物聯(lián)網(wǎng)技術在原煙物流管理中的應用研究

　　文/ 貴州省煙草專賣局 任林 天津中興智聯(lián)科技有限公司 賀曉猛 賈長君

　　針對原煙物流管理行業(yè)信息化水平低、自動化程度低、信息采集和管理困難等問題，本文研究了物聯(lián)網(wǎng)技術在原煙物流管理系統(tǒng)中的應用，使用物聯(lián)網(wǎng)技術有效提升了原煙物流管理的自動化和信息化水平，減少了人力，提高了工作效率，改善了原煙的可追溯性，提高了原煙的質量管理水平。

　　1引言

　　本文研究了物聯(lián)網(wǎng)技術在原煙物流管理系統(tǒng)中的應用；以RFID標簽為原煙信息載體，結合GPS、傳感器、GIS、網(wǎng)絡通信、自動化等物聯(lián)網(wǎng)技術，提升原煙收購、調運、倉儲等環(huán)節(jié)中的信息化和自動化水平；詳細說明了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的原煙物流管理系統(tǒng)的組成情況、實際應用效果及評價情況。

　　1.1現(xiàn)狀分析

　　煙草行業(yè)的物流可以分為煙葉生產(chǎn)和收購的原煙物流、卷煙制造商生產(chǎn)過程中的內部物流即工業(yè)物流、以及成品煙銷售環(huán)節(jié)外部物流即商業(yè)物流。近幾年，經(jīng)過國家煙草行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)工程（一號工程）的實施，各卷煙生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在倉儲管理，物流配送，終端防偽等方面，實現(xiàn)了一定水平的信息化管理。

　　但是在原煙物流領域，雖有涉及站點收購儲運的內容，但功能應用少，缺乏對煙葉物流全流程的應用支撐，煙葉物流管理方式較原始落后，主要表現(xiàn)為如下問題：

　　1、物流各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集方式落后，還處于手工錄入和未采集的現(xiàn)狀，導致統(tǒng)計的數(shù)據(jù)缺乏權威性和準確性；

　　2、尚未實現(xiàn)物流環(huán)境、設備、作業(yè)的全面感知；

　　3、供應鏈的全程互聯(lián)以及設備、貨物、信息系統(tǒng)等對象之間的全面互聯(lián)仍有不足；

　　4、整體調度無序，缺少在途監(jiān)控管理；

　　5、物流管理各環(huán)節(jié)，信息化自動化水平低，煙包的出入庫基本靠人工搬運。

　　1.2技術分析

　　物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是“傳感網(wǎng)”在國際上的通稱，是傳感網(wǎng)在概念上的一次拓展。通俗地講，物聯(lián)網(wǎng)就是萬物都接入到互聯(lián)網(wǎng)，物體通過裝入射頻識別（RFID）設備傳感器、GPS 等信息傳感器，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信。以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

　　本文結合煙葉物流的全流程，將RFID、傳感器、GPS等傳感設備部署到信息采集流程節(jié)點，實現(xiàn)煙葉物流過程中運輸、存儲、包裝、裝卸等諸環(huán)節(jié)智能一體化，以構建完整的煙葉物流的物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)基礎作業(yè)層各類作業(yè)數(shù)據(jù)的采集、挖掘，支撐構建煙葉物流的數(shù)據(jù)中心（數(shù)據(jù)中心是物聯(lián)網(wǎng)時代智能的主要特征），從而實現(xiàn)煙葉物流各個環(huán)節(jié)智能管理。

　　2系統(tǒng)組成

　　煙葉物流管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構如下圖所示。

　　圖1 系統(tǒng)層次結構圖

　　2.1信源層

　　信源層通過為目標物體貼上標簽，對其進行信息采集。當前物流行業(yè)主要應用的標簽有條碼和RFID標簽兩類，二者的基本情況對比如下：

　　對于一個要實現(xiàn)自動化、且應用環(huán)境惡劣的現(xiàn)代煙葉物流系統(tǒng)來說，使用RFID標簽雖然價格高一些，但其它大部分特性均能很好地滿足需求，且RFID標簽可重復應用，長期綜合成本將顯著下降。

