在卷煙生產(chǎn)行業(yè)，輔料自動化物流系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用。輔料自動化立體庫（簡稱輔料庫）是輔料自動化物流系統(tǒng)的核心組成部分，負(fù)責(zé)存儲輔料和立體庫內(nèi)輔料自動存取，主要由堆垛機(jī)和貨架組成。輔料庫的存儲量是輔料自動化物流系統(tǒng)的基本要素。本文基于卷煙生產(chǎn)對輔料庫的存儲量要求，對輔料庫存儲量設(shè)計進(jìn)行探討，為輔料自動化立體庫規(guī)劃設(shè)計提供參考。

　　輔料配盤設(shè)計

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

　　在自動化物流系統(tǒng)中，輔料堆碼在托盤上進(jìn)行輸送、存儲，輔料庫的存儲量也就是存儲輔料托盤的數(shù)量。因此，要計算輔料庫的存儲量，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（一個托盤上碼放一種輔料）和配盤輔料托盤（一個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)計時，一般將卷接機(jī)組使用的盤紙、水松紙搭配為一個托盤；包裝機(jī)組使用的小盒（或商標(biāo)）、條盒搭配為一個托盤，卡紙（或口花）、鋁紙、小包玻璃紙、條包玻璃紙、金拉線搭配為一個托盤；裝封箱機(jī)組的紙箱單獨為一個托盤；嘴棒成型機(jī)組的絲束、成型盤紙各單獨為一個托盤。

　　輔料配盤設(shè)計時，根據(jù)輔料消耗量，確定輔料搭配比例，一個托盤上的各種輔料盡可能在相同、相近時間用完。輔料托盤（特別是紙箱托盤）在存儲、搬運過程容易散垛，因此，輔料托盤不宜太高。考慮到貨架、堆垛機(jī)的承載和經(jīng)濟(jì)性，輔料實托盤也不宜太重。因此，輔料配盤時，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×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間消耗的托盤數(shù)量進(jìn)行計算，配盤輔料托盤按托盤上消耗時間最短的輔料進(jìn)行計算。一臺生產(chǎn)機(jī)組每小時消耗輔料的托盤數(shù)量為：
   
　　其中，Qj為第j臺生產(chǎn)機(jī)組每小時消耗輔料的托盤數(shù)量（盤/h）；qi為第j臺生產(chǎn)機(jī)組第i個輔料托盤上消耗時間最短的輔料數(shù)量（包、卷或者件等，單位按包裝形式確定）；i 為第j臺生產(chǎn)機(jī)組第i個輔料托盤上消耗時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)車間每小時消耗輔料的托盤數(shù)量為：   
                                                
　　輔料庫存儲量設(shè)計

　　卷煙廠的輔料庫設(shè)置一般有兩種模式。

　　第一種模式是設(shè)一級庫和二級庫（又稱平衡庫），一級庫為平庫，平衡庫為自動化立體庫。采購的輔料運輸?shù)骄頍煆S，先存儲到一級庫，根據(jù)生產(chǎn)計劃，在生產(chǎn)前幾天，輔料由一級庫送到平衡庫，進(jìn)行拆包裝、組盤等，然后存儲到立體庫，在生產(chǎn)時，立體庫自動向生產(chǎn)車間配送輔料。第二種模式是只設(shè)自動化立體庫，沒有一級庫（平庫），因此又稱混合庫。采購的輔料運輸?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、配盤后存儲到立體庫；否則先按單一輔料托盤組盤存儲到自動化立體庫，根據(jù)生產(chǎn)計劃，輔料生產(chǎn)前再出庫進(jìn)行拆包裝、配盤，然后存儲到立體庫，生產(chǎn)時，立體庫自動向生產(chǎn)車間配送。

　　1．平衡庫的自動化立體庫存儲量設(shè)計

　　卷煙輔料自動化立體庫的存儲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，自動化立體庫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，自動化立體庫的存儲量設(shè)計一般滿足5~7天的生產(chǎn)量。

　　因此，滿足生產(chǎn)所需的存儲量為：

　　V1  = Q1 T1 T2

     其中，V1為滿足生產(chǎn)所需的存儲量（盤）；T1為卷煙生產(chǎn)時間（h/天）；T2為輔料存儲時間（天），一般為5~7天；Q1為卷煙生產(chǎn)車間每小時消耗輔料的托盤數(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算。

　　在規(guī)劃設(shè)計輔料自動化立體庫時，立體庫的貨位數(shù)即存儲量為：

　　V=V1+V0

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

　　2．混合庫的自動化立體庫存儲量設(shè)計

　　混合庫具有一級庫和平衡庫的功能，一級庫的主要功能是輔料采購緩存和入廠質(zhì)量檢驗。因此，混合庫的存儲量需在平衡庫的基礎(chǔ)上增加輔料采購周期的緩存量和入廠質(zhì)量檢驗時間的緩存量。

　　輔料采購、質(zhì)量檢驗產(chǎn)生的存儲量為：

　　V2  = Q2 T1 T3

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

　　在規(guī)劃設(shè)計輔料自動化立體庫時，混合庫的貨位數(shù)即存儲量為：

　　V = V1+V2+V0

　　應(yīng)用實例

     某卷煙廠有卷包生產(chǎn)機(jī)組16臺（額定生產(chǎn)能力8000支/min），裝封箱機(jī)組5臺，成型機(jī)組6臺，規(guī)劃使用輔料平衡庫。設(shè)計的輔料配盤見表1，根據(jù)上述公式計算出卷煙生產(chǎn)車間每小時消耗輔料15.8盤，存儲量要求為1580~2212盤，根據(jù)聯(lián)合工房庫房空間，最終設(shè)計存儲貨位1672個，存儲卷煙生產(chǎn)5.3天的輔料需求量。該自動化立體庫經(jīng)過一年多的使用，運行穩(wěn)定可靠，正常生產(chǎn)時，立體庫有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，裝封箱機(jī)組7臺，成型機(jī)組12臺，規(guī)劃使用輔料混合庫。輔料實托盤的最大尺寸為1350×1140×1205mm；根據(jù)上述公式計算出卷煙生產(chǎn)車間每小時消耗輔料35.6盤，卷煙生產(chǎn)機(jī)組要求存儲量為3560~4984盤，采購、質(zhì)量檢驗要求存儲量為2900~3800托盤，根據(jù)聯(lián)合工房庫房空間，最終設(shè)計6900個存儲貨位。該自動化立體庫經(jīng)過4年多的使用，運行穩(wěn)定可靠，正常生產(chǎn)時，立體庫有11%的空閑貨位，滿足了該卷煙廠的生產(chǎn)需求。