关于卷烟分拣线智能纠错系统的研究
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【摘要】按照《烟草专卖法》规定，烟草行业实行专卖专营体制，是中国国民经济的重要组成部门，承担着维护消费者利益、保证国家财政收入的职责。近年来，烟草行业紧跟时代潮流，加强自律，改革创新，现代化建设的程度不断提高，先进技术的应用范围不断扩展。
【关键词】烟草；分拣；纠错
30年来，烟草行业不断发展壮大，经营模式不断改革创新，作为直接服务零售终端的物流业务，随着历年来网络建设的稳步推进，也得到了蓬勃发展，特别是2010年以来，国家烟草专卖局更是将物流业务独立出来，将物流建设列为烟草行业的核心业务，极大推进了传统物流向现代物流的转变步伐。卷烟的仓储、分拣、配送是三大主要物流作业，其现代化程度代表了当前烟草物流的发展水平。
2005年以来，随着行业内外成熟技术的不断引入，卷烟分拣线主要经历了手工（辅助）分拣、半自动分拣和全自动分拣三个阶段，其自动化程度越来越高，分拣效率提升明显，成为了物流作业的领头环节。但是，与此同时，作为机械设备，即使在可靠性几乎接近100%的情况下，不可避免地还会有差错的发生，当设备或系统出现故障，往往会耽误较多时间，这一点还不是很全面。本文正是针对这一情况，提出了一些可行的想法。
一、开封卷烟分拣现状
开封地处中原腹地，是中国七大古都之一，下辖一市五县，人口约500万。2012年，全市销售卷烟16.1万箱，单箱销售收入2.2万元。开封市卷烟物流配送中心于2011年6月投入使用，设2条半自动分拣线，承担着全市2万名零售客户的分拣任务。
该分拣线由天海欧康公司设计，包括备货、缓存、分拣三大部分。分拣流程为：备货时，每件卷烟由叠垛机以5件为单位水平叠在一起并送到指定的备货通道处，每个大品牌对应1条备货通道，根据分拣订单需要，利用拆垛机一件一件拆开，由传送带经过缓存部分送至补货小车（共4台），人工开箱后，推入指定的分拣通道后开始分拣。每条分拣线采用行业独创的线首拆单、线尾合单的并联方式，利用“自由落体”原理，使条烟在分拣通道内落入传送带上，由伺服电机转动将卷烟送出，从而达到分拣目的。经过2年多的运行，目前单条分拣线分拣效率稳定在16000-17000条/小时，在全行业同类型设备中处于较高水平。
二、存在的问题
作为半自动分拣线，在备货前端、小车开箱处均需要人工操作，同时也增加了出现错误的几率。由于分拣线采用光电感应、逻辑定位等技术，因此，在实际工作中，在补货小车前后出现错误的可能性较大，例如：件烟顺序紊乱、补货小车出烟后进错分拣通道、分拣通道出错条烟，等等。错误造成的后果会因分拣进度而不同，时间越靠前，影响越小，越靠后，则影响越大，最坏的情况就是在快要分拣完成时，突然发现分拣出错，这样，就需要对前面所有已经分拣并包装好的卷烟进行拆包、核查，一包一包向前推，纠正错误后再重新分拣、打码、包装，这必定要额外消耗大量的人力和时间。
对于以上存在的问题，如果在这些容易出错的地方增加一些校验措施，将大大降低甚至杜绝错误的发生，将各种不必要的浪费减少到最低限度。具体为：
（一）在补货小车前加增加扫码器，对即将进入小车的件烟码进行识别，确认是否需要该件卷烟进入小车。
（二）上述无误后，将纸箱两侧打开，在条烟的两端贴上一维条码（横向）作为标识。
（三）在分拣通道上增加扫码器，识别上述条烟码，确认进入通道的卷烟是否正确。
（四）在分拣线尾部合单处增加扫码器，逐条识别上述条烟码，对分拣完成的卷烟同客户原始订单进行比对。
（五）在条烟打码处增加摄像机，对卷烟打码情况进行实时录像，供纠错和回溯之用。
以上各环节如果出现卷烟实物与分拣需求不符的情况，则系统暂停并报警，提示纠正错误，如果校验正确，则系统正常进行。
四、建设方案
根据以上分析，在现有分拣线基础上，仅需增加若干个前端设备，建立与分拣系统有机结合的纠错系统，就能实现智能纠错功能，进一步保障分拣系统的可靠运行。
（一）固定式扫码器。要求能够识别一维条形码，光学分辨率500dpi以上，扫描速度在100次/秒以上。
安装位置1：在补货小车前。当件烟由缓存准备进入小车时，读取件烟码，与分拣系统进行比对。
安装位置2：在分拣通道处。当条烟由小车进入通道后，读取条烟码，与分拣系统进行比对。
安装位置3：在分拣线尾部合单处。分拣完成后，读取条烟码并计数，与客户订单进行比对。
（二）全自动贴码机。能够自动打印条形码（背部不干胶），以气体为动力，贴到条烟头部规定位置，含25套印码和贴码装置，同时印码，同时贴码，支持7×24小时运转。
安装位置1：推烟设备头部。接收到推烟指令后，先对邻近推烟设备的25条卷烟进行贴码，然后将开箱后的件烟推进到补货小车中。
安装位置2：补货小车头部。件烟推进到补货小车后，对另外一头25条卷烟进行贴码。
（三）高速摄像机。速度每秒1000帧以上，分辨率800万，信噪比60dB以上，自动分段，支持网络传输。
安装位置：在激光喷码机侧后方，实时录制打码情况。
（四）智能纠错系统。采用当前流行的软件技术，B/S、C/S相结合，开发能够上下兼容各种设备的平台接口，按照功能需要建立智能纠错系统。应具备但不局限于以下功能：
1、基础信息维护。包括设备添加、运行参数定义、通讯协议设定等。
2、错误预警。对各种错误的级别进行定义，同时与分拣设备的启动、暂停、停止等动作进行关联，以声、光、电等形式提示使用者。
3、回溯查看。从分拣开始时刻进行录像，与分拣系统对接，能以客户为单位进行录像，保存时间要求至少一个月以上。
4、统计分析。对一段时期内产生的各种错误进行统计分析，给出降低错误几率的解决办法。
五、延伸思考
当前，条烟在生产时，仅在外包装一个侧面印有标识该烟的一维条码，若能够在工厂里将该位置移至条烟的两个头部，则可以节省上述贴码环节，作业效率也将大幅度提高。
参考文献
[1]《中华人民共和国烟草专卖法》，1991年颁布，2009年修订.
[2]《中国烟草》杂志，国内统一刊号：CN11-3831/D.
[3]《基于PLC控制的教学型工件进料分拣电气动装置的设计》液压与气动，2011年第3期.