摘要：在近年來消費細分化浪潮的推動下，異型煙發展速度較快，該部分也成為煙草商業配送中心分揀線分揀效率的攔路虎、短板項，在行業提質、增效、降本、減人的發展趨勢下，全品規分揀線已成為分揀發展的發力點，而在分揀線中包裝機也成為分揀線漏斗底，包裝效率成為影響全品規分揀線分揀效率的關鍵因素，本文對全品規包裝機技術發展進行了總結并創新性地提出了雙訂單雙堆疊包裝機技術，為提高全品規分揀線分揀效率夯實了基礎。

關鍵詞：異型煙、全品規自動包裝

引言

在近年來消費細分化浪潮的推動下，卷煙消費也呈現多元化、個性化態勢，一些符合市場消費潮流和產品創新方向的卷煙新品相繼推出，它們在煙支尺寸上“一較長短”。細支卷煙率先出現爆發式增長，短支、爆珠、中支卷煙緊隨其后，卷煙消費個性化需求不斷提升，異型煙逐漸成為卷煙市場的有力角逐者。隨著異型煙的銷量逐年上升，品規不斷豐富。異型煙分揀線較低的分揀效率、較大的勞動強度、較高的差錯率成為制約煙草公司發展的瓶頸問題，提高異型煙分揀效率成為煙草公司的目標。很多煙草公司由于場地原因、投資限制不具備單獨新增異型煙分揀線的條件，而全品規分揀線具有更高的柔性，高效的全品規分揀線勢必成為分揀線的發展趨勢。

研究高效的全品規分揀線，解決目前分揀線分揀效率的痛點，助推煙草公司實現高質量發展，已成為當務之急。而在分揀線工藝全流程環節中（見圖1），包裝機是煙草物流分揀設備的重要組成設備，是實現以零售戶訂單為單位完成卷煙產品分揀供應的關鍵，其主要作用是將各零售客戶所需的已分揀好的條煙組合成型，并完成整體包裝。采用熱收縮膜包裝效果直觀、牢固，具有耐磨、防串貨，適合不同規格條煙組合包裝等優點，因此廣泛應用在卷煙分揀包裝領域。

圖1分揀工藝流程

全品規包裝機技術發展到現在可以按兩個模式進行分類：一是按包裝入口數量（可以實現一個入口到四個入口）；二是按單次可堆疊訂單數量（即單訂單堆疊和雙訂單堆疊）。

一、單入口全品規包裝機

基本采用三種技術，其一是機械手或蜘蛛手抓取（見圖2、圖3），該類技術的包裝堆疊能力在2000～3000條/小時，包裝能力較低；其二是掃推技術（見圖4），該類技術在純異型煙時包裝堆疊能力在3000～5000條/小時，如標、細條煙比例較大時可實現7000條/小時以上能力；其三是翻板堆疊技術（見圖5），單臺包裝機純異型煙可以實現5000條/小時以上的能力，如標、細條煙比例較大時可實現8000條/小時以上能力；這三種技術均可以實現一次堆疊一個訂單，訂單內部無需拆單，前兩種模式的包裝機適合異型煙分揀量少的配送中心，第三種包裝方式能力高，適應性較好。

圖2 單入口蜘蛛手碼垛包裝機構

圖3 單入口機械手碼垛包裝機構

圖4 單入口全品規雙推包裝機構

圖5 單入口全品規翻板堆疊包裝機構

二、雙入口全品規包裝機

雙入口包裝機（見圖6），其中一個入口適應標、細、短、中支、類標條煙，多采用自動翻板堆疊技術（見圖8），堆疊能力可達8000～11000條/小時，另外一個入口適應剩余條煙，多采用掃推技術（見圖8），該類技術的包裝堆疊能力在3000～5000條/小時，這兩個入口（見圖7）堆疊后的垛煙還需根據合包規則在包裝機內部進行合垛，從而實現單包全品規包裝；該種模式一次只能堆疊一個訂單，但訂單內部需拆成兩個部分（第一部分是標、細、短、中支、類標條煙，第二部分是剩余條煙），這種拆單方式必然導致在分揀時單個訂單內部必須增加一個訂單間隔，降低了分揀效率；同時如兩個入口的條煙量比例不均衡（最佳比例為第一部分:第二部分大于8:2以上，如比例低于7:3時即意味著掃推條煙數量過多，第一部分翻板堆疊需等待第二部分掃推作業，影響包裝效率；第二部分比例越大，效率越慢），這也是目前該類包裝機單臺能力為8000～11000條/小時，平均每分鐘出包數量約12包，效率無法進一步提升的原因。

