在卷烟生产行业，辅料自动化物流系统已得到广泛应用。辅料自动化立体库（简称辅料库）是辅料自动化物流系统的核心组成部分，负责存储辅料和立体库内辅料自动存取，主要由堆垛机和货架组成。辅料库的存储量是辅料自动化物流系统的基本要素。本文基于卷烟生产对辅料库的存储量要求，对辅料库存储量设计进行探讨，为辅料自动化立体库规划设计提供参考。

　　辅料配盘设计

　　辅料自动化物流系统是卷烟生产的辅料准备中心，为卷烟生产自动供应生产辅料。因此，辅料库的存储量必须满足卷烟生产需求，存储量要求根据卷烟生产机组的辅料消耗量进行计算。
　　1．辅料配盘设计

　　在自动化物流系统中，辅料堆码在托盘上进行输送、存储，辅料库的存储量也就是存储辅料托盘的数量。因此，要计算辅料库的存储量，首先需确定托盘上堆码辅料的品种、数量。辅料托盘分为单一辅料托盘（一个托盘上码放一种辅料）和配盘辅料托盘（一个托盘上码放多种辅料）两种。为了满足柔性化生产和生产车间的整洁等要求，一般情况下，消耗量大的采用单一辅料托盘，消耗量小的辅料采用配盘辅料托盘，并且常常将生产机组使用位置较近的辅料码放在一个托盘作为配盘辅料托盘。根据生产工艺，超高速生产机组辅料托盘一般为单一辅料托盘，普通生产机组一般为配盘辅料托盘。辅料配盘设计时，一般将卷接机组使用的盘纸、水松纸搭配为一个托盘；包装机组使用的小盒（或商标）、条盒搭配为一个托盘，卡纸（或口花）、铝纸、小包玻璃纸、条包玻璃纸、金拉线搭配为一个托盘；装封箱机组的纸箱单独为一个托盘；嘴棒成型机组的丝束、成型盘纸各单独为一个托盘。

　　辅料配盘设计时，根据辅料消耗量，确定辅料搭配比例，一个托盘上的各种辅料尽可能在相同、相近时间用完。辅料托盘（特别是纸箱托盘）在存储、搬运过程容易散垛，因此，辅料托盘不宜太高。考虑到货架、堆垛机的承载和经济性，辅料实托盘也不宜太重。因此，辅料配盘时，需确定辅料的搭配比例和辅料托盘的最大外形尺寸、重量。


　　2．应用实例

　　某卷烟厂卷包机组的额定生产能力为8000支/min，设定辅料托盘最大外形尺寸（长×宽×高）为1200mm×1000mm×1200mm，最大重量为600kg。根据辅料的外形尺寸和重量、辅料耗量等约束条件设计辅料配盘，如表1所示。
　　辅料消耗要求

　　设定生产机组消耗的辅料按单位时间消耗的托盘数量进行计算，配盘辅料托盘按托盘上消耗时间最短的辅料进行计算。一台生产机组每小时消耗辅料的托盘数量为：
   
　　其中，Qj为第j台生产机组每小时消耗辅料的托盘数量（盘/h）；qi为第j台生产机组第i个辅料托盘上消耗时间最短的辅料数量（包、卷或者件等，单位按包装形式确定）；i 为第j台生产机组第i个辅料托盘上消耗时间最短辅料的辅料耗用量（包、卷、件/箱）；Gi为生产机组的有效生产能力（箱/h）。

