在卷煙生產行業，輔料自動化物流系統已得到廣泛應用。輔料自動化立體庫（簡稱輔料庫）是輔料自動化物流系統的核心組成部分，負責存儲輔料和立體庫內輔料自動存取，主要由堆垛機和貨架組成。輔料庫的存儲量是輔料自動化物流系統的基本要素。本文基于卷煙生產對輔料庫的存儲量要求，對輔料庫存儲量設計進行探討，為輔料自動化立體庫規劃設計提供參考。

　　輔料配盤設計

　　輔料自動化物流系統是卷煙生產的輔料準備中心，為卷煙生產自動供應生產輔料。因此，輔料庫的存儲量必須滿足卷煙生產需求，存儲量要求根據卷煙生產機組的輔料消耗量進行計算。
　　1．輔料配盤設計

　　在自動化物流系統中，輔料堆碼在托盤上進行輸送、存儲，輔料庫的存儲量也就是存儲輔料托盤的數量。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和生產車間的整潔等要求，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，并且常常將生產機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。根據生產工藝，超高速生產機組輔料托盤一般為單一輔料托盤，普通生產機組一般為配盤輔料托盤。輔料配盤設計時，一般將卷接機組使用的盤紙、水松紙搭配為一個托盤；包裝機組使用的小盒（或商標）、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；裝封箱機組的紙箱單獨為一個托盤；嘴棒成型機組的絲束、成型盤紙各單獨為一個托盤。

　　輔料配盤設計時，根據輔料消耗量，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、堆垛機的承載和經濟性，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．應用實例

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

　　設定生產機組消耗的輔料按單位時間消耗的托盤數量進行計算，配盤輔料托盤按托盤上消耗時間最短的輔料進行計算。一臺生產機組每小時消耗輔料的托盤數量為：
   
　　其中，Qj為第j臺生產機組每小時消耗輔料的托盤數量（盤/h）；qi為第j臺生產機組第i個輔料托盤上消耗時間最短的輔料數量（包、卷或者件等，單位按包裝形式確定）；i 為第j臺生產機組第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為生產機組的有效生產能力（箱/h）。

     由上式可得出卷煙生產車間每小時消耗輔料的托盤數量為：   
                                                
　　輔料庫存儲量設計

　　卷煙廠的輔料庫設置一般有兩種模式。

　　第一種模式是設一級庫和二級庫（又稱平衡庫），一級庫為平庫，平衡庫為自動化立體庫。采購的輔料運輸到卷煙廠，先存儲到一級庫，根據生產計劃，在生產前幾天，輔料由一級庫送到平衡庫，進行拆包裝、組盤等，然后存儲到立體庫，在生產時，立體庫自動向生產車間配送輔料。第二種模式是只設自動化立體庫，沒有一級庫（平庫），因此又稱混合庫。采購的輔料運輸到卷煙廠后，如輔料幾天后就進行生產，且其他配盤輔料已到齊，則進行拆包裝、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，根據生產計劃，輔料生產前再出庫進行拆包裝、配盤，然后存儲到立體庫，生產時，立體庫自動向生產車間配送。

　　1．平衡庫的自動化立體庫存儲量設計

　　卷煙輔料自動化立體庫的存儲量要求是滿足卷煙生產車間輔料供應。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車間使用，會產生褶皺，影響產品質量，導致廢品增加，使生產能力降低，因此，自動化立體庫的主要功能之一是進行溫濕度平衡。輔料進行溫濕度平衡一般需1~3天，考慮到生產調度、柔性生產等因素，自動化立體庫的存儲量設計一般滿足5~7天的生產量。

　　因此，滿足生產所需的存儲量為：

　　V1  = Q1 T1 T2

     其中，V1為滿足生產所需的存儲量（盤）；T1為卷煙生產時間（h/天）；T2為輔料存儲時間（天），一般為5~7天；Q1為卷煙生產車間每小時消耗輔料的托盤數量（盤/h），需注意，輔料托盤上的輔料數量按供給生產機組的配盤輔料托盤計算。

　　在規劃設計輔料自動化立體庫時，立體庫的貨位數即存儲量為：

　　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、預留存儲量等。

　　2．混合庫的自動化立體庫存儲量設計

　　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量檢驗。因此，混合庫的存儲量需在平衡庫的基礎上增加輔料采購周期的緩存量和入廠質量檢驗時間的緩存量。

　　輔料采購、質量檢驗產生的存儲量為：

　　V2  = Q2 T1 T3

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

　　在規劃設計輔料自動化立體庫時，混合庫的貨位數即存儲量為：

　　V = V1+V2+V0

　　應用實例

     某卷煙廠有卷包生產機組16臺（額定生產能力8000支/min），裝封箱機組5臺，成型機組6臺，規劃使用輔料平衡庫。設計的輔料配盤見表1，根據上述公式計算出卷煙生產車間每小時消耗輔料15.8盤，存儲量要求為1580~2212盤，根據聯合工房庫房空間，最終設計存儲貨位1672個，存儲卷煙生產5.3天的輔料需求量。該自動化立體庫經過一年多的使用，運行穩定可靠，正常生產時，立體庫有8%的空閑貨位，滿足了該卷煙廠的生產需求。

　　另一卷煙廠有卷包生產機組31臺，裝封箱機組7臺，成型機組12臺，規劃使用輔料混合庫。輔料實托盤的最大尺寸為1350×1140×1205mm；根據上述公式計算出卷煙生產車間每小時消耗輔料35.6盤，卷煙生產機組要求存儲量為3560~4984盤，采購、質量檢驗要求存儲量為2900~3800托盤，根據聯合工房庫房空間，最終設計6900個存儲貨位。該自動化立體庫經過4年多的使用，運行穩定可靠，正常生產時，立體庫有11%的空閑貨位，滿足了該卷煙廠的生產需求。