在卷煙生產(chǎn)行業(yè)，輔料自動(dòng)化物流系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用。輔料自動(dòng)化立體庫(kù)（簡(jiǎn)稱輔料庫(kù)）是輔料自動(dòng)化物流系統(tǒng)的核心組成部分，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)輔料和立體庫(kù)內(nèi)輔料自動(dòng)存取，主要由堆垛機(jī)和貨架組成。輔料庫(kù)的存儲(chǔ)量是輔料自動(dòng)化物流系統(tǒng)的基本要素。本文基于卷煙生產(chǎn)對(duì)輔料庫(kù)的存儲(chǔ)量要求，對(duì)輔料庫(kù)存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，為輔料自動(dòng)化立體庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考。

　　輔料配盤設(shè)計(jì)

　　輔料自動(dòng)化物流系統(tǒng)是卷煙生產(chǎn)的輔料準(zhǔn)備中心，為卷煙生產(chǎn)自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)輔料。因此，輔料庫(kù)的存儲(chǔ)量必須滿足卷煙生產(chǎn)需求，存儲(chǔ)量要求根據(jù)卷煙生產(chǎn)機(jī)組的輔料消耗量進(jìn)行計(jì)算。
　　1．輔料配盤設(shè)計(jì)

　　在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，輔料堆碼在托盤上進(jìn)行輸送、存儲(chǔ)，輔料庫(kù)的存儲(chǔ)量也就是存儲(chǔ)輔料托盤的數(shù)量。因此，要計(jì)算輔料庫(kù)的存儲(chǔ)量，首先需確定托盤上堆碼輔料的品種、數(shù)量。輔料托盤分為單一輔料托盤（一個(gè)托盤上碼放一種輔料）和配盤輔料托盤（一個(gè)托盤上碼放多種輔料）兩種。為了滿足柔性化生產(chǎn)和生產(chǎn)車間的整潔等要求，一般情況下，消耗量大的采用單一輔料托盤，消耗量小的輔料采用配盤輔料托盤，并且常常將生產(chǎn)機(jī)組使用位置較近的輔料碼放在一個(gè)托盤作為配盤輔料托盤。根據(jù)生產(chǎn)工藝，超高速生產(chǎn)機(jī)組輔料托盤一般為單一輔料托盤，普通生產(chǎn)機(jī)組一般為配盤輔料托盤。輔料配盤設(shè)計(jì)時(shí)，一般將卷接機(jī)組使用的盤紙、水松紙搭配為一個(gè)托盤；包裝機(jī)組使用的小盒（或商標(biāo)）、條盒搭配為一個(gè)托盤，卡紙（或口花）、鋁紙、小包玻璃紙、條包玻璃紙、金拉線搭配為一個(gè)托盤；裝封箱機(jī)組的紙箱單獨(dú)為一個(gè)托盤；嘴棒成型機(jī)組的絲束、成型盤紙各單獨(dú)為一個(gè)托盤。

　　輔料配盤設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)輔料消耗量，確定輔料搭配比例，一個(gè)托盤上的各種輔料盡可能在相同、相近時(shí)間用完。輔料托盤（特別是紙箱托盤）在存儲(chǔ)、搬運(yùn)過(guò)程容易散垛，因此，輔料托盤不宜太高?？紤]到貨架、堆垛機(jī)的承載和經(jīng)濟(jì)性，輔料實(shí)托盤也不宜太重。因此，輔料配盤時(shí)，需確定輔料的搭配比例和輔料托盤的最大外形尺寸、重量。


　　2．應(yīng)用實(shí)例

　　某卷煙廠卷包機(jī)組的額定生產(chǎn)能力為8000支/min，設(shè)定輔料托盤最大外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為1200mm×1000mm×1200mm，最大重量為600kg。根據(jù)輔料的外形尺寸和重量、輔料耗量等約束條件設(shè)計(jì)輔料配盤，如表1所示。
　　輔料消耗要求

　　設(shè)定生產(chǎn)機(jī)組消耗的輔料按單位時(shí)間消耗的托盤數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，配盤輔料托盤按托盤上消耗時(shí)間最短的輔料進(jìn)行計(jì)算。一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)組每小時(shí)消耗輔料的托盤數(shù)量為：
   
