昆烟辅料物流技改 适我者佳

昆明卷烟厂(下称“昆烟)属国家大一型企业，是国家烟草专卖局扶优扶强跟踪国家先进水平的四家重点骨干企业之一。始创于1922年的昆烟，位于昆明市北市区，占地面积1800亩，年生产能力达150万箱(750亿支)以上，配备有国际先进水平的生产设备113台(套)，基本实现了现代化、规模化生产和规范化、标准化管理。昆烟近几年的稳定协调发展与其先进、可靠、实用的物流系统密不可分。

昆烟生产四部辅料及成品输送自动化物流系统是与昆烟100万箱生产线配套的辅料自动供应和成品自动输送系统，原设计能力是满足55万箱高速硬包生产线和45万箱低速软包生产线的辅料存储和供应，拥有3348个货位的自动化立体仓库，可存储5天的辅料用量。整个系统包括计算机集成管理系统、堆垛机系统、输送机系统、AGV系统四大子系统及空调系统、消防喷淋系统等辅助子系统，配备了3台德国DAMBACH公司制造的单立柱单伸位高速巷道堆垛机，15台芬兰ROCLA公司的AGV，50多台奥地利TGW公司的链式、辊筒、升降输送机，3台往复式穿梭车等多种物流设备。

2004年10月21日，昆烟正式与昆船物流信息产业有限公司(下称“昆船”)签订“昆明卷烟厂辅料及成品输送自动化物流系统技术改造技术协议”(下称“协议”)。2004年12月，在双方领导的亲切关怀和有力支持下，昆船与昆烟工作人员密切配合、周密部署、夜以继日、紧张有序地实施技改工作，利用十分短暂的停产检修15天时间就完成了该项目主体工作。2005年1月，改造后的昆烟辅料物流系统投入试运行。2006年8月，该技改项目正式通过验收。

据悉，昆烟辅料及成品输送自动化物流系统技改项目是我国第一个在保留几乎所有单机和硬件设备的前提下，对国外成套引进的自动化物流系统进行改造升级的项目，加上时间紧、深圳到陕西物流技术难度大、涉及面广、不可预知因素多，所以，其技术风险、项目管理难度和对工作人员的挑战难以预料。

原物流系统存在的主要问题

原物流系统由外商承建，1999年11月投入运行。经过近5年的使用，昆烟辅料自动化物流系统逐渐暴露出以下软件、硬件和技术支持方面的问题：

1．AGV在某些区域丢失导航的现象频繁发生；

2．AGV的运行路径无法按照企业的生产需要在调整卷包生产设备布局时进行相应修改和调整：

3．2＃堆垛机长期出现控制故障，无法正常运行，采取各种检测、维修手段也未能奏效；

4．技术支持费昂贵但效果差强人意。主要体现在外方的售后服务和技术支持工作不够及时、可靠，不能提供任何二次开发服务；

5．计算机信息系统是一套独立、封闭的系统，与昆烟其他业务系统没有任何接口，无法与昆烟其他计算机系统衔接，无法满足烟厂实现完整供应链管理的要求。

综上所述，这些问题已在很大程度上影响了原物流系统设计能力的发挥，影响到100万箱生产线卷烟生产的有序进行，同时也妨碍了昆烟为应对市场变化而及时调整设备布局等一系列工作。所以，昆烟决定对该物流系统进行改造。

技改原则

物流系统的技改原则与昆烟的整体发展计划有着紧密的联系。因为两年后，昆烟将要进行异地搬迁，在一公里外建新厂。而新厂将要建成结构更复杂、功能更完善、控制更精确的自动化物流系统。新厂建成后，现在所用的很多设备都会被淘汰或闲置。基于这样的公司发展规划，昆烟决定，此次技改对于原系统及设备的革新都应以合理、实用、稳定、高性价比、有一定的先进性、可维修性、可扩展性，以及与其他系统有接口为原则。同时，昆烟希望通过此次物流系统技改，能够彻底解决整个系统在设备、软件、售后技术支持、二次开发等方面的问题，提高昆烟物流系统的使用和管理水平，同时也为将来在新厂区建设和管理规模更大、技术更复杂先进的自动化物流系统积累经验、培养人才。