圖6 雙入口全品規堆疊包裝機俯視圖

圖7 雙入口包裝機入口

圖8 雙入口包裝機堆疊結構

三、三入口全品規包裝機

如圖9所示的三入口全品規包裝機常規包裝模式是堆疊單訂單模式，三個入口分配如下：第一個入口適應標、短、類標條煙，多采用自動翻板堆疊技術，堆疊能力可達9000～13000條/小時；第二個入口適應細、中支條煙，多采用自動翻板堆疊技術，堆疊能力可達7000～9000條/小時；第三個入口適應剩余條煙，多采用掃推技術，該類技術的包裝堆疊能力在3000～5000條/小時。

三個入口的條煙各自堆疊好后再在包裝機內部實現二次合垛，最終實現單包全品規包裝，一次堆疊一個訂單；但訂單內部需拆成三個部分（第一部分是標、短、類標條煙，第二部分是細、中支條煙，第三部分是剩余條煙），這種拆單方式必然導致在分揀時形成單個訂單內部必須增加兩個訂單間隔，降低了分揀效率；同時如三個入口的條煙量比例不均衡（最佳比例為第一部分:第二部分:第三部分大于6:3:1以上，第一部分量越大，包裝堆疊效率越高；第三部分量越大即意味著掃推條煙數量過多，第一部分和第二部分翻板堆疊需等待第三部分掃推作業，影響包裝效率），同時三入口由于故障等因素相互等待影響必然會影響上游的分揀效率，這也是目前該類包裝機單臺能力為10000～13000條/小時，每分鐘出包數量約12包，效率較難進一步提升的原因。

通過對三入口包裝機常規包裝模式分析，為盡量減少對分揀線的影響，同時進一步提高包裝效率，設計了三入口包裝機的優化模式即雙訂單堆疊模式，第一個和第二個入口均適應標、短、細、中支條煙，第三個入口適應其它條煙；此模式單訂單下標、短、細、中條煙無需分單，且第一個和第二個入口可以實現兩個訂單并行堆疊；為最大發揮包裝效率，第三個入口的條煙需按第一個和第二個的垛煙順序進行分揀，必然會將第三個入口的條煙訂單順序打亂（即A訂單第一部分后B訂單第二部分后再接A訂單第二部分），結合一號工程后分揀實現較難；如第三個入口按正常訂單順序分揀，必然會存在第三入口的條煙碼垛后等待第一個入口合垛時，雖然第二個入口的條煙碼垛好，但需等待第一個入口和第三個入口合垛后才能和第三個入口后續的條煙進行合垛，從而影響包裝效率。

圖9 三入口全品規堆疊包裝機俯視圖

四、四入口全品規包裝機

三入口包裝機即使是采用雙訂單堆疊模式后，依然存在互相等待的影響、導致效率降低；正是針對這一問題，本文作者陳海軍突破性地在滄州煙草公司提出了四入口雙訂單堆疊設計理念并已落地實施，即如圖10所示的四入口全品規堆疊包裝機正是為解決三入口包裝機雙訂單堆疊模式下第三個入口的條煙順序影響包裝效率的問題，通過將三入口包裝機的第三個入口拆分成兩個入口，第1個和第3個入口組合，第2個和第4個入口組合（見圖11），形成兩組完全獨立雙訂單堆疊模式，兩套堆疊實現互不影響，從而發揮最大的包裝效率，單臺該型包裝機可實現13000～20000條/小時甚至更高的包裝能力；但由于入口較多，設備占地面積較大。

圖10 四入口全品規堆疊包裝機俯視圖

圖11  四入口全品規堆疊包裝機入口

五、條煙包裝模式的選擇

條煙包裝機是全品規分揀線的一個核心環節，如何選擇包裝機也就成為一個重要課題。效率高、占地面積少、結構簡單、通用性強，這些優點是側重某一點還是全盤兼顧？

通過對上述四種包裝模式進行分析可知，目前現有四種全品規包裝機要么能力低（如第一種模式），要么需拆單，影響分揀及包裝效率（如第二、第三種模式），要么效率較高但單臺設備占地面積較大；針對上述問題，吸取現有全品規包裝機的經驗，為保證分揀能力則訂單內部盡量不拆單，通過訂單數據優化，同時充分吸收傳統包裝機的翻板堆疊優勢，在石家莊煙草公司技改項目中創新性地采用單臺全品規包裝機配置兩入口且每個入口均可實現全品規條煙的翻板堆疊機構（見圖12），布局簡潔，可以同時對兩個訂單進行堆疊作業；既解決傳統包裝機處理堆疊口數量不夠、只能堆疊一個訂單，堆疊能力不足的問題，又解決堆疊能力提高的同時占地面積過大的問題；單臺包裝機包裝效率15～18包/分鐘。

圖12雙入口雙訂單全品規堆疊包裝機俯視