提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

提高常规烟开箱成功率

单位名称：吉林省烟草公司通化市公司

小组名称： 飞跃 QC 小组

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

目录

前 言.............................................................................................- 1 - 名词解释.............................................................................................- 2 - 一、小组概况......................................................................................- 3 - 二、 选题理由....................................................................................- 4 - 三、活动计划......................................................................................- 5 - 四、现状调查......................................................................................- 6 - 五、设定目标....................................................................................- 12 - 六、原因分析....................................................................................- 14 - 七、要因确认....................................................................................- 15 - 八、对策制定....................................................................................- 22 - 九、 对策实施..................................................................................- 27 - 十、效果检查....................................................................................- 31 - 十一、巩固措施................................................................................- 36 - 十二、总结和下一步打算................................................................. - 38 -

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前 言

近年来，烟草行业高质量发展不断深入，烟草企业物流

对智慧物流建设的需求日益凸显，迫切需要提高智能化对物

流作业、物流管理的支撑作用。通化市局（公司）物流配送

中心以提高常规卷烟分拣效率为切入点，努力探索、推进信

息技术在分拣环节的智能化应用，积极组建飞跃 QC 课题小组，

围绕现有常规烟开箱成功率不高这一现场问题，选定课题《提

高常规烟开箱成功率》进行攻关，旨在通过对现有划箱机进

行改造以解决通白区域物流整合后常规烟分拣作业量大幅提

升与常规烟开箱效率不高之间的矛盾。

小组分析了人员、机器、环境等 6 项末端因素，确定了

回收利用的二次烟箱形状不规则、光电测距不准、划箱机刀

头设计有缺陷、回收利用的二次烟箱接口处两层胶带 4 个要

因， 确定了安装电子辅助划箱机的总体对策，细化了 2 条具

体步骤，即安装超声波距离传感器和被动刀头。对策实施后，

按照活动目标开展效果检查，期间常规烟开箱成功率提升到

98.2%，有效满足了常规卷烟分拣任务需求。

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名词解释

序日 名词 释义

1 划箱机 一种卷烟商业企业常规烟箱(件烟)封口胶带自动划开机构。

2 超声波传感器

利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率

高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生

的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、

能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透

本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的

深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成回波，碰

到活动物体能产生多普勒效应。

3 PLC

可编程控制器（Programmable logic Controller）,是指以计算

机技术为基础的新型工业控制装置。PLC 是一种专门为在工业

环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编

制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、

计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟

式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其

有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，

易于扩展其功能的原则而设计。

4 PLC 一体机 PLC+触摸屏。

5 开箱率 开箱率=开箱成功数/总开箱数*100%

6 告警

系统发生故障时，监控单元将视故障情况给出告警信日，所有

故障均有声光告警及文字提示。告警时，监控单元上的红色告

警灯亮，蜂鸣器发出告警声，并向远端监控中心发出告警信息。

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一、小组概况

表 1: 小组概况

小组名称 飞跃 QC 小组

课题名称 提高常规烟开箱成功率

课题登记日

THYC-QC-XZ-2021-1

活动日期

2020 年 2 月～2021 年 2 月

课题类型 现场型

活动理念 攻坚克难， 物畅其流

技术指导 王宏达、付文硕

小 组 成 员 列 表

序日 姓名 性别 学历 岗位 组内职务 组内分工

1 李 娜 女 本科 副经理 组长 方案策划 组织实施

2 王宏达 男 本科 主任 副组长 协调设计 实地检验

3 付文硕 男 本科 保管员 组员 技术攻关 现场实验

4 汉军杭 女 本科 分拣员 组员 数据整理 原因分析

5 周美辰 女 研究生 送货员 组员 现状调查 归纳汇总

小组简介：飞跃小组成立于 2019 年 6 月，组员由理论知识雄厚的专业人员和经验丰富

的技术骨干组成，飞跃的寓意指物流人既有乘势而上的定力底气，也有探索精益的决

心信心，在精益改善路上攻坚克难，不断创新，实现新飞跃。 制表人：周美辰 时间：2020 年 2 月

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二、选题理由

表 2:

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三、活动计划

表 3 : 活动计划表

活动

阶段

内容/时间

2020 年 2021 年

2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月

P

选题理由

现状调查

目标设定

原因分析

要因确认

制定对策

D 对策实施

C 效果检查

A

巩固措施

总结和下一

步打算

制表人：汉军杭 制表时间：2020 年 2 月

备注 计划： 实施：

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四、现状调查

为找到常规卷烟开箱率低的原因，飞跃 QC 小组对物流配送

中心常规烟分拣线开箱情况进行了一系列调查。

调查一：常规烟分拣线开箱率

为获取测算常规烟分拣线开箱率的基础数据，小组成员对

2019 年各月常规烟分拣量进行了统计：

表 4:

2019 年常规卷烟分拣量统计表

月份

一季度

全年合计 平均值

1 月份 2 月份 3 月份

常规卷烟分拣数量（件） 30427 20649 24621

259797 21650

月份

二季度

4 月份 5 月份 6 月份

常规卷烟分拣数量（件） 21680 19747 20280

月份

三季度

7 月份 8 月份 9 月份

常规卷烟分拣数量（件） 24139 22366 20883

月份

四季度

10 月份 11 月份 12 月份

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常规卷烟分拣数量（件） 17366 22762 14877

制表人：周美辰 时间：2020 年 3 月

经统计发现，2019 年 4 月常规卷烟分拣量接近于全年分拣

均值，所以本课题以 2019 年 4 月常规卷烟分拣量（总开箱数）、

4 月开箱成功数为数据样本来测算常规烟开箱率。

小组成员对 4 月 1 日-30 日的常规卷烟分拣数量和开箱成功

数量进行了统计：

表 5:

2019 年 4 月常规烟分拣线开箱情况统计表

第一周

日期 1 日 2 日 3 日 4 日 5 日 小计

常规卷烟分拣数量（件） 365 319 385 1199 1268 1069

开箱成功数量（件） 230 220 280 783 911 730

开箱率 63.01% 68.97% 72.73% 65.30% 71.85% 68.29%

告警数（次） 135 99 105 416 357 339

第二周

日期 8 日 9 日 10 日 11 日 12 日 小计

常规卷烟分拣数量（件） 1173 1087 1173 1259 1339 5900

开箱成功数量（件） 912 671 769 755 854 4046

开箱率 77.75% 61.73% 65.56% 59.97% 63.78% 68.58%

告警数（次） 261 416 404 504 485 2070

第三周

日期 15 日 16 日 17 日 18 日 19 日 小计

常规卷烟分拣数量（件） 1383 1138 1277 1034 1046 6396

开箱成功数量（件） 933 726 881 766 764 4149

开箱率 67.46% 63.80% 68.99% 74.08% 73.04% 64.87%

告警数（次） 450 412 396 268 282 2247

第四周

日期 23 日 24 日 25 日 26 日 27 日 小计

常规卷烟分拣数量（件） 1061 909 994 809 867 5044

开箱成功数量（件） 690 630 633 613 698 3483

开箱率 65.03% 69.31% 63.68% 75.77% 80.51% 69.05%

告警数（次） 371 279 361 196 169 1561

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第五周

日期 29 日 30 日 合计

常规卷烟分拣数量（件） 868 727 3271

开箱成功数量（件） 680 495 2486

开箱率 78.34% 68.09% 76.00%

告警数（次） 188 232 785

4 月常规卷烟分拣数量合计（件） 21680

4 月开箱成功数量合计（件） 14894

开箱率

68.70%

告警数合计（次） 6786

制表人：周美辰 时间：2020 年 3 月

经统计，4 月常规卷烟分拣数量（总开箱数）总计 216820

件，开箱成功数量总计 14894 件，开箱率为 14894/216820≈

68.70%，即现阶段常规烟开箱率平均约 68.70%，而厂家提供空烟

箱的开箱率为 98%，所以现行常规烟开箱率明显低于标准水平。

根据普天物流技术有限公司提供的数据，结合实际测量后得

知解除各类告警的时间约为 1 分钟。按照 2019 年 4 月常规烟分

拣任务量 21680 件，告警数 6786 次计算，单个分拣员当月进

行解除告警时间约为 6786 分钟(包括解除告警步行时间)，理论

上占 4 月工作时间（工作日 22 天，每天 8 小时）的 64.26%。

计算过程：“6786/（22 天*8h*60min）*100%”。

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图 1 分拣员工作时间分布图

制图人：周美辰 时间：2020 年 3 月

调查二：常规烟开箱作业流程

为明确影响常规烟开箱成功率的关键因素，小组成员到联合

工房分拣区现场观察了常规卷烟件烟补货线的开箱作业流程，其

俯视图如下：

图 2 常规烟分拣线开箱作业流程俯视图

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（备注：1:扫码器；2:划箱机；3:下耳开箱机构；4:上耳开箱机构；5:侧耳

