物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在原煙物流管理中的應(yīng)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(zhǎng)君

　　針對(duì)原煙物流管理行業(yè)信息化水平低、自動(dòng)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(shù)在原煙物流管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效提升了原煙物流管理的自動(dòng)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(zhì)量管理水平。

　　1引言

　　本文研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在原煙物流管理系統(tǒng)中的應(yīng)用；以RFID標(biāo)簽為原煙信息載體，結(jié)合GPS、傳感器、GIS、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)化等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升原煙收購、調(diào)運(yùn)、倉儲(chǔ)等環(huán)節(jié)中的信息化和自動(dòng)化水平；詳細(xì)說明了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原煙物流管理系統(tǒng)的組成情況、實(shí)際應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)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(nèi)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(yíng)決策管理系統(tǒng)工程（一號(hào)工程）的實(shí)施，各卷煙生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在倉儲(chǔ)管理，物流配送，終端防偽等方面，實(shí)現(xiàn)了一定水平的信息化管理。

　　但是在原煙物流領(lǐng)域，雖有涉及站點(diǎn)收購儲(chǔ)運(yùn)的內(nèi)容，但功能應(yīng)用少，缺乏對(duì)煙葉物流全流程的應(yīng)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(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)缺乏權(quán)威性和準(zhǔn)確性；

　　2、尚未實(shí)現(xiàn)物流環(huán)境、設(shè)備、作業(yè)的全面感知；

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

　　4、整體調(diào)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(dòng)化水平低，煙包的出入庫基本靠人工搬運(yùn)。

　　1.2技術(shù)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(shí)別（RFID）設(shè)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(jìn)行信息交換和通信。以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

　　本文結(jié)合煙葉物流的全流程，將RFID、傳感器、GPS等傳感設(shè)備部署到信息采集流程節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)煙葉物流過程中運(yùn)輸、存儲(chǔ)、包裝、裝卸等諸環(huán)節(jié)智能一體化，以構(gòu)建完整的煙葉物流的物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)作業(yè)層各類作業(yè)數(shù)據(jù)的采集、挖掘，支撐構(gòu)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(shí)代智能的主要特征），從而實(shí)現(xiàn)煙葉物流各個(gè)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(gòu)如下圖所示。

　　圖1 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

　　2.1信源層

　　信源層通過為目標(biāo)物體貼上標(biāo)簽，對(duì)其進(jìn)行信息采集。當(dāng)前物流行業(yè)主要應(yīng)用的標(biāo)簽有條碼和RFID標(biāo)簽兩類，二者的基本情況對(duì)比如下：

　　對(duì)于一個(gè)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、且應(yīng)用環(huán)境惡劣的現(xiàn)代煙葉物流系統(tǒng)來說，使用RFID標(biāo)簽雖然價(jià)格高一些，但其它大部分特性均能很好地滿足需求，且RFID標(biāo)簽可重復(fù)應(yīng)用，長(zhǎng)期綜合成本將顯著下降。

　　當(dāng)前RFID標(biāo)簽技術(shù)也有很多種類，適合煙葉行業(yè)應(yīng)用的主要是UHF技術(shù)和HF技術(shù)，二者對(duì)比如下：

　　可見，對(duì)于一個(gè)需要實(shí)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(biāo)簽有利于適應(yīng)各類應(yīng)用需求，以便使用統(tǒng)一的采集設(shè)備，還有利于將來與卷煙物流系統(tǒng)的整合，形成整個(gè)煙草物流的全流程管理。

　　2.2采集層

　　采集層需要解決的關(guān)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(yíng)銷中心、中心倉庫和復(fù)烤廠多個(gè)環(huán)節(jié)，在各個(gè)環(huán)節(jié)需要根據(jù)環(huán)境的不同設(shè)計(jì)專門的采集設(shè)備完成信息采集功能。

　　圖2  基于物聯(lián)網(wǎng)的煙葉倉儲(chǔ)物流管理高端流程圖

　　2.2.1收煙站部署場(chǎng)景

　　1.標(biāo)簽打印掛標(biāo)場(chǎng)景

　　在煙站原有標(biāo)簽打印系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，添加RFID發(fā)卡功能，在標(biāo)簽打印時(shí)將RFID標(biāo)簽同時(shí)放置在發(fā)卡器上，在數(shù)據(jù)庫中將RFID 標(biāo)簽ID與條碼信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。涉及的產(chǎn)品有RFID發(fā)卡器、RFID煙包標(biāo)簽、標(biāo)簽打印機(jī)。

　　2.煙包出庫信息采集

　　通過固定式掃描通道或手持機(jī)，對(duì)出庫煙包RFID標(biāo)簽信息進(jìn)行采集，形成出庫記錄。涉及的產(chǎn)品有帶RFID識(shí)讀的裝車機(jī)、RFID手持機(jī)、RFID煙包標(biāo)簽。

　　2.2.2煙葉調(diào)運(yùn)環(huán)節(jié)部署場(chǎng)景

　　在煙葉調(diào)運(yùn)環(huán)境，需要實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)運(yùn)系統(tǒng)，根據(jù)煙葉收購和收煙站庫存情況下達(dá)煙葉調(diào)運(yùn)任務(wù)。通過在車輛上部署車輛管理電子標(biāo)簽、GPS設(shè)備、圖像采集設(shè)備和無線傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)車輛在途監(jiān)控功能。

