基于頂層設(shè)計的卷煙廠智能倉儲系統(tǒng)設(shè)計與項目實(shí)施

劉艷超，張同亮LIU Yan-chao,ZHANG Tong-liang

（1.武漢問道信息技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430022；2.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京 100088）

(1.Wuhan Wendao Information Technical Limited Cooperation,Wuhan 430022,China;2.Institute of Highway of MOC China,Beijing 100088,China)

近年來，煙草行業(yè)通過加強(qiáng)信息化的建設(shè)，初步建立了標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系，保證了卷煙生產(chǎn)及成品倉儲管理需求。全行業(yè)形成了“以信息化帶動煙草行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)”的基本共識，初步形成了“數(shù)字煙草”的行業(yè)信息化建設(shè)格局，其中數(shù)字倉儲是其中重要的組成部分[1]。煙草倉儲物流管理基本實(shí)現(xiàn)了通過ERP系統(tǒng)管理，但是ERP管理僅實(shí)現(xiàn)了對煙草倉儲庫存賬目的管理，還沒有實(shí)現(xiàn)對倉儲作業(yè)的精細(xì)化管理。目前倉儲作業(yè)中還存在大量的手工操作，工作效率低下。在出、入庫及庫存盤點(diǎn)中的貨物信息往往是手工填寫到紙面單據(jù)或人工錄入到計算機(jī)中，貨物出、入庫登記手續(xù)繁瑣，庫存盤點(diǎn)統(tǒng)計困難，大量的實(shí)時數(shù)據(jù)信息傳遞滯后，導(dǎo)致管理人員不能及時掌握庫存量，動態(tài)調(diào)節(jié)最低庫存或?qū)崿F(xiàn)零庫存。由于數(shù)據(jù)的采集方式難以標(biāo)準(zhǔn)化，降低了倉庫空間利用率，最終影響企業(yè)效益[2]。

煙草行業(yè)的信息化建設(shè)任務(wù)對煙草倉儲物流的信息化和精益化管理，快速響應(yīng)用戶需求提出了更高的要求，需要細(xì)化到每一件貨、每一貨位、每一托盤乃至每一業(yè)務(wù)動作的有效管理，從而實(shí)現(xiàn)物流作業(yè)的總體信息至管理層所需要的管理決策信息的快速轉(zhuǎn)化將成為現(xiàn)階段持續(xù)提升物流管理水平的工作重心。在此現(xiàn)狀下，建立一套先進(jìn)的一體化的智能倉儲物流管理信息系統(tǒng)迫在眉睫。

圖1 頂層設(shè)計組成框架圖

1 智能倉儲的系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計的方法。由于煙草行業(yè)物流系統(tǒng)具有一定的基礎(chǔ)，需要在現(xiàn)有條件下充分考慮行業(yè)物流信息化發(fā)展的趨勢和總體任務(wù)，因此采用頂層設(shè)計理論方法設(shè)計煙草智能倉儲系統(tǒng)。根據(jù)卷煙廠物流管理的業(yè)務(wù)需求，提出智能倉儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)。按照適度超前的原則，采用RFID技術(shù)采集數(shù)據(jù)，改造智能叉車，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動化，符合煙草行業(yè)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)體系的整體要求[3]。明確工程建設(shè)內(nèi)容與業(yè)務(wù)管理，進(jìn)一步延伸和豐富規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮業(yè)務(wù)職能、建設(shè)條件、信息資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用和保障環(huán)境等各要素之間的關(guān)系，提出適應(yīng)煙草行業(yè)智能物流系統(tǒng)的總體框架（如圖1所示）。

1.2 總體目標(biāo)和總體架構(gòu)。系統(tǒng)設(shè)計總體目標(biāo)是采用先進(jìn)的技術(shù)，基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鳂I(yè)流程管控，實(shí)現(xiàn)對卷煙廠成品庫、輔料庫的精細(xì)化管理，提升卷煙廠物流管理水平。具體表現(xiàn)為：

（1）實(shí)現(xiàn)倉儲物流信息化管理、突破傳統(tǒng)倉儲業(yè)務(wù)的瓶頸，克服手工作業(yè)，勞動強(qiáng)度大、容易出錯等存在弊端，實(shí)現(xiàn)自動化、信息化的管理。

（2）實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理目標(biāo)。實(shí)施智能倉儲系統(tǒng)之后，通過條碼、RFID的數(shù)據(jù)采集手段，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鳂I(yè)流程管控，使得成品庫管理精細(xì)化、大大提高庫存管理的準(zhǔn)確性，使成品煙的倉儲管理上水平。