开箱机构；6:推烟机构）

为了找到开箱流程在哪个环节易发生告警，小组成员做了如

下统计：

表 6:

2019 年 4 月常规烟分拣线开箱环节告警情况统计表

开箱机构告警没位置 告警次数 累计告警次数 百分比 累计百分比

上耳开箱机构 4546 4546 66.99% 66.99%

下耳开箱机构 1451 5997 21.38% 88.37%

侧耳开箱机构 329 6326 4.85% 93.22%

划箱机 255 6581 3.76% 96.98%

推烟机构 130 6711 1.92% 98.89%

扫码器 75 6786 1.11% 100.00%

合计 6786 100.00%

制表人：周美辰 时间：2020 年 3 月

从表上数据可知，常规烟开箱环节告警主要集中于上、下耳

开箱机构：上耳开箱机构告警 4546 次，下耳开箱机构告警 1451

次，共告警 5997 次，合计占比 88.37%。绘制成排列图如下：

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图 3 2019 年 4 月常规烟分拣线开箱环节告警情况排列图（帕累托图）

制图人：周美辰 时间：2020 年 3 月

由于常规烟开箱环节告警主要发生于上、下耳开箱机构，所

以接下来，小组成员聚焦寻找上、下耳告警原因，经现场观察、

实地记录后统计出以下数据：

表 7:

上、下耳告警原因统计表

告警原因 次数（次） 占比

划箱机未划开烟箱 5237 87.33%

光点开关未识别遮挡物 554 9.24%

上耳、下耳开箱机构吸盘老化 133 2.22%

真空电磁阀堵塞无法吸附烟箱上耳、下耳 73 1.22%

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- 12 -

合计 5997

制表人：周美辰 时间：2020 年 3 月

图 4 上、下耳告警原因分布饼形图

制图人：周美辰 时间：2020 年 3 月

结合统计数据可看出：在上、下耳机构告警原因中，划箱机未

能将烟箱封口胶带划开是引起上、下耳机构告警的主要原因，共

告警 5237 次，占比 87.33%（5237/5997）。

五、设定目标

经过讨论，小组一致认为现阶段划箱机划箱成功率不高，严

重影响卷烟分拣效率。所以，结合生产设备的实际情况及划箱机

指导手册将常规烟的开箱成功率设定为：由活动前的 68.70%提

升至活动后的 98%。

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图 5 常规烟开箱成功率

制图人：汉军杭 时间：2020 年 4 月

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六、原因分析

小组成员利用“头脑风暴法”对划箱机划箱成功率低的原因进

行分析，并绘制了因果图,见下图 11。

图 6 划箱机划箱成功率低因果图

制图人：周美辰 制图时间：2020 年 5 月

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七、要因确认

通过因果图分析共分析出 6 个末端因素，为进一步确认主要

原因，小组制定了《要因确认计划表》，见下表。

表 8 要因确认计划表

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

1

人员未经过严

格培训

人员是否经过

培训

人员培训率

100%；操作准

确率 100%

付文硕 1.现场调查 5 月 31 日前

2

回收利用的二

次烟箱形状不

规则

回收利用的二

次烟箱形状与

普天提供数据

对比

与普天提供

数据对比相

差率是否大

于 1%

汉军杭 1.现场调查 5 月 31 日前

3

回收利用的二

次烟箱接口处

两层胶带

回收利用的两

层胶带划箱机

是否能一次划

开

划箱成功率

大于 98%

王宏达

1.现场调查

2.试验

5 月 31 日前

4 光电测距不准

光电测距是否

准确

导致光电测

距不准原因

付文硕 1.现场调查 5 月 31 日前

5

划箱机刀头设

计有缺陷

刀头处的弹簧

是否能带动划

箱机刀头

划箱成功率

大于 98%

王宏达

现场调查

对比试验

5 月 31 日前

6

没有标准化文

件

是否有标准化

文件

有标准化文

件

汉军杭 1.现场调查 5 月 31 日前

制表人：汉军杭 制表时间：2020 年 5 月

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小组针对 6 个末端因素逐一进行要因确认，见下表。

表 8－1 要因确认表（末端因素 1）

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

1 人员未经过

严格培训

人员是否经过

培训

人员培训率 100%；操作准

确率 100%

付文硕 1.现场

调查

5 月 31

日前

为确认未经过培训是否为开箱机构上下耳未打开告警的要因，小组成员对分拣人员

培训内容进行了查阅，现场抽查了 6 名常规烟分检人员，结果为分拣人员作业操作准确

率 100%。分拣员 分拣操作流程 解告警流程 准确率

1 √ √ 100%

2 √ √ 100%

3 √ √ 100%

4 √ √ 100%

5 √ √ 100%

6 √ √ 100%

结论

经实际考核、查阅培训记录，分拣人员上岗有岗前

培训，确定分拣人员培训不到位为非要因。

结果 非要因

制表人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

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表 8－2 要因确认表（末端因素 2）

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

1

2

回收利用的二次

烟箱形状不规则

回收利用的二次烟箱

形状与普天提供数据

对比

与普天提供数据对

比相差率是否大于

1%

汉军杭 1.现场调

查

5 月 31 日

前

为确认回收利用的二次烟箱形状不规则是否为开箱机构上下耳未打开告警的要因，小组成

员了解了开箱机工作原理，根据系统中普天提供的数据判断烟箱中心点，以中心点作为刀片划

开点，进行开箱操作，结构存在偏差，导致划箱未成功，出现上耳和下耳告警。

结论

经实际测量，回收利用二次烟箱数据与普天提供数存

在较大偏差，划箱机刀片工作位置有偏差，导致开箱

机构上下耳未打开告警。

结果 要因

制表人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

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表 8－3 要因确认表（末端因素 3）

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

1

3

回收利用的二次

烟箱接口处两层

胶带

回收利用的两层胶带

划箱机是否能一次划

开

划箱成功率大于

98%

王宏达 1.现场调查

2.试验

5 月 31 日

前

