卷烟企业智能化仓储系统应用研究

许光玉 金永俊 朱江 罗赛 朱金华

1. 吉林烟草工业有限责任公司 吉林 延吉 133000；2. 中国科学院沈阳自动化研究所 辽宁 沈阳 110016；3. 中国科学院机器人与智能制造创新研究院 辽宁 沈阳 110016

1 系统目标

通过信息化系统的管理手段，实现烟叶等级与质量过程控制、烟叶存储进行流程化、数字化管理。实现仓库各自动控制及监测系统集成，实现物流园区管理的统一调度。对物流仓储管理相关指标执行情况进行监管查询，对物流成本进行指标分析与统计，分析各项指标的内在因素和驱动，掌握和平衡企业物流的各种要素，持续进行监视、调整和改进[1]。

2 系统总体架构

智能烟叶仓储系统，以烟叶醇化库管理为核心，应用RFID电子标签技术，对烟叶的存储、养护、出入库等各环节进行信息化管理，与NC系统、MES系统及周边视频及防护等系统进行紧密集成。系统设计遵循标准化、规范化，按照分层设计的多层架构标准，软件构件化实现，满足不断增长的业务需求，具备高安全性、灵活性、可扩展性，满足维护便捷的性能要求。

系统总体架构，针对系统核心业务需求，从业务功能及信息数据上进行逻辑划分为三层结构：系统集成层、业务应用层和分析展示层。其中系统集成层完成与主数据平台、NC系统、MES系统、集中监测系统、环境温湿度及周边防护系统等的数据集成，是智能仓储系统进行数据输入输出交互的基础。业务应用层作为系统核心业务支撑层，划分为原料库仓储管理、移动业务应用和烟叶RFID跟踪三大功能方面。 涵盖仓储基础业务管理、移动作业应用和烟包物流跟踪相关的所有业务管理，为烟叶仓储质量养护，生命周期跟踪回溯提供可靠保障。分析展示层在完成核心业务应用管理的基础上，对仓储及物流数据进行综合统计、深入分析、精准核算以及信息多形式发布与展现。同时，针对仓储标准化管理需求，对现场6S管理、绩效评价与管理提升进行管理，以形成持续改进的闭环控制。系统的总体架构图，如下图所示：

图1 系统总体架构图

3 系统技术架构

智能烟叶仓储系统，主要功能是实现烟叶库的仓库管理事务处理类型的业务，因此在技术实现上采用以数据库为核心，基于Microsoft .NET的B/S、C/S混合架构来实现，通过Web Service、OPC数据采集以及集成中间件进行系统集成。该技术实现方案既符合技术发展的趋势，同时也兼顾了对原有信息化系统资源的利用。系统技术实现架构，如下图所示：

图2 系统技术架构图

4 功能设计

4.1 仓储库存管理

仓储库存管理主要面向传统的仓库业务管理，包括烟包的各类移动管理、进出流水记录、实时库存统计、库存盘点等。由于采用RFID电子标签技术，对于传统的仓储库存管理在如下环节有所改变：改变了原有人工烟包逐一识别的低效工作模式，可以实现出入库的快速识别和出入库单据的自动生成，对于库存信息获取的实时性提供可靠保证。通过叉车准确识别垛位标签可以提高出入库烟包搬运的准确性。采用移动扫描终端，对于区域性的库存盘点，利用RFID非接触式扫描的特性，可以提供较为可靠的烟包批量识别盘点效果，虽然由于烟包摆放问题造成标签挤压、遮挡等情况，会导致一定程度标签漏扫情况，但在结合人工确认核对的情况下，仍可提供较高的盘点工作效率[2]。

4.2 烟叶质量及养护管理

烟叶是卷烟工业的基础原料，烟叶质量的好坏直接影响卷烟质量，直至影响整个烟草行业的发展。系统通过出入库质检管理、集中检验与抽检管理、烟叶翻垛管理等方式，实现了对烟叶质量管理的支撑和保障。

4.3 集中监控管理

以可视化实时监控为目的，实现对烟叶当前总体库存、各垛位库存容量情况的实时监视，将系统采集数据和统计数据按照监控类型进行分类，通过集成安防系统、视频系统、环境系统等周边系统的监视数据，对仓库资源环境进行集中监控。

4.4 智能调度管理

智能调度管理主要面向烟叶仓储管理中涉及的人员、车辆、烟叶等资源，基于仓储管理过程中的主要业务流程，对作业任务的计划、执行进行优化调度，达到提高作业效率、质量，降低消耗的目的。

4.5 烟叶跟踪管理

面向烟叶从入仓储平库开始直至烟叶投料过程中的烟包物流各环节，利用烟包唯一身份RFID电子标签对烟包进行识别，对烟包运输、存储和移动等各操作情况进行跟踪与记录，保障烟叶投料的安全性，提高跟踪追溯能力。

4.6 智能园区管理

烟叶仓储周边已经按照智能园区规划，建设了相应的监视控制系统，涵盖安全、消防、环境等方面，包括门禁系统、动力能源系统、视频监控系统、周界防护系统、巡检系统、消防系统等。通过与园区内现有的安防及各类周边系统的集成，实现全局的监视与控制管理，实现各系统信息的集中分析和处理，协调各系统间业务流程的联动，提高仓储管理的快速响应能力和智能化水平。实现数据结构、业务流程的高度统一，合理配置资源，依托现有的信息网络系统和监控中心管理系统，实现整个系统科学、高效、协调的管理与运行，构筑指挥高效、反应灵敏、处置快捷、防范有效、控制有力、操作方便、保障可靠的仓储园区管理体系，实现了“实时监控、联网布控、自动报警、快速响应、信息共享”的工厂物联网安防管理的效能与目标。

5 结束语

通过建设卷烟厂智能化仓储系统，集成各自动控制与监控系统，实现智能采集数据、分析数据、报警、决策、应用、调度、跟踪等。出、入库、养护智能管理，实现跟踪人、车轨迹，货品全生命周期管理(RFID)，多媒体发布等。管理业务查询、确认、调度、采集等(质检数据、养护数据)等。围绕智能动力管理，自动采取能耗（用电）等能耗指标。与门禁、视频管理、周界防护、巡检、消防等系统实现集成联动[3]。