独具开创性的北京烟草物流中心 学术资料物流技术应用_北京市烟草物流中心
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独具开创性的北京烟草物流中心
烟草行业始终走在中国物流现代化建设的最前沿。这不仅体现在烟草世界领先的物流技术与设备打造高效的物流系统，不断提升物流管理与运作水平；而且表现在烟草服务水平的提高。在已投入运行的诸多项目中，北京烟草物流中心以创新的系统设计和工艺模式引领了国内新一轮烟草商业物流中心建设的发展方向和技术进步，被称为烟草物流的北京模式。该项目从实际运行效果和社会效应等方面综合来看都堪称业界典型范例之一。
北京烟草物流中心承载着全市18个区县的近4万个卷烟零售商户、年销售380亿支卷烟的仓储、分拣和配送工作。自2006年建成以来，北京烟草物流中心已成为首都一道亮丽的风景，受到了广泛关注，先后接待了数万余人次的参观考察，得到了科技进步一等奖、二等奖；取得国家科技奖提名资格；荣获国家人事部和中国物流与采购联合会全国物流行业先进集体称号；被中国物流与采购联合会评定为全国物流示范基地。
创新设计理念
据北京烟草物流中心刘进民经理介绍，建设物流中心是北京市烟草专卖局(公司)实现流通管理体制改革和物流运作体系改造这一整体发展战略的必然之举和具体步骤。
在此之前，北京烟草公司虽然已经从资源分散，除了公司用于卷烟集中采购、储存的物流中心外，18个区县分别有自己的仓库，全市库房总面积达27984平米，在库重复储存量大，占压了大量资金；其次，分散设置和运营的各区县配送中心规模小，建设模式差异较大，不利于集中管理，难以发挥规模效益；第三，除了几个配送中心拥有自动或半自动分拣线外，绝大多数区县仍采用手工分拣作业，人员数量多、成本高，劳动强度大。随着卷烟销售市场需求，北京烟草迫切需要进行全市集约化的物流管理体制改革。
2004年7月，北京烟草决定建设高度信息化、现代化的物流中心，借此实现对从烟厂供货到卷烟仓储、配送的整个供应链体系的全面改革，整合物流资源，再造业务流程，提高运作效率，为广大零售户提供高质量、高效率、高标准的优质服务。
北京市烟草公司副总工程师金涧告诉记者，众多专家经过反复论证一致认为，北京烟草建设一个集仓储、分拣、配送功能于一体的物流中心，实现全市一库制配送，无论从数字化管理。该项目的技术水平定位是国内一流，体现先进性、适用性、经济性和可靠性的设计理念，既要满足实际使用需求，又要具有先进性、示范性和良好的对外展示功能。
制定了物流中心的总体规划，接下来就要考虑如何具体实现了。在对国内外同类项目和物流技术供应商进行了考察和研究后，北京烟草公司发现，如果引进投资，物流系统的后期维护和运行成本也比较低。综合以上因素，北京烟草决定与国内供应商合作，立足自主创新建设物流中心。
北京烟草物流中心项目于2005年3月启动。在项目实施过程中，北京烟草公司项目组自行承担了物流中心的工艺方案和信息系统架构的总体设计，以及工艺装备成套、电控及信息系统集成等工作。而物流系统的详细设计和关键技术攻关由项目组与系统供应商和软件开发商等合作单位共同完成。其中，信息系统按技术类别分项设计、分别实施、总体集成；工艺流程是根据订单直接分拣与拆单分拣相结合、卷烟整件分拣与拆零分拣相结合的混合型分拣策略的运行要求而创新设计的成套工艺流程，目标是实现物流系统整体能效最大化。
2006年11月，仅仅经过一年多的时间，北京烟草物流中心正式交付使用，建设速度之快在国内同类项目中名列前茅。
系统组成与技术亮点