为确认回收利用的回收利用的二次烟箱接口处两层胶带是否为常规烟开箱率成功率低的要

因，小组成员对回收利用的烟箱划箱机划箱成功率进行了统计，测算一次性划箱成功率。

结论

经实际测量和观测，回收利用二次烟箱接口处的

双层胶带导致二次回收利用的烟箱一次划箱成功

远远低于 98%，需要分拣员进行手工划箱，降低

分拣效率的同时，导致开箱机构上下耳未打开告

警。

结果 要因

制表人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 19 -

表 8－4 要因确认表（末端因素 4）

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

4

4 光电测距不准 光电测距是否不准

导致光电测距不准

原因

付文硕 1.现场调查

5 月 31 日

前

通过小组成员进行现场观察分析光电测距不准的原因，分析其是否为开箱机构上下耳未打

开告警的要因。

结论

经过现场观察，光电测距不准的原因中，测量标准

参照的为长白山烟箱与现在多样化的烟箱规格之

间有偏差，是影响开箱机构上下耳未打开告警的重

结果 要因

光电测距

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- 20 -

要原因。 制表人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

表 8－5 要因确认表（末端因素 5）

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

5 划箱机刀头设计

有缺陷

刀头处的弹簧是否能

带动划箱机刀头

是否导致划箱机告

警和卷烟破损

王宏达 现场调查

试验

5 月 31 日

前

小组成员对划相机刀头部分进行结构分解，发现其中的弹簧为影响划箱机开箱的重要因素，

对此，小组进行讨论研究、模拟实验后发现结果如下。 弹簧

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 21 -

结论

经过现场调查，划箱机刀头的设计不合理，弹簧的

松紧调试结果对划箱机划箱成功率影响很大，而弹

簧松紧很难进行人工调试，故而划线机刀头设计是

影响常规烟开箱成功率的关键因素。

结果 要因

制表人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

表 8－6 要因确认表（末端因素 6）

序日 末端因素 确认内容 确认标准 确认人 确认方法 确认时间

6 没有标准化文件 是否无标准化文件 有标准化文件 汉军杭 1.现场调查 5 月 31 日

前

小组成员查阅开箱机的使用手册发现了相关

制度。

结论

经过现场调查，物流配送中心有明确的《开箱机使

用手册》，对开箱机的使用管理有明确规定，并且

物流配送中心分拣人员在具体操作中能够严格遵

守此办法。

结果 非要因

制表人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 22 -

小组通过对以上 6 个末端因素进行要因确认后，最终确认影

响问题的 4 条主要原因：

常规烟开箱成

功率低

回收利用的二次烟箱

接口处由两层胶带

回收利用的二次

烟箱形状不规则

划箱机刀头设计由缺

陷

光电测距不准

图 7 开箱率成功率影响因素图

制图人：汉军杭 时间：2020 年 5 月

八、对策制定

QC 课题小组召开会议，针对设定的目标展开讨论，制定对策、

明确责任人和完成时限，见下表。

表 9

对策表

序日 要因 对策 目标 措施 地点 负责人 完成时间

1 回收利用的

二次烟箱形

安装一台电 常规烟开箱 1.安装固定装置 常规烟 王宏达 7 月 8 日

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 23 -

状不规则

子辅助划箱

机

成功率提升

至 98%

2.安装辅助划箱

刀架

分拣线 付文硕 前

2 回收利用的

二次烟箱形

状不规则

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 8 日

前

3 回收利用的

二次烟箱接

口处由两层

胶带

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 23

日前

4

回收利用的

二次烟箱接

口处由两层

胶带

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.安装固定装置

2.安装辅助划箱

刀架

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 23

日前

5

光电测距不

准

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.安装超声波距

离传感器

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 8 日

前

6

光电测距不

准

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.安装红外距离

传感器

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 8 日

前

7

划箱机刀头

设计有缺陷

安装一台电

子辅助划箱

常规烟开箱

成功率提升

1.选择直流电

2.设置接近开关

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 23

日前

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 24 -

制表人：汉军杭 时间：2020 年 6 月