　　當前RFID標簽技術也有很多種類，適合煙葉行業(yè)應用的主要是UHF技術和HF技術，二者對比如下：

　　可見，對于一個需要實現(xiàn)全面感知、全面采集的現(xiàn)代煙葉物流系統(tǒng)來說，使用UHF RFID標簽有利于適應各類應用需求，以便使用統(tǒng)一的采集設備，還有利于將來與卷煙物流系統(tǒng)的整合，形成整個煙草物流的全流程管理。

　　2.2采集層

　　采集層需要解決的關鍵問題是如何將信源層數(shù)據(jù)正確地采集上來，并且采集過程不能影響原有流程的工作效率。原煙物流涉及煙葉收購站、營銷中心、中心倉庫和復烤廠多個環(huán)節(jié)，在各個環(huán)節(jié)需要根據(jù)環(huán)境的不同設計專門的采集設備完成信息采集功能。

　　圖2  基于物聯(lián)網(wǎng)的煙葉倉儲物流管理高端流程圖

　　2.2.1收煙站部署場景

　　1.標簽打印掛標場景

　　在煙站原有標簽打印系統(tǒng)的基礎上，添加RFID發(fā)卡功能，在標簽打印時將RFID標簽同時放置在發(fā)卡器上，在數(shù)據(jù)庫中將RFID 標簽ID與條碼信息進行關聯(lián)。涉及的產(chǎn)品有RFID發(fā)卡器、RFID煙包標簽、標簽打印機。

　　2.煙包出庫信息采集

　　通過固定式掃描通道或手持機，對出庫煙包RFID標簽信息進行采集，形成出庫記錄。涉及的產(chǎn)品有帶RFID識讀的裝車機、RFID手持機、RFID煙包標簽。

　　2.2.2煙葉調運環(huán)節(jié)部署場景

　　在煙葉調運環(huán)境，需要實現(xiàn)智能化調運系統(tǒng)，根據(jù)煙葉收購和收煙站庫存情況下達煙葉調運任務。通過在車輛上部署車輛管理電子標簽、GPS設備、圖像采集設備和無線傳輸設備，實現(xiàn)車輛在途監(jiān)控功能。

　　2.2.3中心倉庫部署場景

　　1.煙包入庫信息采集

　　煙包到達中心倉庫后，經(jīng)RFID傳送帶式識讀通道對煙包標簽進行采集，完成煙包的到貨確認功能；同時現(xiàn)代煙葉立體倉庫需要按照托盤為單位進行管理，需要實現(xiàn)按照煙葉等級的分揀、組盤和貨位分配功能，需要部署RFID傳送帶式識讀通道、自動化分揀線和數(shù)字化叉車。

　　2.倉儲管理

　　需要部署視頻監(jiān)控設備、溫濕度監(jiān)控設備、庫位檢測設備和叉車調度設備，同時配合手持式終端完成倉庫內部的智能監(jiān)控和智能調度。

　　3.煙包出庫信息采集

　　煙包調撥出庫時，通過RFID一體機、手持機或智能RFID叉車進行托盤標簽掃描，通過傳送帶式采集裝置實現(xiàn)煙包標簽信息采集。

　　2.2.4復烤廠部署場景

　　煙包到達復烤廠后，使用RFID一體機或RFID傳送帶式識讀通道對數(shù)據(jù)進行采集，并給出煙葉等級信息提示。

　　2.3平臺層

　　煙葉物流管理平臺為應用提供各種支撐和管理，如數(shù)據(jù)管理、權限管理、網(wǎng)絡管理、安全管理、日志管理、報表管理和可視化顯示等。

　　2.4應用層

　　應用層構建于煙葉物流管理平臺之上，包括煙包追溯子系統(tǒng)、煙葉調運子系統(tǒng)和倉儲管理子系統(tǒng)三個部分。

　　2.4.1煙包追溯子系統(tǒng)