　　其中，Qj為第j臺(tái)生產(chǎn)機(jī)組每小時(shí)消耗輔料的托盤數(shù)量（盤/h）；qi為第j臺(tái)生產(chǎn)機(jī)組第i個(gè)輔料托盤上消耗時(shí)間最短的輔料數(shù)量（包、卷或者件等，單位按包裝形式確定）；i 為第j臺(tái)生產(chǎn)機(jī)組第i個(gè)輔料托盤上消耗時(shí)間最短輔料的輔料耗用量（包、卷、件/箱）；Gi為生產(chǎn)機(jī)組的有效生產(chǎn)能力（箱/h）。

     由上式可得出卷煙生產(chǎn)車間每小時(shí)消耗輔料的托盤數(shù)量為：   
                                                
　　輔料庫(kù)存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)

　　卷煙廠的輔料庫(kù)設(shè)置一般有兩種模式。

　　第一種模式是設(shè)一級(jí)庫(kù)和二級(jí)庫(kù)（又稱平衡庫(kù)），一級(jí)庫(kù)為平庫(kù)，平衡庫(kù)為自動(dòng)化立體庫(kù)。采購(gòu)的輔料運(yùn)輸?shù)骄頍煆S，先存儲(chǔ)到一級(jí)庫(kù)，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，在生產(chǎn)前幾天，輔料由一級(jí)庫(kù)送到平衡庫(kù)，進(jìn)行拆包裝、組盤等，然后存儲(chǔ)到立體庫(kù)，在生產(chǎn)時(shí)，立體庫(kù)自動(dòng)向生產(chǎn)車間配送輔料。第二種模式是只設(shè)自動(dòng)化立體庫(kù)，沒(méi)有一級(jí)庫(kù)（平庫(kù)），因此又稱混合庫(kù)。采購(gòu)的輔料運(yùn)輸?shù)骄頍煆S后，如輔料幾天后就進(jìn)行生產(chǎn)，且其他配盤輔料已到齊，則進(jìn)行拆包裝、配盤后存儲(chǔ)到立體庫(kù)；否則先按單一輔料托盤組盤存儲(chǔ)到自動(dòng)化立體庫(kù)，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，輔料生產(chǎn)前再出庫(kù)進(jìn)行拆包裝、配盤，然后存儲(chǔ)到立體庫(kù)，生產(chǎn)時(shí)，立體庫(kù)自動(dòng)向生產(chǎn)車間配送。

　　1．平衡庫(kù)的自動(dòng)化立體庫(kù)存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)

　　卷煙輔料自動(dòng)化立體庫(kù)的存儲(chǔ)量要求是滿足卷煙生產(chǎn)車間輔料供應(yīng)。由于卷煙生車間與室外的溫度、濕度存在差異，特別是夏天、冬天差別較大，輔料由室外直接送到生產(chǎn)車間使用，會(huì)產(chǎn)生褶皺，影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致廢品增加，使生產(chǎn)能力降低，因此，自動(dòng)化立體庫(kù)的主要功能之一是進(jìn)行溫濕度平衡。輔料進(jìn)行溫濕度平衡一般需1~3天，考慮到生產(chǎn)調(diào)度、柔性生產(chǎn)等因素，自動(dòng)化立體庫(kù)的存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)一般滿足5~7天的生產(chǎn)量。

　　因此，滿足生產(chǎn)所需的存儲(chǔ)量為：

　　V1  = Q1 T1 T2

     其中，V1為滿足生產(chǎn)所需的存儲(chǔ)量（盤）；T1為卷煙生產(chǎn)時(shí)間（h/天）；T2為輔料存儲(chǔ)時(shí)間（天），一般為5~7天；Q1為卷煙生產(chǎn)車間每小時(shí)消耗輔料的托盤數(shù)量（盤/h），需注意，輔料托盤上的輔料數(shù)量按供給生產(chǎn)機(jī)組的配盤輔料托盤計(jì)算。

