完善的企业自动化物流系统——红烟物流
红河卷烟厂电气总部

    红河卷烟厂十分重视企业现代化建设，多年来，一直以企业高度自动化和现代化为追求目标，在物流自动化、生产过程自动化、信息化方面作出了不懈地努力与实践。其中，红烟与昆船共同研发建成的物流自动化系统以技术含量高、模式多样、创新程度大等先进特点于2003年，荣获了2002年度国家科学技术进步二等奖，一举成为烟草行业生产物流自动化系统之典范。

    红烟物流自动化系统概述

    红河卷烟厂物流自动化系统是国家经贸委批准的国家“九五”重点技术开发创新项目，由昆明船舶设备集团有限公司和红河卷烟厂联合研制开发。该项目从1996年开始立项、论证，1997年签订用户合同并进行设备制造、安装、调试，1998年投入运行，1999年通过了由国家经贸委和国家烟草专卖局组织的技术鉴定。该项目是红烟发展过程中全面提升企业技术的关键项目，也是昆船公司树立品牌、挑战技术难题、调整升级产品结构的关键项目。
红烟物流自动化系统主要由原料配方、辅料、成品和备件四个子系统组成。此外，还包括消防监控和自动灭火系统、多媒体摄像监控系统。

    红烟物流自动化系统由上千台套设备组成，采用 PLC、现场总线、计算机网络、视频语音多媒体监控等技术进行控制。除采用了国际上先进的软件14项以外，自己编写的相对独立的软件有64个大模块，是有数十万条程序行的大型软件系统；实现了光、机、电、信息技术的系统集成，物流、信息流、商流的集成，硬件和软件的集成。它是巷道堆垛机技术、工业机器人技术、激光导引、自主行驶、红外通信、视觉识别、数据采集、网络通讯、模拟仿真、多媒体监控等多种技术的系统集成，在开发创新中取得了6项国家专利。在世界烟草行业，红烟物流自动化系统最先投入运用了激光导引技术，其移载模式多样，包括推挽式、驶入式、辊道式、牵引式等；输送模式多样，包括高架式、驶入式、空中轨道式系统；并率先采用视觉识别移动式机器人辅料自动搭配系统等。

   1999年，国家经贸委、中国工程院组织了九名两院院士和五位专家，专程到云南考察了4天。其中有朱高峰、李衍达、金怡廉、吴澄等国内信息、自动化领域的泰斗。他们对红烟自动化物流系统的技术水平给予了高度评价：“昆船开发的自动化物流系统，技术含量高，创新程度大，模式多样化，软硬件工作量大，运行以来稳定可靠，总体上达到世界先进水平，部分项目如无人导引车，引进国外最先进的激光导引技术，又加以改进创新，有些方面已进入国际领先水平。” 以推挽式激光导引自动导引车为例。第一，它采用了新型碱性电池和智能快速充电技术，充放电比达到1：12，有效作业率高，而西方国家至今向中国出口的产品仍然采用酸性电池，充放电比只有1：2。第二，轻巧灵活。同等载重量、同等功能的小车，它的自重仅仅是1996年进口产品的1/3，是1998年进口产品的2/3。第三，在世界烟草行业率先实现了自动导引车不仅在通道上行驶，而且能够精确定位，灵巧驶入机台之间穿梭运行作业。
世界烟草行业由于高税率和高效益，技术进步很快，技术装备的更新也很快。红烟物流项目的总负责人，前昆船集团副总经理兼科技委主任张正义，曾经到过许多国家考察著名烟草企业的物流系统。他曾对美国《烟叶》杂志的记者自豪地说：“红烟物流自动化系统在世界烟草行业居于领先地位，并且在完善、创新上继续大力投入，将能够保持领先优势5年以上。”事实证明，红烟物流系统的领先优势仍然能够保持下去。

