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    基于線性規劃的片煙倉儲物流數字化拆拼包應用研究

      信息來源:   發布時間:2021-07-29  點擊數:

    現代物流技術的應用使煙草企業拋棄傳統的 手工加機械的作業方式,全面改善了煙草行業的管 理和效率,降低了成本,具有十分廣闊的應用前景1 當前片煙物流中,每一包煙箱都會貼著具有行業唯 一身份標識的RFID標簽m, RFID標簽是片煙的“身 份證”,包含了物料代碼、等級、凈重、加工方式、種 植方式、產地、生產年份及日期、理化指標等信息。

    RFID標簽具有多標簽識讀、非可視識讀、識讀距離 長等特點,方便物流出入的標簽數據讀取3~4。通 RFIDGPS/GIS/GPRS等技術日為依托的電子標 簽和打掃碼等手段,可以對片煙的入庫、存放、出 庫、移庫、盤點、查詢等環節進行標記、識別、追蹤與 監管,進而實現片煙全生命周期的物流跟蹤和質量 追溯6

    然而,片煙物流要料需按配方單按批次進行出 ,當某一物料要料不足標準值200kg),需對煙 包進行拆拼包操作,根據配方和要料批數在備料工 段進行拆拼包,并打印出自定義的標簽貼于拆包后 的煙箱上。拆拼包改變了一箱一碼制,導致不能正 常使用打掃碼,難以實現片煙物流的追溯和全生命 周期的實時監控7。另外根據業務需求,一箱煙不 止會遇到一次拆包,還有進行兩次、三次等多種拆 包。拆煙包的次數不同和拆包重量不同,導致拆包 情況多樣化,目前煙草行業主要依賴人工進行拆拼 包操作規劃,缺乏周密考慮,導致拆拼包效率低下, 無法找出最優拆包方案,造成倉庫尾料剩余多及原 料的浪費8。針對上述問題,本文對片煙倉儲物流 的拆拼包方案進行了設計,同時將線性規劃算法引 入到片煙的拆拼包操作中,實現了有效的拆包規劃 求解方案,提高了煙葉原料的利用率。

    數據化拆拼包方案設計

    拆拼包操作流程

    在配方庫要料出庫作業過程中,對于拆拼包情 況需用 PDA 對原煙箱進行掃碼拆包,并上傳到后 臺系統,實現片煙倉儲管理數據化和片煙物流追溯 過程中的實時監控;通過藍牙和PDA進行連接和 數據交互,獲取新的拆拼包打印信息,在拆包片煙 現場進行打碼貼標,并與原標簽關聯,滿足拆包片 煙的跟蹤和管理。圖1為拆拼包作業流程圖。


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    拆拼包標簽定義

    2.2.1 拆拼包電子標簽編碼規則

    每箱片煙都貼有封裝了物料、生產、質量信息 RFID標簽,編碼規則采取32位編碼(見圖2),32 位編碼主要包含了應用標識、復烤企業代碼、產地 班次、委托企業代碼、生產日期、箱號等信息,可以 實現片煙物流的信息化追溯管理9。拆包處理時 需生成新條碼,本文在原編碼后增加兩位拆包標識 位,如 0102,用于企業內部溝通和管理10。拆包 編碼規則如圖 2 所示。

    倉庫現場進行拆包后,如果在備料處需要再次 按批數進行二次拆包時,需按原標簽進行子標簽的 生成,如果原標簽為XXXX, —次拆包后為 XXXX01,二次拆包時為 XXXX01XXXX02, XXXX01 標簽重量發生改變,需重新打印進行貼 標,即無論怎么復雜的拆包要求,都必須拆一包對 應一個新標簽,貼在新的煙箱上,從而給新煙包一 個新的身份標識,滿足拆包片煙的跟蹤和管理。

