袁　皓　黃　偉　金桂根

摘要：訂單結(jié)構(gòu)對(duì)分揀系統(tǒng)的分揀能力有較大影響，本文針對(duì)自動(dòng)條煙分揀系統(tǒng)，分析了訂單結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)分揀能力的影響。

關(guān)鍵詞：訂單結(jié)構(gòu)、分揀能力、分析

近幾年，國(guó)內(nèi)卷煙商業(yè)配送市場(chǎng)需求旺盛，促使條煙分揀技術(shù)呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，自動(dòng)條煙分揀線的應(yīng)用日益廣泛。自動(dòng)條煙分揀系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、組合擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，可根據(jù)用戶的訂單要求，實(shí)現(xiàn)條煙自動(dòng)分揀作業(yè)，在很大程度上降低了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，具有較好的性價(jià)比。

但在實(shí)際使用過(guò)程中，各家煙草公司的訂單數(shù)量、訂單大小、品牌種類及數(shù)量等，每天都處于隨機(jī)變化之中，不同客戶及不同時(shí)段的訂單結(jié)構(gòu)均有較大差異，因此，相同配置的分揀系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)的分揀能力相應(yīng)有較大變化。在實(shí)際應(yīng)用中，在提高分揀系統(tǒng)自身性能的同時(shí)，根據(jù)訂單結(jié)構(gòu)對(duì)分揀能力的影響關(guān)系進(jìn)行有效分析和合理規(guī)劃顯得十分重要。

針對(duì)此問(wèn)題，本文以配置較為規(guī)范且應(yīng)用較多的串行條煙分揀線為對(duì)象，對(duì)訂單結(jié)構(gòu)對(duì)條煙分揀系統(tǒng)分揀能力的影響關(guān)系進(jìn)行分析。

系統(tǒng)組成及影響因素

1分揀系統(tǒng)的組成

自動(dòng)條煙分揀線一般由分發(fā)機(jī)、帶式輸送機(jī)、噴碼機(jī)、裝箱機(jī)等設(shè)備，以及電控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成?；咀鳂I(yè)流程為：根據(jù)訪銷中心提供的客戶訂單信息，調(diào)度計(jì)算機(jī)分析排程后下發(fā)分揀指令，通過(guò)自動(dòng)控制撥打，將不同品牌不同數(shù)量的條煙以訂單為單位依次分發(fā)到輸送機(jī)上，一個(gè)訂單占據(jù)一個(gè)虛擬視窗，輸送過(guò)程中實(shí)現(xiàn)打碼，再以訂單為單位自動(dòng)裝箱，也可以人工裝箱或自動(dòng)裹膜。圖1為典型的條煙分揀線的工藝布置圖。

2分揀能力影響因素

系統(tǒng)分揀能力是指在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際測(cè)試得出系統(tǒng)分揀條煙的總條數(shù)，也稱為系統(tǒng)平均分揀能力。影響系統(tǒng)分揀能力的因素是多方面的，概括而言，可分為人為因素、設(shè)備因素和訂單因素三種。人為因素可通過(guò)提高管理水平和員工素質(zhì)來(lái)逐步改善；設(shè)備因素可通過(guò)設(shè)備自身性能的持續(xù)改進(jìn)和完善來(lái)消除；而訂單因素卻是一直客觀存在的，商業(yè)公司不能過(guò)分規(guī)范客戶訂單行為而影響服務(wù)質(zhì)量。因此，對(duì)條煙分揀系統(tǒng)分揀能力的研究主要側(cè)重在從理論計(jì)算的角度建立訂單結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)分揀能力的數(shù)學(xué)模型，研究二者之間的互動(dòng)關(guān)系。條煙在中心輸送帶上的排列

規(guī)律

煙草公司當(dāng)日分揀的卷煙品牌數(shù)量一般都超過(guò)50個(gè)，對(duì)應(yīng)的分揀通道也要大于或等于這個(gè)數(shù)值，而訂單結(jié)構(gòu)的隨機(jī)性使得每個(gè)通道的分發(fā)規(guī)律無(wú)章可循，每個(gè)通道只是單一地執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出的分發(fā)指令。通過(guò)研究單通道的分揀規(guī)律來(lái)解決系統(tǒng)分揀能力問(wèn)題，顯然不全面也不準(zhǔn)確。雖然通道的分發(fā)規(guī)律無(wú)章可循，但經(jīng)分揀機(jī)分發(fā)后的條煙在中心輸送帶上的分布卻存在嚴(yán)格的排序規(guī)律。在沿中心輸送帶的輸送方向上，遵循從后向前分揀的模式。并在訂單之間留出設(shè)定的間距，其分揀示意圖如圖2所示。