北京烟草物流中心项目总投资1.98亿元，是国内规模较大、性价比较高的卷烟物流配送中心。物流中心总占地面积52700平方米，布置了生产区、装卸货场、停车场、建筑面积31937.68平方米，其中联合工房25081平方米，办公生活辅助用房6781.9平方米。物流系统主要由三个部分组成，其中的多项技术创新值得称道。
自动仓储系统
由昆船公司承建的自动仓储系统占地面积2800平方米，包括自动化立体仓库、入出库输送线、国家烟草专卖局生产经营决策系统(简称一号工程)和仓储管理控制信息系统。立体仓库高22米，宽24米，纵深120米，货架共8层、10排、91列，共7280个托盘位，每托盘28件卷烟，最大库容量4万箱(约203840万支)。堆垛机的水平行走速度每分钟180米，每小时可吞吐卷烟3000万支。
仓储系统按照高可靠性、高安全性、有限空间的最大存储量、流程最简捷、操作方便等原则进行建设，其功能主要有：卸货、一号工程的条码扫描、卷烟入库、存储、整盘出库、分拣出库、托盘返库、空托盘供应与回收等。整个作业流程由计算机系统进行统一调度和控制，实现了仓储的数字化管理，体现了现代化设备快速、便捷、准确的特点，达到了预期的目标。
自动分拣系统
占地3672平方米的卷烟自动分拣系统是北京烟草物流中心最大的亮点。这套由北京烟草和贵阳普天万向物流技术股份有限公司共同研究开发、设计制造，具有完全自主知识产权的首套国产卷烟自动分拣系统，追求分拣过程自动化和分拣效能最大化，主要包括订单优化、自动备货、自动补货、自动分拣、自动合单、自动装箱、总线自控、计算机监控、计算机信息管理等9个子系统。
分拣系统的主要特点是设计新颖、自动化程度高、分拣效率高、分拣误差率低。特别是新研发的件烟缓存备货技术、多单并行配货控制技术、自动跟踪实时补货技术、预分拣技术、拆单合单技术、智能型条烟自动补货穿梭车、条烟卧式分拣机、条烟单排收集装箱机等多项新工艺、新技术、新设备，创造性地解决了卷烟自动分拣领域的多个技术难题，创新并拓宽了国内卷烟自动分拣系统规划建设的思路。分拣系统的3个核心子系统尤其值得一提，(1)自动分拣子系统
该系统采用Ⅱ型通道式分拣机、加强型塔式分拣机、电子标签拣选系统相结合的柔性分拣模式，分拣能力可达到每小时1000万支(1000件)，差错率控制在十万分之二以下，可满足约210个卷烟品规、每天8000个订单、1.4亿支(1.4万件)卷烟的分拣配送业务。卷烟自动分拣系统的研制成功，为北京烟草提高卷烟分拣的能力、速度、准确率和时效性，降低物流运营成本，改善工人劳动条件，提高对零售商户的服务质量，提供了强有力的支撑。
其中，主要分拣设备都在原来的基础上进行了改进，使其功能更强。如，Ⅱ型通道分拣机将通道分离条烟数量从单纯的一次分离5条，改为可灵活分离1、2、3、4、5条，其目的是增加出烟的组合，实现不同订单对条数的要求，解决了对同一品牌卷烟需用不同设备来处理的问题，处理效率高、能力强，对订单数的多少和每个订单内条烟数量的多少没有限制。
加强型塔式分拣机将原来机型的直立式烟仓改为侧卧式，其目的是增大烟仓的容量，降低补烟频率，提高烟仓的利用效率和主线的分拣效率；同时将传输线的订单输送改为同步跟踪型，使不同数量的订单占用不同长度的虚拟分区，提高了处理能力。
(2)自动备货子系统
件烟自动备货系统属国内首创，是北京烟草物流中心工艺设计的一大亮点。它作为立体仓库和分拣线之间的储水库，与仓储系统和分拣系统形成了一个有机的整体，实现了系统的柔性连接。其主要功能是：将从立体仓库中出来的盘烟(整托盘卷烟)转化为适合自动分拣需要的件烟，为分拣系统进行自动补货，实时保证分拣系统的条烟需要。自动备货系统采用重力式货架库，设计了3层存储滑道，每层65道，共计195个道，每道可储存28件烟，总储存能力5460件卷烟，实时补货能力达140件／小时。