在准备实施前，QC 课题小组对 4 个具体措施开展讨论和分析, 见 10、表 11。

表 10 对策综合评价表

序日 评价内容

评价值表示

● ◎ ○

1 有效性 能解决 90%问题 能解决 60%问题 能解决 10%问题

2 可实施性 本小组能自行实施 需少量部门协助

难度大，需多个部门协

助

3 经济性 无需资金 需小量资金 需大量资金

4 可靠性 确保能长期运行 确保能短期运行 无法确保能正常运行

5 时间性 短时间实施对策 长时间实施对策 无法实施对策

制表人：汉军杭 时间：2020 年 6 月

表 11 对策综合评价表

机 至 98%

8

划箱机刀头

设计有缺陷

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 23

日前

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 25 -

序

日

要因 对策 措施 评价 综合 选定

有效

性

可实施性 经济性 可靠性 时间性 得分 方案

1

回收利用

的二次烟

箱形状不

规则

安装一台

电子辅助

划箱机

1.安装固定装置

2.安装辅助划箱

刀架

● ◎ ● ◎ ◎ 19

2

回收利用

的二次烟

箱形状不

规则

安装一台

电子辅助

划箱机

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

● ● ◎ ● ● 23 ★

3

回收利用

的二次烟

箱接口处

由两层胶

带

安装一台

电子辅助

划箱机

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

● ● ◎ ● ● 23 ★

4

回收利用

的二次烟

箱接口处

由两层胶

带

安装一台

电子辅助

划箱机

1.安装固定装置

2.安装辅助划箱

刀架

● ◎ ● ◎ ◎ 19

5

光电测距

不准

安装一台

电子辅助

划箱机

1.安装超声波距

离传感器 ● ● ◎ ● ◎ 21 ★

6

光电测距

不准

安装一台

电子辅助

1.安装红外距离

传感器

● ● ◎ ◎ ◎ 19

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 26 -

制表人：汉军杭 时间：2020 年 6 月

划箱机

7

划箱机刀

头设计有

缺陷

安装一台

电子辅助

划箱机

1.选择直流电

2.设置接近开关 ● ◎ ● ◎ ◎ 19

8

划箱机刀

头设计有

缺陷

安装一台

电子辅助

划箱机

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

● ● ◎ ● ● 23 ★

注：●表示 5 分；◎表示 3 分；〇表示 1 分；

表 12 对策确定表

序日 要因 对策 目标 措施 地点 负责人 完成时间

2 回收利用的

二次烟箱形

状不规则

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 8 日

前

3

回收利用的

二次烟箱接

口处由两层

胶带

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 23

日前

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 27 -

制表人：汉军杭 时间：2020 年 6 月

措施 1、4、7 实施后，固定刀架只能对固定一类烟箱进行开

箱工作，而对其他规格的烟箱开箱的解决能力有限，开箱规格数

为 29%;措施 6 实施后，红外距离传感器精度低,只能在近距离测距, 方向性差。故综和考虑措施 2、3、5、8，进行合并处理后，针对

部分回收利用的二次烟箱形状不规则、光电测距不准，具体安装

超声波距离传感器，针对回收利用的二次烟箱接口处有双层胶

带、划箱机刀头设计有缺陷，具体安装被动刀头。

九、对策实施

提升电子辅助划箱机开箱率的关键是安装超声波距离传感

器和被动刀头，以下将针对这两个内容具体展开对策介绍。

对策实施一：安装超声波距离传感器。

使用了三个高精度超声波距离传感器，根据实际情况和超声

波距离传感器的特性，选定超声波距离传感器，感应与烟箱的距

5

光电测距不

准

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.安装超声波距

离传感器

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 8 日

前

8

划箱机刀头

设计有缺陷

安装一台电

子辅助划箱

机

常规烟开箱

成功率提升

至 98%

1.选择直流电

2.设置接近开关

3.安装被动刀头

常规烟

分拣线

王宏达

付文硕

7 月 23

日前

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 28 -

离。

图 8-1 现场实施图 图 8-2 现场实施图

实际执行时，考虑到烟箱运动的速度和执行部分运动的速

度，把检测部分放在执行部分的前 50cm 左右，给执行部分带动

刀头运动到指定位置留足够的时间。并且增加两个烟箱有无检测

装置，使用红外对射传感器当对射红外线被烟箱遮挡给 PLC 检测

到烟箱的信日。第一个有无红外对射装置放置在检测烟箱位置部

分，主要是给检测烟箱有无和本次烟箱是否完成检测，检测到有

烟箱开始检测相关距离数据，到本烟箱离开检测位置，给 PLC 信

日保存本次检测烟箱的相关数据。第二个烟箱有无检测红外对射

放在执行机构位置，主要检测烟箱是否检测完成，检测完成执行

下一个烟箱位置数据。三个超声波传感器分别安装在顶部，左侧

和把右侧，顶部超声波传感器检测烟箱的高度，确定刀头上下位