物流的本质是实现生产力质的飞跃

    毫无疑问，红烟建设如此先进、完善的物流自动化系统需要投入巨资。有人认为，红烟上自动化物流系统得不偿失。
而红河卷烟厂厂长邱健康不这么看。他认为，红烟搞物流不是单纯为了节省，物流的本质是提高生产力水平，使生产力发生质的飞跃。物流系统的价值不仅在于减少几个劳动力、提高作业效率，其主要价值在于改变人的思维方式和工作内容，提升员工的素质、水平，促进企业中最原始的环节走向信息化、现代化，以争取实现生产力的突破，使企业获得参与未来竞争的资格与机会。
    新兴工业的特性是智能化，需要大批智能型劳动者。有了物流自动化系统，由机器代替人去从事体力劳动，可以把人从简单、繁琐、重复的事务性工作中解放出来，促使人去不断学习，转变为智能型劳动者，投入到企业的改革、改造和创新方面来。因为有智能才有创新，有创新才有生命力。在红烟，1100多名员工主要分为三类：商管技术人员，工程技术人员，工艺技术人员。红烟已突破了传统工人的定位，任何一名员工如果不在这三类之中，在红烟根本没有立足之地。
    邱健康把物流系统视为红烟生产力核心的必备条件，把人的创造力视为红烟的核心竞争力之一。近5年来，红河卷烟厂虽然减少了作业人员，产值却大幅攀升，年利税由20.5 亿元提高到 53 亿元，全员劳动生产率由300箱/人年提高到 800 箱/人年，是国内最好水平，也达到了国际先进水平。
红烟真正看到了生产力质变的价值。而这在很大程度上归因于物流自动化系统的实施。

只有物流自动化，才有信息化

    对于红烟来说，搞物流自动化是为了实现信息自动化，信息化才是企业的最高目标。而物流自动化是信息自动化的基础，没有物流自动化，就不能实现信息自动化。

    邱健康认为，物流系统和信息系统是一个大系统的两个组成部分，二者密不可分。如果把物流系统比喻成人的神经系统，那么信息系统就是人的大脑，是指挥中心。物流产生信息，信息指挥物流。实现了物流自动化，才能形成完整的感觉系统，实现信息的传递，信息系统才能更好地指挥运作。红烟信息化的目标和基础是实现高度自动化，做到：无事没有信息，无处没有信息，无时没有信息。
为了让信息真正“流”起来，红烟在建设物流系统时非常注重系统性，不是只考虑单项功能的实现，而是让每个移动都在系统的掌控之中并根据系统功能去运作。同时，由于物流系统是由机械、电气、计算机等多种技术集成起来的，目前采用国内、国外设备共存的大集成是必然，因此，在对诸多公司的设备选型定货方面，一定要有信息通讯的思想，避免形成“信息孤岛”。
    在红烟物流自动化系统中，全局信息集成及电控系统是其核心，它可以对所有物流子系统的任何设备与操作进行管理与监控，并与厂级CIMS系统实现了无缝衔接。红烟物流全局信息集成及电控系统的集成与创新工作体现在许多方面，例如：为保障数据的可靠性、安全性、高可用性，全局信息集成及电控系统的核心基础由具有世界先进水平的 HP D380双小型机群系统和Oracle大型数据库构成，应用了“多机集群、高可靠性、大型数据库”等多项计算机领域的前沿技术。其次，在该系统中，计算机系统以数据获取和处理为主体，采用了成熟先进的100M快速交换以太网，把前台的监控、管理应用计算机与后台的HP D380双小型机集群和Oracle数据库系统有机地集成起来，构成了以C／S（客户机／服务器）为主体的网络计算机系统（外部将构成D-S结构），同时也为与红烟全厂信息系统的集成提供了通用的网络硬件接口。  