　　2.2.3中心倉庫部署場(chǎng)景

　　1.煙包入庫信息采集

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

　　2.倉儲(chǔ)管理

　　需要部署視頻監(jiān)控設(shè)備、溫濕度監(jiān)控設(shè)備、庫位檢測(cè)設(shè)備和叉車調(diào)度設(shè)備，同時(shí)配合手持式終端完成倉庫內(nèi)部的智能監(jiān)控和智能調(diào)度。

　　3.煙包出庫信息采集

　　煙包調(diào)撥出庫時(shí)，通過RFID一體機(jī)、手持機(jī)或智能RFID叉車進(jìn)行托盤標(biāo)簽掃描，通過傳送帶式采集裝置實(shí)現(xiàn)煙包標(biāo)簽信息采集。

　　2.2.4復(fù)烤廠部署場(chǎng)景

　　煙包到達(dá)復(fù)烤廠后，使用RFID一體機(jī)或RFID傳送帶式識(shí)讀通道對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并給出煙葉等級(jí)信息提示。

　　2.3平臺(tái)層

　　煙葉物流管理平臺(tái)為應(yīng)用提供各種支撐和管理，如數(shù)據(jù)管理、權(quán)限管理、網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、日志管理、報(bào)表管理和可視化顯示等。

　　2.4應(yīng)用層

　　應(yīng)用層構(gòu)建于煙葉物流管理平臺(tái)之上，包括煙包追溯子系統(tǒng)、煙葉調(diào)運(yùn)子系統(tǒng)和倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)三個(gè)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(biāo)簽發(fā)放、出庫管理、庫存控制、可視化分析、盤點(diǎn)管理、查詢統(tǒng)計(jì)、標(biāo)簽回收等組件組成，通過煙葉打包發(fā)卡，煙包標(biāo)簽可以全流程記錄煙葉物流信息，實(shí)現(xiàn)了煙葉的追溯

　　2.4.2煙葉調(diào)運(yùn)子系統(tǒng)

　　煙葉調(diào)運(yùn)子系統(tǒng)由車輛排班、入場(chǎng)管理、出場(chǎng)管理、在途管理、可視化分析、場(chǎng)內(nèi)調(diào)度等組件組成，通過RFID/GIS/GPS/GPRS技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)煙葉的智能化調(diào)運(yùn)、車輛的智能化調(diào)度和在途監(jiān)控、快速通行。

　　2.4.3倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)

　　煙葉倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)由入庫管理、出庫管理、盤點(diǎn)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(shí)技術(shù)與視頻技術(shù)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)可視化倉儲(chǔ)管理。

　　3效果評(píng)價(jià)

　　本系統(tǒng)在貴州省煙草公司經(jīng)過2012和2013兩年的設(shè)計(jì)、實(shí)施和改進(jìn)，經(jīng)過了實(shí)際收煙季節(jié)應(yīng)用的檢驗(yàn)，實(shí)踐證明，系統(tǒng)在煙包的出入庫自動(dòng)化、信息化、質(zhì)量追溯、客戶服務(wù)、生產(chǎn)和物流監(jiān)管、生產(chǎn)安全等幾個(gè)方面均得到了大幅度提升和改善：

　　3.1自動(dòng)化提升

　　基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)，多種自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)出入庫管理、掃碼、組盤、垛位分配、操作指引自動(dòng)化，提升整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

　　3.2信息化提升

　　研究RFID技術(shù)在煙葉物流中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)煙葉全程跟蹤的信息化管理，實(shí)現(xiàn)倉庫內(nèi)部的自動(dòng)化、可視化、智能化管理，以保證滿足煙葉調(diào)運(yùn)“可追溯、易管理”及“快進(jìn)、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(shí)現(xiàn)監(jiān)控和質(zhì)量追溯的難題，為現(xiàn)代煙草物流管理、數(shù)字倉儲(chǔ)管理打下了良好的基礎(chǔ)，全面提升煙葉物流的信息化水平。

　　3.3質(zhì)量可追溯

　　通過RFID技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了煙葉信息在各流通環(huán)節(jié)的信息采集及關(guān)聯(lián)，有利于煙葉質(zhì)量追蹤體系的建立，做到煙葉質(zhì)量的“正追蹤、反追溯”，為煙葉質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的建立奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，為卷煙上水平提高優(yōu)質(zhì)的原料保障。

　　3.4客戶服務(wù)提升

　　推廣基于RFID的煙草行業(yè)應(yīng)用，可以隨時(shí)監(jiān)控貨物狀態(tài)，通知客戶貨運(yùn)情況，改進(jìn)到貨簽收方式，提升客戶服務(wù)。

　　3.5監(jiān)管加強(qiáng)

　　通過對(duì)物流各關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)作業(yè)信息的深度挖掘和分析，實(shí)現(xiàn)了物流信息和資源的實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)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(jìn)公司業(yè)務(wù)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(shí)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(dòng)化設(shè)備、規(guī)范煙葉物流操作管理流程、降低人員干預(yù)程度、降低勞動(dòng)強(qiáng)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(xiàn)

　　[1] 翟欣。基于RFID技術(shù)的數(shù)字化煙葉倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)世界。2013，10（22）：48-49

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