(3)自动补货子系统
在件烟备货子系统与分拣子系统之间起到桥梁作用的是自动补货系统，它由积放式输送机、手动开箱工位和智能型条烟补货穿梭车组成，根据分拣系统的分拣计划和完成情况，分别向通道式及塔式分拣机的烟仓进行自动补货。
塔式分拣机的预存烟仓每仓可存放75条烟，烟仓以5条为一组装烟，为它补货的是智能穿梭车，从根本上解决了塔式分拣机的自动补货难题。一台智能穿梭车负责给20个仓位补货，以2米／秒的行走速度到达指定的件烟储存仓(定位精度2毫米)，将一件烟由小车上的推烟机构自动分5次、每次10条推进烟仓。
信息系统
物流中心设有指挥调度中心、计算机中心、电话访销中心。其中，计算机中心是物流中心的神经中枢，中心所有数据都在这里进行存储、整理和发布，并实现中心内外数据的交换与共享。
物流信息系统分三个层次，底层为控制执行层，由高架库系统、分拣系统和一号工程扫描系统组成；中层为作业管理层，由仓储管理系统(WMS)和配送管理系统组成；上层为决策指挥层，由综合查询、指挥调度、可视化展示模块组成。物流信息系统的设计原则是系统集成、均衡负载、业务整合、数据共享，充分考虑到开放性、适用性、可操作性以及展示性，通过统一网络、统一平台、统一数据库，实现与北京烟草专卖系统、营销系统、资金核算系统的数据共享。
WMS系统作为物流中心的信息管理平台，接收货源与订单信息，以及零售客户订货信息，果用仓储货位管理、订单切分组合、线路优化、数据挖掘、远程监控、票据管理、三维仿真、条码识别等多项新技术，保证了系统先进性和各种功能的实现。核心业务流程
北京烟草物流中心高级工程师、博士后孙壮志热情地带我们参观了物流中心，并详细介绍了主要业务流程。
卷烟到货后，送货员持送货单到入库办公室办理交接手续。系统自动分配卸车车位并告知送货员。送货车停在指定的入库口后，伸缩皮带输送机伸到车厢内部，一箱箱卷烟经输送机送至托盘码垛工位。在此过程中完成一号工程的条码扫描，扫描信息作为入库信息，实现了与物流中心信息系统的数据共享。同时、在烟箱输送过程中要对无法识别的条码进行补码，外烟由计算机系统进行自动补码，以保证进入库区的听有卷烟都具有唯一的信息标识。后续作业过程对此条码信息进行跟踪，可实现生产经营决策系统的应用延伸，体现了高度的信息集成。码垛完毕的卷烟托盘进入自动仓库存储。
自动仓储系统可以实现货物的储位管理、先进先出等功能，并根据分拣系统的需要将整托盘卷烟送达拆盘口。
自动分拣开始后，当暂存在件烟备货库中的卷烟数量低于系统设定的最小值时，分拣系统根据缺货情况启动补货计划，将补货指令发送给仓储系统。仓储系统根据补货需求，调出相应托盘卷烟到拆盘工位。件烟拆盘后自动输送到备货库入库口，根据A、B类卷烟分类将件烟入库缓存。
通道式分拣机、塔式分拣机和电子标签拣选系统以串联或并联方式组成了复合式分拣线。件烟通过主补货系统按照指令及件烟上的一号工程条码扫描结果，经过补货线的手工拆箱补货后，进入南北对称排列的通道式及塔式分拣机。
通道式分拣机负责A类销量占76.5％的前30个牌号卷烟的分拣，南北两端各有一组对称放置，共计60台。通道式分拣机可自动任意分离1-5条烟，不管一张订单需要某一品牌卷烟的数量是多少，都能满足要求。
紧邻通道式分拣机的是增强型塔式分拣机，负责B类销量占22％的前第31至130共100个牌号卷烟的分拣。它同样分为两套，南北对称放置，每套共设置100个仓，总计200个仓位。分拣时，条烟从烟仓里一条一条被释放出来，落在相应的订单