国产化的研发道路

    令人感到奇怪的是，建设如此复杂的物流系统，红河卷烟厂没有选择国外领先的物流系统集成商，没有采用全套进口设备，而是毫不犹豫地选择了国内企业——同昆船公司合作开发物流系统。要知道，当时的昆船刚刚进入物流行业，无论技术还是产品都远未成熟，红烟这样做应该说是冒了很大的风险，是需要胆识和魄力的。面对记者的疑问，邱健康坦诚地告诉记者，之所以同昆船公司合作，主要基于以下几个原因：
    一是低成本实施。搞大型物流系统需要大投入，同昆船合作与引进全套国外系统相比，投资节省几千万元，而且使物流化进程加快了速度。
    二是充分参与。因为物流涉及企业管理，而红烟最清楚烟草行业的特点，只有同国内企业合作，红烟才能完全按照自己的需要进行系统的设计及软件的完善。
    三是国内服务到位。物流系统有相当长的完善期，售后服务也是长期的过程，从长远考虑，国内企业提供的服务比国外更全面、便捷。
    四是对合作伙伴有信心。红烟与昆船已有多年的成功合作，对其技术实力非常了解，相信可以依托昆船建设高水平的物流自动化系统。并且，民族工业与技术创新也需要着力支持。
    五是培养了专业人才。同国内企业合作，红烟可以在系统设计、工程实施尤其是售后服务阶段充分参与，在系统不断完善的过程中培养了自己的技术人员队伍，为企业未来发展积蓄力量。

    实践表明，红烟当初的决策是完全正确和明智的。合作双方不仅在项目开发的目标、方针、战略和思想上高度统一，而且整个工程的规划、设计、制造、装配、调试、整改都是在双方高层领导高度统一的管理、指导下顺利进行的。这也是该项目获得巨大成功不容忽视的关键因素。正是由于双方合作默契愉快，1998年，经国家计委批准，红烟又选择了昆船公司联合研制企业集成自动化系统（包括工业过程自动化、物流自动化、信息自动化在内）。该项目被列为国家高技术产业化示范工程，目前也取得了显著成果。

物流各子系统功能与技术特点

    下面对组成红烟物流自动化系统的四大子系统的设备构成、系统功能、技术特点等逐一进行详细介绍。
    1． 原料物流自动化子系统
    （1）主要设备
    该系统的设备主要包括：入库烟包立转设备，外型检测设备，品种登记和识别设备，提升设备，穿梭车，双伸位巷道堆垛机，高架立体库，出库输送轨道设备，LGV小车（激光导引小车），机器人开包拆包技术（德国KUKA公司），制丝车间远程缓存，远程站台，充电站，电控系统和计算机调度管理系统组成。该系统立库共有4800个货位，可满足现有生产原料的中转储存量半月以上。

    （2）系统功能
    由红河卷烟厂异地仓库经自然醇化处理后的烟叶（以400KG/板为单位）、烟梗（40KG/包）通过汽车运输到达后，按人工叉车方式送入该系统，系统完成自动立体化存放、货位自动分配、烟叶和烟梗信息的自动入库。
库存管理自动化：烟叶和烟梗随机存放在立库中，满足较易出库的目标，时间上先进先出先用。可定时产生库存清单和按生产计划产生入库需求的批量清单，设置有存货量与生产计划矛盾预警和下限库存预警。
烟叶配方（保密）的自动生成和调运：该系统供往制丝车间的烟叶、烟梗根据所生产品牌的不同而具有各不相同的配比关系，人工看烟叶似乎没有区别，但产地、年份、等级、品种等多种因素差异造成库中的烟叶品种繁多，人工在立体库中是无法识别的。该系统可根据生产批次的品牌要求，自动按异地工艺部门注入的配方自动产生和搭配好不同的烟叶组合与数量组合，调运供给制丝车间。
自动生成班、日、月、年报表和特殊时段需求报表。
原料成本投入的自动集成：向厂级CIMS系统提供各种原料库存数据和供给数据。
    （3）技术特点
    大胆采用了由意大利生产的双伸位巷道堆垛机，可以处理左1货位、左2货位、右1货位、右2货位的存取，大大提高了库存效率，降低了投资成本。这在国内几乎没有先例。
AGV系统采用瑞典NDC公司的激光定位导引技术，可靠性好，布点灵活方便。激光导引小车采用快速充电方式，可减少车辆的使用数量，提高灵活性达成高效，而且定位准确，误差小于5mm。
采用双层穿梭车，上层入库、下层出库的布局可满足单班入库、三班出库生产的格局，有利于只在白班作汽运、作异地供料的组织协调和管理。
    2． 辅料物流子系统
    （1）主要设备
该系统主要设备包括：入库输送设备，自动搭配机器人（带视觉识别系统），外形检测设备，穿梭车，巷道堆垛机（两台日本、两台昆船），高架立体仓库、LGV（背辊式），位于机组中的站台和呼叫站。   