　　在規(guī)劃設(shè)計(jì)輔料自動(dòng)化立體庫(kù)時(shí)，立體庫(kù)的貨位數(shù)即存儲(chǔ)量為：

　　V=V1+V0

　　其中，V為自動(dòng)化立體庫(kù)的存儲(chǔ)量（盤）；V0為其他存儲(chǔ)量（盤），如空托盤存儲(chǔ)量、預(yù)留存儲(chǔ)量等。

　　2．混合庫(kù)的自動(dòng)化立體庫(kù)存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)

　　混合庫(kù)具有一級(jí)庫(kù)和平衡庫(kù)的功能，一級(jí)庫(kù)的主要功能是輔料采購(gòu)緩存和入廠質(zhì)量檢驗(yàn)。因此，混合庫(kù)的存儲(chǔ)量需在平衡庫(kù)的基礎(chǔ)上增加輔料采購(gòu)周期的緩存量和入廠質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)間的緩存量。

　　輔料采購(gòu)、質(zhì)量檢驗(yàn)產(chǎn)生的存儲(chǔ)量為：

　　V2  = Q2 T1 T3

　　其中，V2為輔料采購(gòu)、質(zhì)量檢驗(yàn)產(chǎn)生的存儲(chǔ)量（盤）；T1為卷煙生產(chǎn)時(shí)間（h/天）；T3為輔料采購(gòu)周期的緩存時(shí)間和入廠質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)間（天），根據(jù)輔料供應(yīng)商的交貨周期、質(zhì)量檢驗(yàn)等確定；Q2為卷煙生產(chǎn)車間每小時(shí)消耗輔料的托盤數(shù)量（盤/h）。由于采購(gòu)、質(zhì)量檢驗(yàn)輔料進(jìn)行緩存時(shí)，輔料一般是按單一輔料托盤進(jìn)行存儲(chǔ)，因此，輔料托盤上的輔料數(shù)量按單一輔料托盤計(jì)算。

　　在規(guī)劃設(shè)計(jì)輔料自動(dòng)化立體庫(kù)時(shí)，混合庫(kù)的貨位數(shù)即存儲(chǔ)量為：

　　V = V1+V2+V0

　　應(yīng)用實(shí)例

     某卷煙廠有卷包生產(chǎn)機(jī)組16臺(tái)（額定生產(chǎn)能力8000支/min），裝封箱機(jī)組5臺(tái)，成型機(jī)組6臺(tái)，規(guī)劃使用輔料平衡庫(kù)。設(shè)計(jì)的輔料配盤見(jiàn)表1，根據(jù)上述公式計(jì)算出卷煙生產(chǎn)車間每小時(shí)消耗輔料15.8盤，存儲(chǔ)量要求為1580~2212盤，根據(jù)聯(lián)合工房庫(kù)房空間，最終設(shè)計(jì)存儲(chǔ)貨位1672個(gè)，存儲(chǔ)卷煙生產(chǎn)5.3天的輔料需求量。該自動(dòng)化立體庫(kù)經(jīng)過(guò)一年多的使用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，正常生產(chǎn)時(shí)，立體庫(kù)有8%的空閑貨位，滿足了該卷煙廠的生產(chǎn)需求。

　　另一卷煙廠有卷包生產(chǎn)機(jī)組31臺(tái)，裝封箱機(jī)組7臺(tái)，成型機(jī)組12臺(tái)，規(guī)劃使用輔料混合庫(kù)。輔料實(shí)托盤的最大尺寸為1350×1140×1205mm；根據(jù)上述公式計(jì)算出卷煙生產(chǎn)車間每小時(shí)消耗輔料35.6盤，卷煙生產(chǎn)機(jī)組要求存儲(chǔ)量為3560~4984盤，采購(gòu)、質(zhì)量檢驗(yàn)要求存儲(chǔ)量為2900~3800托盤，根據(jù)聯(lián)合工房庫(kù)房空間，最終設(shè)計(jì)6900個(gè)存儲(chǔ)貨位。該自動(dòng)化立體庫(kù)經(jīng)過(guò)4年多的使用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，正常生產(chǎn)時(shí)，立體庫(kù)有11%的空閑貨位，滿足了該卷煙廠的生產(chǎn)需求。