同样位于一楼的电子标签拣选系统主要用于C类卷烟和异形包装卷烟(销量占1.5％)的分拣，以提高分拣系统的柔性。
订单合流
卷烟经分拣后即进入自动装箱、自动合单流程。
从塔式分拣机和通道式分拣机出来的条烟，通过各自的主线皮带被送到南北各6套共12套自动装箱线上，按订单的先后顺序进行自动装箱。之后，系统判断该周转箱所对应的订单是否需要补充C类品牌烟。如果需要去电子标签拣选(DPS)区补充C类烟，则系统控制该周转箱进入电子标签拣选输送线，同时DPS系统指示灯闪亮，电子标签显示拣选数量，人工按指引拣选，完成对c类品牌烟的补充，并箱过程完成；如果不需要补充c类烟，则周转箱按系统指令有序进入缓存线，等待与去往电子标签拣选区的周转箱进行合单。
位于室内的4块电子条屏是完成分拣合单操作的必要设备。操作人员根据上面显示的储位信息，将各种方式分拣出来的卷烟进行合并。
装车配送
周转箱到达分拣出口后，操作人员将其放到托盘上，再按照系统优化备货指令，将托盘放到立体发货暂存区等待出库配送。
分拣好的卷烟在装车前，已按优化后的配送线路生成装车计划。位于物流中心装车展台的指示牌根据装车进程，显示每个装车口的当前车辆和下一车辆。
按照线路最短、时间最少、装载最多的原则，北京烟草物流中心对运输半径45公里以内、占全市70％的卷烟零售户(占全市总销量的65％)实施直接配送，对超过45公里半径的其他零售户(占全市卷烟零售户的30％，占全市总销量的35％)，采取区县接力式配送，以确保36个小时的订货响应服务。系统效果与未来发展
北京烟草物流中心没有走现成的技术道路，而是根据实际使用需要，依靠国内技术力量自主研发，创造性地建成了一套国内一流、国际先进的卷烟仓储、分拣、配送系统，取得了多项行业第一，如：创新了卷烟自动分拣工艺流程；首创了具有自主知识产权的卷烟全自动分拣线，提出了自动分拣备货、补货解决方案并成功上线应用；取得的技术专利最多，共申请技术专利35项，其中发明专利10项；是前来参观考察人数最多的物流中心等。可以说，北京烟草物流中心项目开阔了卷烟物流工艺的设计空间，拓宽了卷烟物流自动化的技术基础，为推动国内卷烟物流自动化水平的提高、实现卷烟物流企业技术升级和快速发展发挥了积极的作用。
自投入运行以来，北京烟草物流中心不仅产生了良好的行业示范与带动效应，也使企业自身的方方面面发生了巨大变化。
首先，物流中心各系统运行平稳高效，提高了北京烟草的客户服务水平。
其次，物流管理体制的变革，有力地推动了商流、资金流管理体制的集约化改革。北京烟草继物流中心之后，又成立了资金管理中心、和营销中心。现在区县公司虽然保留了法入资格，但其工作重心已转向客户维护、新品促销和市场管理方面。
第三，物流中心投资经济合理，带来的经济效益显著。如，节省物流设施占地面积90％；全公司物流从业人员从800人减少到600余人，每年节约人工成本数百万元；配送车辆大幅减少，运输成本降低；库存周转率明显提高，库存周转天数由25天缩短到18天，平均库存由5万大箱降低为3.5万大箱等，在原油价格大幅上涨、劳动力成本大幅提升的情况下，北京烟草单条卷烟的配送成本仍保持在0.31元／条的较低水平。
由于种种原因，北京烟草物流中心还存在一些不尽如人意之处。如：分拣系统受实际业务量的不均衡性和订单结构的不确定性的影响，在卷烟品种规格多、订单结构复杂的情况下，有时难以很好地发挥应有的效率；出库站台面积相对较小，在高峰期显得比较拥挤等，在今后的发展中有待改进。尽管如此，北京烟草物流中心的成功建设经验至今仍值得行业借鉴。
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