基于上述考虑，昆烟决定寻找一家技术实力强、市场信誉好、能提供良好售后服务和技术支持的物流系统集成商合作。昆烟设备管理部经过深入调查了解和认真分析考虑后，决定与昆船物流信息产业有限公司开展技术合作，对辅料自动化物流系统进行全面、深入的技术改造。

经过双方深入调研、缜密分析、反复讨论，最终确定的技改方案如下：原物流系统的单机基本保留，系统硬件根据改造要求做局部更换，具体实施为：计算机系统、AGV系统软件部分、输送机系统软件部分(含少量硬件)、堆垛机系统控制软件(含部分测量和控制器件)完全更换。改造完成后，由昆船承担整个系统的技术支持和二次开发服务。

技改主要内容

此次技改主要对计算机集成管理系统、AGV系统、堆垛机系统、输送机系统等四个子系统及业务流程等进行改造，从而解决上述几方面问题以及原系统中其他不尽人意之处。

一、四个子系统改造

1．计算机系统

技改后，辅料自动化物流系统使用昆船自行开发的物流管理软件包――整体集成物流管理软件(TIMMS)。该软件由物流数据库模块、物流调度模块、物流管理模块、应用服务模块、无线扫描模块等核心应用模块组成，依据系统总体工艺流程和用户需求进行系统设置和用户界面定制，可实现物流系统的所有功能。

通过对几种计算机系统方案的优缺点进行对比、分析、研讨，考虑到“Pc机服务器+WINDOWS操作系统+双机互备”方案在系统安全性、稳定性方面没有问题，并已经在多个自动化物流项目中得到成功应用和检验，经济性突出，性价比很高，实用可靠，比较适合昆烟当时的具体情况，故昆烟最终决定计算机系统采用“PC机服务器+WINDOWS操作系统+双机互备”架构。同时，采取加强终端计算机管理、将物流计算机系统与厂内其他网络系统物理隔离、定期升级系统防火墙、及时给操作系统打补丁等技术手段和管理措施增强系统的安全可靠性。

技改后的物流计算机管理系统特点如下：

①系统安全性

双机互备的系统架构为双服务器的客户／服务器体系结构，即正在使用的服务器与备份服务器保持数据同步，一旦出现故障，可由运行服务器人工切换至备份服务器。

②数据安全性

该系统的数据安全性通过数据库安全机制、应用数据安全机制、与厂内其他公众网络及互联网在物理上隔离来实现。

③易学易用

TIMMS物流管理系统将仓库业务封装在直观和用户化的操作界面中，且界面、报表、文档、联机帮助均为中文，容易理解和掌握。

④质量保证

所有与项目有关的源代码版本、目标程序、系统数据、运行环境、技术文档、管理文档、修改记录等均处于受控状态，并实行严格的Check in／Check out管理。

2．AGV系统

沿用原AGV系统所有器件。只是根据昆烟物流系统操作人员的使用习惯，重新编制AGV上位程序；布置新的A佛山到赤峰物流GV反射板导航系统，即对原反射板导航系统不合理处做调整，然后重新测量所有反射板的坐标，并在新的导航系统中规划AGV运行路径。

AGV系统经改造后，原来的车辆自动调度管理、控制管理、图形监控功珠海到海北物流能基本保留，但增加了两个新特点：

①可根据生产实际需要设置多种管理模式，如集中出库、集中返库、正常工作和休息等，不同的模式具有不同的优先调度功能；

②可根据用户要求快速变更运行路径，重新设定反射板坐标，包括路径和点坐标的移动、修改、增删等。

3．堆垛机控制系统

在自动化立体仓库的关键设备――堆垛机控制系统的改造中，针对原设备运行过程中经常发生的故障问题，进行了以下几项改进：

①主控制器：使用目前很普及的西门子公司的S7―314C代替原系统中的S5―115U，使主控制器的性能、运算速度得到大幅提升，价格相对便宜，备件容易采购。

②激光测距仪、旋转编码器等重要的检测器件接口方式，以SSI模式取代原来的Profibus―DP接口模式，SSI模式为点对点通讯，抗干扰能力强，速度快，更能适应昆烟辅料高架库内电气系统的特殊情况。