　　煙包追溯子系統(tǒng)由信息錄入、標簽發(fā)放、出庫管理、庫存控制、可視化分析、盤點管理、查詢統(tǒng)計、標簽回收等組件組成，通過煙葉打包發(fā)卡，煙包標簽可以全流程記錄煙葉物流信息，實現(xiàn)了煙葉的追溯

　　2.4.2煙葉調運子系統(tǒng)

　　煙葉調運子系統(tǒng)由車輛排班、入場管理、出場管理、在途管理、可視化分析、場內調度等組件組成，通過RFID/GIS/GPS/GPRS技術相結合，實現(xiàn)煙葉的智能化調運、車輛的智能化調度和在途監(jiān)控、快速通行。

　　2.4.3倉儲管理子系統(tǒng)

　　煙葉倉儲管理子系統(tǒng)由入庫管理、出庫管理、盤點管理、可視化分析、監(jiān)控系統(tǒng)等組件組成，通過三維虛擬現(xiàn)實技術與視頻技術相結合的方式，實現(xiàn)可視化倉儲管理。

　　3效果評價

　　本系統(tǒng)在貴州省煙草公司經(jīng)過2012和2013兩年的設計、實施和改進，經(jīng)過了實際收煙季節(jié)應用的檢驗，實踐證明，系統(tǒng)在煙包的出入庫自動化、信息化、質量追溯、客戶服務、生產(chǎn)和物流監(jiān)管、生產(chǎn)安全等幾個方面均得到了大幅度提升和改善：

　　3.1自動化提升

　　基于物聯(lián)網(wǎng)技術，結合自動化技術，多種自動化設備的應用，實現(xiàn)出入庫管理、掃碼、組盤、垛位分配、操作指引自動化，提升整個系統(tǒng)的自動化水平。

　　3.2信息化提升

　　研究RFID技術在煙葉物流中的應用，實現(xiàn)煙葉全程跟蹤的信息化管理，實現(xiàn)倉庫內部的自動化、可視化、智能化管理，以保證滿足煙葉調運“可追溯、易管理”及“快進、快出”的要求，逐漸改變煙葉管理信息化程度低、管理不規(guī)范、無法實現(xiàn)監(jiān)控和質量追溯的難題，為現(xiàn)代煙草物流管理、數(shù)字倉儲管理打下了良好的基礎，全面提升煙葉物流的信息化水平。

　　3.3質量可追溯

　　通過RFID技術設備的應用，實現(xiàn)了煙葉信息在各流通環(huán)節(jié)的信息采集及關聯(lián)，有利于煙葉質量追蹤體系的建立，做到煙葉質量的“正追蹤、反追溯”，為煙葉質量數(shù)據(jù)庫的建立奠定了扎實的基礎，為卷煙上水平提高優(yōu)質的原料保障。

　　3.4客戶服務提升

　　推廣基于RFID的煙草行業(yè)應用，可以隨時監(jiān)控貨物狀態(tài)，通知客戶貨運情況，改進到貨簽收方式，提升客戶服務。

　　3.5監(jiān)管加強

　　通過對物流各關鍵業(yè)務環(huán)節(jié)作業(yè)信息的深度挖掘和分析，實現(xiàn)了物流信息和資源的實時跟蹤、動態(tài)分析和全程控制，有效地提升了物流監(jiān)管水平，可促進公司業(yè)務規(guī)則和管理制度的貫徹執(zhí)行，避免規(guī)章制度制定和貫徹落實出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象。

　　3.6安全生產(chǎn)提升

　　通過制定煙葉信息化規(guī)范、引入自動化設備、規(guī)范煙葉物流操作管理流程、降低人員干預程度、降低勞動強度，降低煙葉生產(chǎn)安全隱患，全面提升煙葉安全生產(chǎn)環(huán)境。

　　4參考文獻

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