置。左侧的超声波传感器检测通过控制部分 PLC，进行计算确定

左侧刀头开箱的位置。右侧超声波传感器，和左侧一样通过计算

确定右侧刀头开箱的左右位置。

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 29 -

图 9-1 超声波距离传感器细节图

图 9-2 超声波光电电路图

对策实施二：安装被动刀头

经研究发现，刀头的设计是决定整个划箱机作业成功与否的

关键因素，能否开箱成功，刀头的选择至关重要。被动刀头的作

业原理是通过动力组件和传动结构对烟箱实现被动切割从而开

超声

波距

离传

感器

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 30 -

箱，被动划箱减少了纸箱飞沫残渣，单侧两个被动刀头双管齐下

可弥补单一主动刀头找不准划箱中心线的问题，两个稳定的刀头

使划箱机开箱率也跟随上升；再有，被动刀头所使用的刀片为普

通壁纸刀片，其市场价格为 0.28 元/片（15 节），而划箱机上

一个刀头只需要一片壁纸刀上的 5 节，即单个刀片成本大约为

0.06（元），每台划箱机设 4 个（双侧）被动刀头，总成本 0.24

（元）；由此可见，换成被动到头后，刀片成本节约效率大幅提

升。

图 10 被动刀头细节图

单侧前后两个被动刀片高精度定位烟箱中心线位置，弥补单

一刀片首次定位不精准的缺陷，增加刀片定位到中心线的概率，

提升开箱成功率，实现精准划箱。

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 31 -

十、效果检查

1.目标实现情况

在各项对策实施后，小组成员对开箱成功率进行了再次统计, 统计结果显示，在原有划箱机和新安装的电子辅助划箱机共同运

行下，开箱成功率达到了 98.2%，具体如下表：

表 13

2020 年 11 月份常规分拣线开箱情况统计表

第一周

日期 2 日 3 日 4 日 5 日 6 日 小计

常规卷烟分拣线分拣数

量（件）

1242 1227 1444 1160 1157 6230

开箱成功数量（件） 1219 1208 1418 1139 1136 6120

开箱率 98.15% 98.45% 98.20% 98.19% 98.18% 98.23%

告警数（次） 23 19 26 21 21 110

第二周

日期 9 日 7 日 8 日 9 日 10 日 小计

常规卷烟分拣线分拣数

量（件）

1127 1134 1206 1038 1189 5694

开箱成功数量（件） 1111 1113 1188 1016 1166 5594

开箱率 98.58% 98.15% 98.51% 97.88% 98.07% 98.24%

告警数（次） 16 21 18 22 23 2070

第三周

日期 16 日 14 日 15 日 16 日 17 日 小计

常规卷烟分拣线分拣数

量（件）

1060 1097 1163 1012 1065 5397

开箱成功数量（件） 1037 1079 1141 993 1046 5296

开箱率 97.83% 98.36% 98.11% 98.12% 98.22% 98.13%

告警数（次） 23 18 22 19 19 101

第四周

日期 23 日 21 日 22 日 23 日 24 日 小计

常规卷烟分拣线分拣数

量（件）

961 896 925 845 856 4483

开箱成功数量（件） 942 880 912 823 840 4397

开箱率 98.02% 98.21% 98.59% 97.40% 98.13% 98.08%

告警数（次） 19 16 13 22 16 86

第五周

日期 30 日 小计

常规卷烟分拣线分拣数

量（件）

958 958

开箱成功数量（件） 945 945

开箱率 98.64% 98.64%

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 32 -

告警数（次） 13 13

常规卷烟分拣线分拣数量合计

（件）

22762

开箱成功数量合计（件）

22352

开箱率

98.20%

告警数合计（次）

410

制表人：周美辰 时间：2020 年 11 月

图 11 活动效果对比图

制图人：周美辰 时间：2020 年 11 月

2.社会效益

2020 年 11 月，物流配送中心进行常规线开箱成功率调查时，

以调查问卷的形式在分拣人员中展开，调查问卷的内容主要是围

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 33 -

绕新安装的电子辅助开箱机开箱率是否达到大家预期，见下图

12。

图 12-1 问卷调查现场 图 12-2 问卷调查现场

图 12-3 收集的调查问卷

表 14 调查问卷统计表

序日 调查问题 问题描述 人数

1 常规烟开箱成功率

与安装前相比，成功率是否提

高

提高 30

没有提高 0

2 安装后多种类型及

规格的烟箱是否都

与安装前相比，回收利用的不

同规格二次烟箱能否划开

能 29

不能 1

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 34 -

能划开 与安装前相比，回收利用的二

次烟箱接口处有两层胶带能否

划开

能 30

不能 0

3 改造后的刀头

改造后的刀头是否存划坏烟

箱，破损卷烟的情况

有 30

无 0

改造后的刀头是否存在卡在胶

带处，导致告警的情况

有 28

无 2

4 光电测距不准

安装新的超声波测距工具后开

箱告警率降低了

降低 27

没有降低 3

制表人：汉军杭 时间：2020 年 11 月

3.经济效益

通过小组成员自己动手制作安装超声波距离传感器和安装

被动刀头的电子辅助划箱机，提高常规烟开箱成功率的同时取得