③通讯：采用RS422通讯协议与中控调度计算机通讯，因该技术较成熟，稳定性好，抗干扰能力强。

现堆垛机电控系统结构框图如下：

实施技改后的系统特点如下：

①各台堆垛机分别使用各自的PLC，实时性好，独立性强，从而也使系统的可靠性、稳定性得到增强；

②通讯总线系统及整台设备的抗干扰能力得以增强，彻底解决了原系统中2＃堆垛机长期无法正常运行的不正常状况。

4．输送设备控制系统

改造概况，输送设备控制系统是衔接计算机系统与单机控制系统的桥梁，同时还负责控制管理输送机、穿梭车、物流系统与码垛机器人的接口等任务，由于计算机系统、AGV系统、堆垛机电控部分已被改造，所以，输送设备控制系统必然也要进行升级改造。

①主控制器：使用西门子公司S7―314C代替原系统中的S5―115U，使电控系统的性能、运算速度得到有效提升。

②将操作员终端由原来的英文文本显示、按键输入的OP7操作面板，升级至中文彩色图形显示、触摸输入的TP270。

③原监控系统界面简单。提供的信息量少，且全为英文显示；设备画面使用俯视视角，不够合理；报警画面无查询、统计功能。对此，昆船使用IFIX图形组态软件作为新的监控系统开发平台，设计制作了全新的、功能丰富的监控系统。

改造后，输送设备控制系统整体性能及运行速度提高；操作终端实现彩色大触摸屏、全中文图形显示，人机界面更加友好，监控系统更加合理，功能丰富、信息量大、易学易用，效率较高。

二、作业流程改造及设备新增功能

1．入库

配备Symbol的无线手持终端，改变了从前每天粘贴大量条码的繁琐工序。按照目前出入库能力，假如用从前的方法，因为每天要运进400N450盘辅料，这就需要每天打印800～900张条码，而且需要人工贴到托盘固定位置，从而造成人工、时间和其他成本上升。而现在则是将条码与托盘捆绑锁定，形成一一对应的固定关系，就像每个人拥有一个固定的身份证号码一样，并改用“无线手持终端扫描条码+无线通信”的方式。当辅料入库时，只需用无线手持终端扫描托盘条码，并在手持终端的大触摸屏上轻松点击入库货物种类、型号、批次等数据，即可将辅料配盘信息直接传递到计算机系统。这种入库作业流程的改进大大提高了物流系统的运行效率和柔性。

2．在卷烟机和包装机上增加辅料查询功能

原辅料管理人员只有实时、准确了解辅料的使用情况后，才可能对辅料的品种规格和数量进行通盘考虑。技改前，管理人员只能在监控室查询辅料用料情况；技改后，在卷烟机和包装机上增加了辅料查询功能，管理人员和机组操作人员都可以在终端计算机上非常快捷、准确地查询1年以内任何时间物流系统运送辅料的所有相关数据。同时也使车间成本核算人员的工作效率及工作质量得到了明显提升。

稳妥周全的应急方案是对在线关键设备实施技改的前提条件

由于此次物流系统改造时间短、任务重、复杂系数高，对昆船和昆烟来说都是首次开展类似的技改活动，存在很多不可预知的因素，在技术、项目管理上都有一定的风险，加之堆垛机和输送设备系统在硬件部分做了较大的改动，因此一旦该系统进入全面改造，在短时间内是不可逆转的，即系统是无法恢复的!也就是说开始全面改造之后，一旦出现问题，如果没有准备应急预案，系统则很有可能立刻处于瘫痪或丧失部分功能的境地，影响100万箱生产线的正常运转。