從圖中可看出，分發(fā)后的條煙在中心輸送帶上存在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆植家?guī)律，同一個(gè)訂單里的條煙按等間距排列，相鄰訂單按固定的訂單間距進(jìn)行分隔。因此，對(duì)系統(tǒng)分揀能力的研究，就從分發(fā)后條煙在中心輸送帶上的排列規(guī)律入手，在此規(guī)律下，系統(tǒng)分揀能力即為單位時(shí)間內(nèi)中心輸送帶輸出條煙的能力。即：

分揀能力=皮帶速度(米／秒)×3600／訂單空間

=3600／(一次撥出條煙速度×訂單條數(shù)+訂單間隔)

在自動(dòng)條煙分揀系統(tǒng)中，裝箱單元一般為25條，若某一訂單的條煙總量大干裝箱前的緩存工位上可緩存數(shù)量，為提高分揀效率，一般應(yīng)進(jìn)行拆單處理，即一個(gè)訂單人為拆成多個(gè)訂單，不同于用戶的實(shí)際訂單。設(shè)：

①單條煙的撥打時(shí)間為t，(s)；

②前一個(gè)訂單分揀結(jié)束到后一個(gè)訂單開始分揀的時(shí)間為t：(s)；

③訂單大小依次為X₁、X₂、x₃……X_n(條／單)；

④訂單數(shù)量為N(個(gè))；

⑤條煙的分發(fā)總量為A(條)；

⑥用時(shí)間表達(dá)訂單間距，設(shè)訂單間距為t(s)；

⑦系統(tǒng)理論分揀能力為δ(條／h)。

分發(fā)到中心輸送帶上的條煙分布如圖3所示。

通過(guò)計(jì)算分析可以看到，系統(tǒng)理論分發(fā)能力與單條煙的撥打時(shí)間t₁、訂單間距t和平均訂單大小x密切相關(guān)，并隨單條煙的撥打時(shí)間t₁、訂單間距t增大而減小。隨平均訂單大小×的增大而增大。

系統(tǒng)分揀能力的分析

對(duì)一個(gè)確定的經(jīng)調(diào)試后正常運(yùn)行的分揀系統(tǒng)而言，單條煙的撥打時(shí)間t，和訂單間距t為一組優(yōu)化后的定值。當(dāng)單條煙的撥打時(shí)間t₁為0.3秒，訂單間距t₂為2秒，則系統(tǒng)能力的計(jì)算公式簡(jiǎn)化為：δ=3600／(03+1.7/X)(條／h)。

系統(tǒng)最小分揀能力

δmin=3600／2=1800(條／h)

系統(tǒng)最大分揀能力δmax=3000／0.3=1 2000(條／h)

根據(jù)上述公式。且訂單大小×≤50時(shí)，得到的系統(tǒng)分揀能力示意圖如圖4所示。

當(dāng)平均訂單大小在30條以下時(shí)，對(duì)系統(tǒng)分揀能力影響很大：超過(guò)30條以后，對(duì)系統(tǒng)能力的影響趨于平緩，并且平穩(wěn)趨近于最大分揀能力。這是因?yàn)楫?dāng)平均訂單大小在30條以下時(shí)，訂單間距占據(jù)了系統(tǒng)大量的分揀時(shí)間，降低了系統(tǒng)的分揀效率；當(dāng)平均訂單大小超過(guò)30條以后，訂單間距所占據(jù)的總時(shí)間與系統(tǒng)分揀時(shí)間的比例在快速變小，對(duì)系統(tǒng)分揀能力的影響也在變小，并趨于平緩。根據(jù)以上分析，訂單大小在20～30條之間均較為理想，能充分發(fā)揮系統(tǒng)的分揀能力。

通過(guò)訂單結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)分揀能力影響的分析，可對(duì)煙草配送中心的規(guī)劃咨詢、設(shè)計(jì)選型起到一定的參考作用，也可將上述分析思路運(yùn)用到并行或復(fù)合分揀系統(tǒng)中，從而對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際分揀能力有較為客觀的認(rèn)識(shí)，最終有助于系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，滿足用戶的實(shí)際使用需求。