    拼包多標簽處理

    拆包處理時每個煙包都必須有新標簽,在拼包 過程中,參與拼包的煙箱統一把新標簽貼在拼包后 的煙箱上,進行掃碼識別時需要兩個標簽同時掃 到,系統將自動累加兩個標簽重量之和。本文考慮 PDA上進行標簽的關聯,后一箱拆包信息生成 后需關聯前一包的拆包信息,由PDA產生新的拆 拼包信息,并及時將拆拼包信息反饋到系統品臺 實現實物追溯、片煙倉儲管理數據化、片煙物流全 生命周期的實時監控。

    2.3 基于線性規劃的拆拼包優化設計

    庫存煙包的標準值為200kg,配方原料要料出 庫時需按技術中心下發的配方單按批次進行出庫 如原料倉儲科備料工段要供料1200kg,分10批出 庫,此時需要在備料工段將6箱煙拆成10箱;此 外,當其它片煙原料要料不足標準值200kg), 也需對煙包進行拆拼包操作。針對不同的供料要 求,本文采用線性規劃方法實現了倉儲庫存原料 的優化

    2.3.1 線性規劃算法

    線性規劃是統籌學中研究早、發展快、應用廣 泛、方法較成熟的一個重要分支,是輔助人們進行 科學管理的一種數學計算方法,一般通過分析數據 來建立線性規劃模型,以此求解有限資源的最優化 問題。即在一組線性約束條件的限制下,求一線性 目標函數極值的問題11。線性規劃有很多典型的 應用,如原料配料優化、產品下料、運輸問題、用工 安排等1

    4的圖形為n維空間Rn中的一個凸邊形, 3R"中的線性函數,其解集為凸邊形的一段 16

    2.3.2 拆拼包數學模型的建立 拆拼包數學模型包括目標函數和約束條件,本 文以各要料需求所拆標準煙包數量最少為目標進 行拆包優化方案的求解。例如某倉儲物料在不同 生產線有如下業務需求(表 1),因要料單包重量不 足標準值200kg,需建立拆拼包問題的數學模型,從 而找出最佳拆包方案,使庫存的尾料最小化。

    設有n種要料需求,定義各要料需求所需的標 準煙包拆包數量為x,. i  1,2,n),以庫存標準

    模型約束條件中,式6限定第i次煙葉要料數 量不超過庫存量;式(7)保證總的煙葉要料數量不 超過庫存煙葉數量;式8)是將標準煙包拆出第i 要料的單位樣包重量之后,把剩下的煙包通過不同 組合得出該物料所需的單位樣包重量,以達到使用 最少的標準煙包得到最優的拆拼包組合;式(9)限 定各物料剩余包與拆包數量一致。

    2.3.3 模型求解與應用

    模型的求解利用LINGO實現,單位煙包的要 料重量和數量作為已知條件使用。表2為利用該 模型對表1所列的4種物料需求的最優拆包和拼包 組合方案, y1,y2,y3,y4 分別為4種物料需求一次拆 包后剩余包重新拼包成不同要料i的煙包數量。

    通過建立上述煙葉原料庫存拼拆包優化模型, 可精確快速地給出庫存原料的最優化拆拼包方案 和配置優化,較傳統人工規劃方式工作效率顯著提 高。使用該方法可使庫存原料的利用率達到98% 極大地減少了庫存尾料的剩余和原料的浪費。該 方法結果可靠,有較強的實用性,實際應用中可以 根據庫存現狀等具體情況加入其它限定條件,滿足 不同業務需求。

    結語

    本文將電子標簽編碼規則和拆拼包作業方法 結合,通過藍牙和PDA進行連接和數據交互,實現 了片煙全生命周期的信息采集、質量追溯和精細化 管理。利用線性規劃方法的片煙倉儲供料拆拼包 作業方法實現了倉儲煙包的最優化求解方案以及 倉庫管理的數字化和智能化,該方法能有效控制成 本,提高原料的使用率,為企業煙葉結構調整與優 化提供及時準確的數據支撐,進而為計劃管理者提 供決策支持和指導。

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