     由上式可得出卷烟生产车间每小时消耗辅料的托盘数量为：   
                                                
　　辅料库存储量设计

　　卷烟厂的辅料库设置一般有两种模式。

　　第一种模式是设一级库和二级库（又称平衡库），一级库为平库，平衡库为自动化立体库。采购的辅料运输到卷烟厂，先存储到一级库，根据生产计划，在生产前几天，辅料由一级库送到平衡库，进行拆包装、组盘等，然后存储到立体库，在生产时，立体库自动向生产车间配送辅料。第二种模式是只设自动化立体库，没有一级库（平库），因此又称混合库。采购的辅料运输到卷烟厂后，如辅料几天后就进行生产，且其他配盘辅料已到齐，则进行拆包装、配盘后存储到立体库；否则先按单一辅料托盘组盘存储到自动化立体库，根据生产计划，辅料生产前再出库进行拆包装、配盘，然后存储到立体库，生产时，立体库自动向生产车间配送。

　　1．平衡库的自动化立体库存储量设计

　　卷烟辅料自动化立体库的存储量要求是满足卷烟生产车间辅料供应。由于卷烟生车间与室外的温度、湿度存在差异，特别是夏天、冬天差别较大，辅料由室外直接送到生产车间使用，会产生褶皱，影响产品质量，导致废品增加，使生产能力降低，因此，自动化立体库的主要功能之一是进行温湿度平衡。辅料进行温湿度平衡一般需1~3天，考虑到生产调度、柔性生产等因素，自动化立体库的存储量设计一般满足5~7天的生产量。

　　因此，满足生产所需的存储量为：

　　V1  = Q1 T1 T2

     其中，V1为满足生产所需的存储量（盘）；T1为卷烟生产时间（h/天）；T2为辅料存储时间（天），一般为5~7天；Q1为卷烟生产车间每小时消耗辅料的托盘数量（盘/h），需注意，辅料托盘上的辅料数量按供给生产机组的配盘辅料托盘计算。

　　在规划设计辅料自动化立体库时，立体库的货位数即存储量为：

　　V=V1+V0

　　其中，V为自动化立体库的存储量（盘）；V0为其他存储量（盘），如空托盘存储量、预留存储量等。

　　2．混合库的自动化立体库存储量设计

　　混合库具有一级库和平衡库的功能，一级库的主要功能是辅料采购缓存和入厂质量检验。因此，混合库的存储量需在平衡库的基础上增加辅料采购周期的缓存量和入厂质量检验时间的缓存量。

　　辅料采购、质量检验产生的存储量为：

　　V2  = Q2 T1 T3

　　其中，V2为辅料采购、质量检验产生的存储量（盘）；T1为卷烟生产时间（h/天）；T3为辅料采购周期的缓存时间和入厂质量检验时间（天），根据辅料供应商的交货周期、质量检验等确定；Q2为卷烟生产车间每小时消耗辅料的托盘数量（盘/h）。由于采购、质量检验辅料进行缓存时，辅料一般是按单一辅料托盘进行存储，因此，辅料托盘上的辅料数量按单一辅料托盘计算。

　　在规划设计辅料自动化立体库时，混合库的货位数即存储量为：

　　V = V1+V2+V0

　　应用实例

     某卷烟厂有卷包生产机组16台（额定生产能力8000支/min），装封箱机组5台，成型机组6台，规划使用辅料平衡库。设计的辅料配盘见表1，根据上述公式计算出卷烟生产车间每小时消耗辅料15.8盘，存储量要求为1580~2212盘，根据联合工房库房空间，最终设计存储货位1672个，存储卷烟生产5.3天的辅料需求量。该自动化立体库经过一年多的使用，运行稳定可靠，正常生产时，立体库有8%的空闲货位，满足了该卷烟厂的生产需求。

　　另一卷烟厂有卷包生产机组31台，装封箱机组7台，成型机组12台，规划使用辅料混合库。辅料实托盘的最大尺寸为1350×1140×1205mm；根据上述公式计算出卷烟生产车间每小时消耗辅料35.6盘，卷烟生产机组要求存储量为3560~4984盘，采购、质量检验要求存储量为2900~3800托盘，根据联合工房库房空间，最终设计6900个存储货位。该自动化立体库经过4年多的使用，运行稳定可靠，正常生产时，立体库有11%的空闲货位，满足了该卷烟厂的生产需求。