所以，为了力争做到安全稳妥、万无一失，在认真分析各子系统的潜在风险、可能造成的结果后，昆烟与昆船在动手进行技改前共同讨论拟定了相应的应急方案及具体措施。

1．计算机管理调度系统未能按时改造成功，风险程度：★★

由于每个子系统都具有手动／单机自动／在线自动三种模式，而且每个子系统都可以在单机自动模式下运行，因此可以在有少量人工干预情况下完成物料的存取及输送，只是信息数据的统计及处理需要人工参与。

2．堆垛机系统改造不成功，风险程度：★★★★

如果在年底停产前，2#堆垛机的改造不成功，即单机无法实现正常的手动／单机自动功能，则意味着2＃堆垛机改造失败而且表明此次技术改造失败，风险程度最高。

3．输送设备控制系统未能按时改造成功，风险程度：★★★

可以由人工操作强制使每台电机依次运转，将物料由起始位置送往目的位置。虽然不会造成货物的存取及输送功能崩溃，但会造成输送设备操作人员数量及劳动强度大幅上升，同时，其他环节也需要人员干预，当然这会对正常生产造成一定负面影响。

4．AGV系统未能按时改造成功，风险程度：★

可以在运送辅料和成品时采用人工驱动叉车的方式代替AGV自动搬运即可，因为AGV系统本身是一个相对独立的部分，所以，对卷烟生产不会造成特别严重的影响，风险程度最低。

综上所述，此次改造的风险主要为以上四个子系统单独或组合风险，对于多个子系统改造未能按期完成的情况，在运行时须相应增加更多的人员参与，配备更强有力的技术队伍，这样的风险有可能存在，但发生的机率非常低。

技改效果令各方满意

2006年8月，昆烟各相关部门(设备管理部、生产四部、生产管理部、信息管理部、安保部)与昆船共同对改造好的物流系统进行整体验收。经现场考核与测试，该系统目前运行稳定可靠，控制流程合理高效，物流调度、管理、监控功能完善，具有良好的可操作性、可维修性和可扩展性，能够满足生产四部对辅料自动入库、出库、物料管理及自动运送成品的需要。系统入库、出库能力分别达到70盘／h、每层23盘／h，系统可用性达97％，数据统计准确率为99．96％，其他各项技术性能、运行参数均达到或优于合同及《验收规范》的要求，改造前长期困扰昆烟的AGV在局部区域经常丢失方向，无法根据企业的生产需要调整修改AGV行走路径等影响物流系统有效运行的重大设备技术瓶颈已得到根本解决。此外，新的计算机系统因采用开放式体系结构，可提供对厂级MIS和MES系统的接口，有利于将来昆烟信息管理的进一步深化和集成。说明此次物流系统技改项目取得了成功，完全达到了预期目标。

红云集团昆明卷烟厂副厂长杨勇指出，辅料自动化物流系统技改项目通过验收标志着昆烟设备管理、技术改造工作迈上了一个新的台阶，对自动化物流系统的认识、运用和管理水平也提高了一个层次。新系统投入使用后，将为提高辅料自动仓库的利用率打下坚实基础，有力促进昆烟物料资源的合理配置，更好地实现物流、资金流和信息流的统一，进一步提升企业现代化、精细化管理水平。

昆烟设备基建部主任沙云捷认为，此次物流系统技改也为昆烟即将开展的异地搬迁技改工程积累了大量宝贵的经验。通过对比原系统承建商和昆船集团两种不同风格、不同架构、不同使用习惯的物流系统，让昆烟更充分了解到国内、国外物流系统集成商在系统设计，准确理解和满足客户需求，设备安装调试水准，系统易学易用性、开放性，售后服务与技术支持等诸方面的优势与劣势，为下一步新建规模庞大、流程复杂、控制精准、贯穿整个卷烟生产过程的自动化物流系统做好了技术、知识、人才、管理方面的储备。