摘要：“黑灯工厂”是DarkFactory的直译，即智慧工厂，因为从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均在空无一人的“黑灯工厂”内完成，无需人工操作，所以可以关灯运行，故而得名。为有效提高烟草行业物流作业自动化水平，一些原先需要开灯作业的岗位具备了灭灯条件，实现卷烟分拣作业由少人化进而到无人化，烟草物流作业正一步步向“黑灯工厂”模式迈进。

关键词：黑灯工厂；烟草物流；储配；探索；运用

近年来，中国无数的制造商正在计划以前所未有的规模用机器人和自动化改变生产流程，于是，“黑灯工厂”应运而生。黑灯工厂模式，是现代工厂信息化发展的新阶段，是一种高度自动化的作业模式，是一种智能化的生产流程。在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

这几年国内烟草业卷烟分拣技术发展很快，可以实现异型烟和标准卷烟共同分拣，在线合单。并且，当前很多商业企业正在进行物流智能化改造，积极谋划中长期物流装备升级。比如，在分拣模式上大胆推进“标异合一”全品规柔性分拣，在备货和发货环节推广AGV等智能化输送设备的综合应用，通过提高物流装备、设施设备及其他辅助工具的柔性化水平，实现烟草商业企业物流储分车间一定程度上的无人化作业模式。下面，探讨一种新的烟草商业企业物流储分作业模式———“黑灯工厂”模式。

一、“黑灯工厂”模式的发展趋势

（一）简单的自动化设备不能满足当前烟草行业物流储分包等环节的需求。

随着市场异型烟品规不断增多、客户异型烟订单人工操作，人员长时间处于高强度作业环境；同时标准烟和异型烟分拣时长不同，严重影响线下合单的时间，进而影响后续配送服务质量，不符合烟草物流配送中心长期发展规划需求。

（二）现有技术设备对“黑灯工厂”模式的支撑。

1.设备技术的成熟性。对整个项目中的主要相关设备进行了全面调研，尤其对将来要投入使用的相关物流设备，进行了详细的了解、调研，烟草行业拟选用的输送设备、分拣设备、补货设备技术均较为成熟，在部分地市级烟草配送中心均有较为成功的应用案例，可顺利运行并实现分拣连续无差错作业。设备技术的成熟性为我们的项目建设提供了较好的技术支撑，从而保证了卷烟配送中心日常工作的顺利进行。

2.设备配置满足未来发展需求。分拣线设计为2条分拣效率10000条/小时的标细异一体分拣线，有效解决细支烟占比90%的细支烟自动补货、自动分拣，全品规卷烟线上合单分拣包装，按日分拣作业时间7小时计算，完全满足年分拣15万箱需求。整体流程实现标细异全品规自动分拣，自动打码，自动包装，自动贴标。

3.新进设备的易操作性.卷烟配送中心分拣系统设计中，拟定选用计划引进的先进成熟的设备，操作人员需要进行的动作主要包括系统的维护操作以及其他工位的辅助操作，新设备的易操作性为相关新型设备的引进提供了更大的可行性。

二、“黑灯工厂”模式的主要内容

（一）“黑灯工厂”作业模式状态描述。

结合现有场地及设备自动化程度的提高，我们准备打造这样的生产车间：无人智能化车间。每一台设备的监控、检测都是由机器人和编码程序来替代。打开灯，我们就能看到，从卷烟备货出库，再到分拣线，进行分拣打码、包装，每一道工序都在设备自身监测下有条不紊的进行。这就是我们准备实施的“黑灯工厂”模式。

（二）改善系统的自主能力，提升分拣效率。

提高分拣效率的关键在于PLC核心控制系统，结合实际需求进行多次调整，可采集与理解设备外界及自身的资讯，并以之分析判断及规划自身行为，实现对订单数据进行分析和处理，自动计算每条线的分拣烟仓所需要的卷烟品规、数量和逻辑顺序，使塑包机达到最大效率值，保证后续因合并包装造成的延时，为保证整体效率提升做好提前保障。为解决在包装过程中由于缓存皮带过短而导致的堵烟问题，对打码后的皮带进行改造，将塑包前传送皮带改造成S型缓存皮带，缓存卷烟由6米增长为17米，缓存卷烟由过去的50条增加到145条，有效增强了缓冲能力。

（三）运用整体可视技术，实现条烟精准识别。

“黑灯工厂”模式推行后，灵活运用可视技术的实践，结合讯号处理、推理预测、仿真及多媒体技术，将实境扩增展示现实生活中的设计与制造过程。在特异型卷烟包装环节，增设机械手，通过精准抓取不同规格的卷烟进行智能组垛包装，解决了尺寸不便于包装的问题，实现特异型卷烟自动分拣包装。同时，安装条烟精准识别系统，对打码前的卷烟进行核对，保证异型烟分拣准确率达到100%，杜绝因分拣错误而造成的分拣停机时间。由于卷烟品种繁多，形状各异，采用手工分拣的模式，容易出错，且出现错误后，只能等到库存核对时才能发现，整体可视技术有效解决了分拣出错后纠错难度大、时间长、影响分拣进度等问题。