了一定的经济效益。

效益 1：节约时间

表 15 节约时间对比表

安装前 安装后 降幅

告警率 31.3% 1.8% 94.25%

解除告警

日均用时(分钟）

308.5 18.7 93.94%

制表人：汉军杭 时间：2020 年 12 月

改造前，常规烟分拣线告警率为 31.3%，安装电子辅助划箱

机后，常规烟分拣线告警率为 1.8%，前后对比下降了 29.5%

（31.3%-1.8%），降幅达到 94.25%；改造前，解除告警日均用时

308.5 分钟，实施后日均用时 18.7 分钟，降低 289.8 分钟，降幅

达到 93.94%，全年降低约为 70131.6 分钟（289.8 分钟*242 天），

1168.86 小时（70131.6/60），平均每天节约 4.83(1168.86/242)小

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 35 -

时。（按全年 242 个工作日计算）。

效益 2：按照经济效益计算方法，本课题全年实现经济效益

约为 14.26 万元。

经济效益≈每人每天节约时间×年均工作日×现场工作人数

×现场人员日均工资

≈每天节约时间（0.20 天/人）×工作日（242 天）

×现场人数（7 人）×分拣人员平均工资（421.75 元/天）

≈142593.68 元

4.创造价值

2021 年 8 月《烟箱辅助划箱装置》，获得了国家实用新

型专利。

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 36 -

十一、巩固措施

通过课题研究，提高了常规烟开箱成功率，实现了预期工作

目标。重新明确了常规烟开箱系列流程操作规范，进一步降低维

修频率和维修成本，提高分拣效率。

针对现有划箱机试运行基础上发现的若干问题，未来飞跃 QC

小组将继续根据运行情况，致力于对划箱机的升级改造，设定的

目标有以下几个方面：

表 16 划箱机下一步改进目标

序日 改进目标

1 增加机箱底座，加大机器稳定性进而提升开箱质量。

2 优化烟箱右侧测位精度，使用气缸把箱子推到右侧固定。

3 使用直线模组划箱。

4 使用精度更好的丝杆和伺服电机，增加运行效率。

5 增加划箱机刀片定位空间维度，使用钨钢刀片，模仿人工划箱。

6 端子接线改成航空插头。 制图人：周美辰 时间：2020 年 12 月 一是增加机箱底座，加大机器稳定性进而提升开箱质量。一

代划箱机划箱导轨固定在拱形支架上，机器震动较大，无底座，

稳定性不好，如果给设备增加一个带有滚轮的机箱，在机箱内部

安装电气元器件，不仅方便安装调试、维修，也使养护更加便利，

调试完成使用机脚支撑，稳定性极大提升。

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 37 -

二是优化烟箱右侧测位精度，使用气缸把箱子推到右侧固

定。一代划箱机箱子两侧均使用超声波距离检测，根据测量距离，

PLC 进行计算每一侧刀头距离，这样检测会有误差，刀头两侧运

行误差相对大一些。使用气缸后箱子右侧左右位置不需要检测，

右侧左右划箱成功率可大幅提升。

三是使用直线模组划箱。一代划箱机箱子在滚轮传动带带动

中划箱，会存在左右偏离问题，也会有损坏香烟的风险。而直线

模组划箱不使用滚轮传送带动力，而是使用挡片把箱子挡住，加

上左侧推箱气缸固定烟箱，使用直线模组带动刀片划箱，这样不

仅可以减少划箱误差，也在一定程度上避免了对香烟的损伤。

四是使用精度更好的丝杆和伺服电机，减少机械部分的误

差，更换伺服电机，增加运行效率。一代划箱机使用的丝杆加工

精度有限，安装间隙会影响运行精度，而且丝杆没有防护和润滑，

长期使用精度会越来越差。而使用高精度带防护的丝杆，设备更

加稳定，精度更高，使用更长久。现有划箱机使用的是步进电机，

虽然精度足够但运行速度稍较慢，更新后使用伺服电机，精度增

加，速度也会有 30%的提高。

五是增加划箱机刀片定位空间维度，使用钨钢刀片，模仿人

工划箱。一代划箱机刀片部分由四套直线模组和两套直流电机组

成。四套直线模组是确定开箱位置，其中左侧两套右侧两套。左

侧两套直线模组组合在一起组成 X、Y 轴，根据 PLC 发送的位置

定位，而改进后的划箱机将建立三维立体模组即 X、Y、Z 轴，

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

- 38 -

一侧三维立体精准定位刀头划箱位置，最大程度模仿人工划箱，

多维立体定位刀头位置，加大划箱成功率，另一侧二维定位固定

烟箱位置，稳固烟箱，从而大大提高划箱机开箱率。

六是端子接线改成航空插头。由于需要使用的传感器比较

多，接线会比较繁琐，容易接错而且比较乱，优化后使用航空接

头，把线接好后使用焊锡固定，长时间使用也不容易出问题，后

期更换也比较简单，而且使用线束捆绑看起来也比较整齐。

以上优化更新方案的想法，在开始具体实施时还会根据实际

情况和现场尺寸再次进行调整，相信通过这一次的改进和不断的

探索创新，未来划箱机可以完全代替人工，满足生产需求。

十二、总结和下一步打算

在此次课题研究中，小组成员团结合作，攻坚克难，让“改

善即创新”的理念扎根在通化烟草物流人脑中，团队精神、进取

精神等不断提高，见表 17。

表 17 自我评价表

编日 评价项目 活动前 活动后

1 团队精神 6 7

2 质量意识 6 8

3 进取精神 6 8

4 工具应用技巧 5 7

5 工作热情 5 7

提高常规烟开箱成功率 飞跃课题小组

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制表人：汉军杭 时间：2021 年 2 月

图 13 自我评价图

制图人：汉军杭 时间：2021 年 2 月

下一步，飞跃 QC 小组将进一步巩固研究成果，不断优化物

流资源配置，强化物流精益管理，在继续完善划箱机改造的同时，

努力推进“一笼到底”课题研究。