    （2）系统功能
    首先根据卷烟辅料（包括卷烟商标、盘纸、水松纸、小油、条油、乳胶、嘴棒等所有非烟丝原材料）与设备卷包机型和产品品牌的不同而构成的托盘配置来产生信息卡，使用红烟提供的物流信息卡来完成辅料的组合搭配。搭配有人工搭配和自动搭配两种，自动搭配主要完成对盘装材料的搭配，人工搭配主要完成对箱装材料的搭配。

    自动化立库高19米，4巷道，共有3700个货位，在系统控制下实现了柔性存放，轻松地完成库存盘点、库管调度、盘整、质量问题退库、周期结余和品牌结合的过渡性退库等管理。
根据生产月计划、周计划做出入库需求采购清单，具有货物存量低限报警等功能。
按照作业机台的需求随叫随到供给。
自动产生生产日、月、年辅料库存、消耗报表。
    辅料投入资源的自动集成：可以向厂级CIMS系统提供各种库存数据和生产数据。
    （3）技术特点
    简洁、高效、安全的辅料混合托盘（配置信息与厂级CIMS规划同步）使辅料的存放、使用和运输更为合理、高效，使卷烟机型、生产品牌、使用布局之间达成高度协调、科学统一。更重要的是，物流信息以托盘为单位，改变了原来辅料数量、单位的不统一，使系统的数据生成快速、高效、准确。
LGV小车驶入路径复杂的卷包机台内，到达使用工位，转弯灵活。机台安全和环境干扰因素等给激光导引造成较大难度，是一项对于国内外公司在AGV系统上的技术挑战。此项技术的成功实现是该系统领先的一个亮点。
面向32个卷烟生产机台（32×4个站台）和一个废品处理间的不同需求和调度管理，给系统的调度管理软件造成了极大的难度。

    3． 成品物流自动化子系统
    （1）主要设备
该系统主要设备有：成品烟箱输送设备、入库检测自动识别设备、堆垛机器人、出入库驶入式LGV、驶入式立库、环形穿梭车系统、拆垛机器人、自动分拣系统、件烟高密缓存、销售滑道、销售提货管理计算机站、电控系统、调度管理计算机系统等。

     （2）系统功能
    生产成品的自动入库。
    根据销售提货单来完成自供配送到运输车内。
    生产、销售、仓库三者之间全自动化的合理实时分发、存调配。
生成准确的销售账和生产账，产生较为即时的产品报表、库存报表、销售报表，并向厂级CIMS提供数据。
    （3）技术特点
    驶入式立库是又一个创新的亮点。激光导引技术的准确定位使LGV小车能够在仅比车身宽40mm的狭窄通道内行驶，小车通过的巷道都可以存放货物，从而实现了高密度存储。
环形分拣系统快速、高效、准确，不会出现少发货、多发货现象，在管理上提供了优越于人工发货的种种好处。
采用机器人堆拆垛方式有利于减少空间布局和品牌分开，这一点是原来的堆码机所不及的。