（四）运用智慧模式进行协调、重组及扩充。

1.异型烟实现提前分拣，做到智慧等待。据以往统计的数据来看，烟草行业异型烟销量总占比20%左右，遇到农村片区会出现一户一条的情况，如果异型烟分拣与标准烟单户卷烟同步进行，可能会造成标准烟等待异型烟的情况，所以开启智慧等待模式，对分拣任务进行协调、重组及扩充，系统中各组承担为可依据工作任务，自行组成最佳系统结构。让这些小的订单提前分拣完毕，提前在传送带上进行等待，通过条烟计算方式，进行分户并进入塑包机缓存区等待正常卷烟合单包装。

2.实现待包装标准烟位移，与异型烟进行合单包装功能。购置标细异合一包装机，打码后，系统会通过标准烟和异型烟的不同属性，通过摆臂皮带进行分流缓存，利用底层满包平移算法，将最底层五条卷烟平移出塑包机，进入异型烟包装机，使等待包装的异型烟始终在一个平面上进行合单，从而实现做加法的原理。

三、“黑灯工厂”模式在烟草物流储配环节应用与探索

（一）结合现有场地及设备自动化程度的提高，每一台设备的监控、检测都是由机器人和编码程序来替代。今后一线的流水线作业，特别是大量重复劳动的岗位，用机器替代人。打开灯，我们就能看到，从卷烟入库到存储，再到上分拣线，进行分拣打码、包装，每一道工序都在设备自身在监测下有条不紊的进行。这就是我们准备实施的“黑灯模式”。

（二）在烟草物流仓储作业环节，通过数字化仓储系统、RFID技术、电动叉车以及多穿备货设备等现代物流设备、技术的应用，实现卷烟出库作业信息自动化。多穿备货设备由自动拆烟设备、空托盘叠烟设备、辊道输送机、倍速链、多层穿梭车、多穿提升机、多穿货架等组成。可以实现标准件烟、相对规整的异型烟自动拆垛成件烟，自动拆垛能力≥700件/小时。多穿备货设备设计卷烟全品规储分一体，采用叉车根据终端提示为自动拆垛设备/人工拆垛设备进行补货，将整托盘卷烟拆垛后通过辊道输送自动输送为大品规倍速链以及中小品规多穿系统进行补货作业。

（三）在烟草物流分拣作业环节，设计卷烟自动开箱补货系统，实现标准烟、细支烟、超长中支烟自动开箱、自动补货；配置标细异塑包机，实现标细异全品规包装；升级现有包装贴标系统，实现全品规卷烟自动合单包装、贴标。单线配置151个分拣烟仓，实现标准烟AB类烟占日销量98%以上，细支卷烟AB类烟占细支日销量90%以上的品规自动开箱、自动补货，全品规卷烟自动分拣、自动打码、自动包装、自动贴标。标细异合一分拣系统采用柔性设计，可兼容标准烟、细支烟、中支烟自动开箱、自动补货、自动分拣；其余异型烟由柜式机分拣剩余异型卷烟，自动分拣，真正实现标、细、异三合一共线分拣、包装，为满足行业发展结构发生变化，提高了系统柔性。

四、“黑灯工厂”模式在烟草物流储配车间的实践成效

（一）“黑灯工厂”模式在烟草商业企业物流仓储作业环节的探索运用，展现了品质、快速、弹性、稳定等各项特质，实现全品规卷烟车厢内自动抓取与线下码盘作业，有效解决了卷烟入库环节劳动强度大、用工多、劳动效率低的问题，物流作业自动化水平大幅度提升。

（二）“黑灯工厂”模式在烟草商业企业物流分拣作业环节的探索运用，实现卷烟全品规一体化包装，能够有效提高分拣、包装、配送效率，大大降低分拣劳动轻度，减少人员劳动力的开支，尽可能多地提高企业的生产效率和工作质量。

（三）“黑灯工厂”模式在烟草商业企业物流配送作业环节的探索运用，提高在生产过程中的可靠性，即时取得相关现场数据，并将生产排程最佳化、合理化等，实现真正意义上的“一包烟”，提高卷烟装载率，提高了送货效率和服务水平。

（四）“黑灯工厂”模式的研究与探索，能够在烟草商业企业卷烟物流作业中探索卷烟卸货、分拣、包装，解决传统产业一线员工对于电脑设备操作步骤并不太熟悉、特殊厂房环境与生产线作业方式、经常性地变动厂内生产线、资料收集作业方式太过于繁琐等现场状况，在现场资料收集完整性、即时性的表现便能够得到进一步强化，实现全流程自动化作业，达到智能仓储、智能分拣的目标。

（五）“黑灯工厂”模式，是一种高度自动化的作业模式，是一种智能化的生产流程，它能够用机器取代人力，市级烟草公司物流中心可减少20人左右，降低成本220万/年左右，从而达到降低成本，提高生产效率的目的。

参考文献：

[1] LAG葛氏国际.中国工业的变革之路：黑灯工厂[EB/OL].2020[2021-6-8].https://zhuanlan.zhihu.com/p/164801554.

[2]中国智能制造门户智慧工厂栏目.“智慧工厂”成就企业竞争力

[EB/OL].2015[2021-6-20].https://www.sohu.com/a/47436839_251620.

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