，通過精準抓取不同規格的卷煙進行智能組垛包裝，解決了尺寸不便于包裝的問題，實現特異型卷煙自動分揀包裝。同時，安裝條煙精準識別系統，對打碼前的卷煙進行核對，保證異型煙分揀準確率達到100%，杜絕因分揀錯誤而造成的分揀停機時間。由于卷煙品種繁多，形狀各異，采用手工分揀的模式，容易出錯，且出現錯誤后，只能等到庫存核對時才能發現，整體可視技術有效解決了分揀出錯后糾錯難度大、時間長、影響分揀進度等問題。

（四）運用智慧模式進行協調、重組及擴充。

1.異型煙實現提前分揀，做到智慧等待。據以往統計的數據來看，煙草行業異型煙銷量總占比20%左右，遇到農村片區會出現一戶一條的情況，如果異型煙分揀與標準煙單戶卷煙同步進行，可能會造成標準煙等待異型煙的情況，所以開啟智慧等待模式，對分揀任務進行協調、重組及擴充，系統中各組承擔為可依據工作任務，自行組成最佳系統結構。讓這些小的訂單提前分揀完畢，提前在傳送帶上進行等待，通過條煙計算方式，進行分戶并進入塑包機緩存區等待正常卷煙合單包裝。

2.實現待包裝標準煙位移，與異型煙進行合單包裝功能。購置標細異合一包裝機，打碼后，系統會通過標準煙和異型煙的不同屬性，通過擺臂皮帶進行分流緩存，利用底層滿包平移算法，將最底層五條卷煙平移出塑包機，進入異型煙包裝機，使等待包裝的異型煙始終在一個平面上進行合單，從而實現做加法的原理。

三、“黑燈工廠”模式在煙草物流儲配環節應用與探索

（一）結合現有場地及設備自動化程度的提高，每一臺設備的監控、檢測都是由機器人和編碼程序來替代。今后一線的流水線作業，特別是大量重復勞動的崗位，用機器替代人。打開燈，我們就能看到，從卷煙入庫到存儲，再到上分揀線，進行分揀打碼、包裝，每一道工序都在設備自身在監測下有條不紊的進行。這就是我們準備實施的“黑燈模式”。

（二）在煙草物流倉儲作業環節，通過數字化倉儲系統、RFID技術、電動叉車以及多穿備貨設備等現代物流設備、技術的應用，實現卷煙出庫作業信息自動化。多穿備貨設備由自動拆煙設備、空托盤疊煙設備、輥道輸送機、倍速鏈、多層穿梭車、多穿提升機、多穿貨架等組成。可以實現標準件煙、相對規整的異型煙自動拆垛成件煙，自動拆垛能力≥700件/小時。多穿備貨設備設計卷煙全品規儲分一體，采用叉車根據終端提示為自動拆垛設備/人工拆垛設備進行補貨，將整托盤卷煙拆垛后通過輥道輸送自動輸送為大品規倍速鏈以及中小品規多穿系統進行補貨作業。

（三）在煙草物流分揀作業環節，設計卷煙自動開箱補貨系統，實現標準煙、細支煙、超長中支煙自動開箱、自動補貨；配置標細異塑包機，實現標細異全品規包裝；升級現有包裝貼標系統，實現全品規卷煙自動合單包裝、貼標。單線配置151個分揀煙倉，實現標準煙AB類煙占日銷量98%以上，細支卷煙AB類煙占細支日銷量90%以上的品規自動開箱、自動補貨，全品規卷煙自動分揀、自動打碼、自動包裝、自動貼標。標細異合一分揀系統采用柔性設計，可兼容標準煙、細支煙、中支煙自動開箱、自動補貨、自動分揀；其余異型煙由柜式機分揀剩余異型卷煙，自動分揀，真正實現標、細、異三合一共線分揀、包裝，為滿足行業發展結構發生變化，提高了系統柔性。

四、“黑燈工廠”模式在煙草物流儲配車間的實踐成效

（一）“黑燈工廠”模式在煙草商業企業物流倉儲作業環節的探索運用，展現了品質、快速、彈性、穩定等各項特質，實現全品規卷煙車廂內自動抓取與線下碼盤作業，有效解決了卷煙入庫環節勞動強度大、用工多、勞動效率低的問題，物流作業自動化水平大幅度提升。

（二）“黑燈工廠”模式在煙草商業企業物流分揀作業環節的探索運用，實現卷煙全品規一體化包裝，能夠有效提高分揀、包裝、配送效率，大大降低分揀勞動輕度，減少人員勞動力的開支，盡可能多地提高企業的生產效率和工作質量。

（三）“黑燈工廠”模式在煙草商業企業物流配送作業環節的探索運用，提高在生產過程中的可靠性，即時取得相關現場數據，并將生產排程最佳化、合理化等，實現真正意義上的“一包煙”，提高卷煙裝載率，提高了送貨效率和服務水平。

（四）“黑燈工廠”模式的研究與探索，能夠在煙草商業企業卷煙物流作業中探索卷煙卸貨、分揀、包裝，解決傳統產業一線員工對于電腦設備操作步驟并不太熟悉、特殊廠房環境與生產線作業方式、經常性地變動廠內生產線、資料收集作業方式太過于繁瑣等現場狀況，在現場資料收集完整性、即時性的表現便能夠得到進一步強化，實現全流程自動化作業，達到智能倉儲、智能分揀的目標。

（五）“黑燈工廠”模式，是一種高度自動化的作業模式，是一種智能化的生產流程，它能夠用機器取代人力，市級煙草公司物流中心可減少20人左右，降低成本220萬/年左右，從而達到降低成本，提高生產效率的目的。

參考文獻：

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