    4．备件物流自动化子系统
红河卷烟厂的备件物流自动化子系统相对规模较小，也没有自动供备件到机台，采用人工到备件总台领用，但信息集成是全面自动化的。修理人员可以在库外不同子站自动查询库存信息，发生需求时自动开单、转账，同时小件货物能自动取存货。
    （1）主要设备及其功能
    空中小车自动存取货系统和4台自动货柜，这两个系统均由计算机管理。根据从网络上到达的领用单，经操作员确认后，系统自动查找、提供货物。操作员取货后，空中小车将剩余的物品自动送回。自动货柜的作用是存放常用消耗小件，立体存放量达20层，使用方便快捷。

    （2）技术特点
    消除了人工账本，所有管理实现计算机化。
系统在品种繁多的备件仓库中自动查找货物，并输送到操作员身边，操作员只需按提货单提出规定数量的货物之后，剩余工作均由计算机自动指挥完成。从技术角度审视，该系统虽不够完全自动化，但是在使用上确已大大地降低了发货员的人工业务量。

满足需要  不断完善

    在红河卷烟厂，企业发展没有具体目标，只有方向——不求最大，但求最好。尽管红烟物流自动化系统已经达到国际先进水平，但是伴随着红河卷烟厂的生产规模的不断扩大，红烟人仍对该系统进行不断地创新和完善。“十五”期间，红烟相继增加建设了箱皮立库物流自动配送系统和丝束糖料混合库物流自动配送系统，并对原有系统作了完善与改进。

    其中，改进最大的当数成品物流子系统。2003年，为解决原物流成品库库容小、入库与发货能力不足等问题，红烟对成品库系统进行了大规模改扩建，在保留原有部分设备的前提下，根据实际需要对整个成品入出库流程进行了重新规划与布局，主要分为入库机器人码垛区、出库机器人拆垛区、环形穿梭车运行区、AGV运行区、堆垛机运行区五大工作区域。新系统将烟箱拆垛与码垛分开，入库与出库分开，由不同的机器人功能区和分拣功能区来完成，系统工艺更加清晰明了，烟箱出入库分拣能力更强。并且，通过对分拣系统、机器人、穿梭车、激光导引小车等设备的改造，新建了共计3572个货位的高架立库并配有4台巷道堆垛机，增强了系统处理成品烟箱的灵活性、快速性和适应性，提高了整个系统的仓储与运输能力。通过调度系统计算机的统一协调，使各个子系统之间的配合更为迅速、到位，大大加快了成品烟箱的入库与发货速度，充分满足了红烟不断发展的生产、存储、发货的需求，使之真正成为一个自动化控制技术程度高、中控调度柔性好的科学、高效、可靠、稳定、适用的成品自动化物流系统，为红烟年生产能力扩大打好了硬件基础。
    面对存在于销售―提货―运输环节之间单据交互频繁、手工处理较多、效率和可靠性不高、管理不规范的情况，红烟在国内烟草行业率先开发完成了“销售汽运物流GPS监控系统”和“车辆调度辅助管理信息系统”。“销售汽运物流GPS监控系统”专门用于维护《专卖法》要求的定点专卖和监控货运物流与货运安全。该系统采用3G技术（GPS/GSM/GIS），使红河卷烟厂的成品从出厂环节开始，到全国各县级销售商接收环节为止，成品物流得到全面可靠和透明的调度、监控、跟踪，提高了销售信誉度、专卖控制度和人车货的流通安全性。“车辆调度辅助管理信息系统”是企业内综合性的调度管理系统，系统由销售单分配、运输公司派车、提货车辆调度、大屏幕信息显示、门卫提示检查等几大模块以及短消息交流、综合查询等一些附加功能组成。该系统以原销售出库业务流程和数据为主线，与厂级CIMS信息系统及成品库物流系统紧密连接，作为销售、出库、运输调度的辅助系统，简化和改造了手工处理环节，完善了企业CIMS信息系统中销售出库环节的业务流程。
在创新中完善，在完善中创新。红河卷烟厂不仅在物流自动化系统建设中走过了这样一条成功的发展道路，并且在其他许多方面也是如此，并将在这条道路上继续探索、前行。