（3）融合先進(jìn)的RFID、條碼等信息采集技術(shù)，加強(qiáng)對卷煙成品、輔料倉儲的集中統(tǒng)一管理，推進(jìn)建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃的倉儲物流信息支撐系統(tǒng)，支撐企業(yè)的高效運(yùn)營，為最終建設(shè)由總部和各煙廠統(tǒng)籌協(xié)調(diào)運(yùn)作的物流一體化供應(yīng)鏈體系打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

為了充分滿足卷煙廠倉儲物流業(yè)務(wù)的處理，針對系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計智能倉儲系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示。

整個系統(tǒng)架構(gòu)分成五個層次：用戶層、渠道展現(xiàn)層、應(yīng)用服務(wù)層、應(yīng)用集成層和資源層。用戶層主要是負(fù)責(zé)請求的調(diào)度，主要是HTTP用戶請求，系統(tǒng)根據(jù)請求類型轉(zhuǎn)發(fā)給渠道展現(xiàn)層來進(jìn)行展現(xiàn)。渠道展現(xiàn)層：主要是負(fù)責(zé)將用戶的請求處理結(jié)果返回給用戶層進(jìn)行展現(xiàn)。應(yīng)用層封裝了各應(yīng)用子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯。應(yīng)用層與用戶交互的功能運(yùn)行在應(yīng)用服務(wù)器中。應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層之間通過中間支撐層進(jìn)行交換數(shù)據(jù)[4]。應(yīng)用集成層：主要是將應(yīng)用層和資源層交互的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，形成所需要的數(shù)據(jù)結(jié)果集。資源層：提供JDBC、J2EE、WEBSERVICE等協(xié)議和接口，為應(yīng)用服務(wù)層和集成層之間提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)存儲。

智能倉儲系統(tǒng)中成品庫將會與煙草企業(yè)ERP系統(tǒng)完成對接，包括基礎(chǔ)信息、出入庫指令及反饋等信息的實(shí)時對接。WMS提供對系統(tǒng)間接口信息的查詢和處理，可查詢WMS系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換信息進(jìn)行查詢、導(dǎo)出并進(jìn)行重發(fā)等操作和管理。

1.3 倉儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)模型。業(yè)務(wù)架構(gòu)是從卷煙物流管理與服務(wù)角度對業(yè)務(wù)覆蓋范圍內(nèi)的過程、環(huán)節(jié)、規(guī)則的細(xì)化、抽象和建模。按照煙草行業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求[5-7]，從卷煙廠整體業(yè)務(wù)角度來說，系統(tǒng)面向業(yè)務(wù)的架構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分考慮不同倉庫各作業(yè)環(huán)節(jié)的一致性，從而使得系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可配置性，即可針對不同物資選擇所需要的系統(tǒng)功能形成不同的業(yè)務(wù)處理過程。構(gòu)建的業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖3所示。

1.4 技術(shù)架構(gòu)。技術(shù)架構(gòu)是基于應(yīng)用架構(gòu)和數(shù)據(jù)架構(gòu)，根據(jù)信息技術(shù)發(fā)展趨勢以及相應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度提出的總體技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案。智能倉儲物流系統(tǒng)本著開放性、兼容性、易實(shí)施等原則，采用基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建。整個系統(tǒng)建立在以J2EE為主導(dǎo)的技術(shù)支撐體系平臺基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)功能上統(tǒng)一協(xié)作的軟件支撐環(huán)境。采用SOA架構(gòu)的好處在于整個系統(tǒng)的接口采用中立的方式進(jìn)行定義，獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言，使得構(gòu)建的服務(wù)以統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互[8]。

1.5 煙草行業(yè)集團(tuán)式管理對倉儲系統(tǒng)未來的展望和拓展。目前煙草行業(yè)企業(yè)正在聯(lián)合重組，以省級工業(yè)公司為中心，通過各種模式整合。目標(biāo)實(shí)現(xiàn)總公司、卷煙工業(yè)企業(yè)二級母子公司體制，建立符合煙草特點(diǎn)的現(xiàn)代產(chǎn)權(quán)制度和現(xiàn)代企業(yè)制度。根據(jù)煙草工業(yè)行業(yè)改革的方向和合并重組的需要，各省工業(yè)企業(yè)集團(tuán)管控的關(guān)鍵在實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)的集成、管理控制與業(yè)務(wù)協(xié)同。

圖3 業(yè)務(wù)架構(gòu)模型

為了符合煙草行業(yè)集團(tuán)式管理的趨勢，智能倉儲設(shè)計不但要考慮卷煙廠的倉儲實(shí)際業(yè)務(wù)，同時也要考慮總部統(tǒng)一的業(yè)務(wù)管控和集中化數(shù)據(jù)管理要求，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸符合煙草商業(yè)企業(yè)卷煙物流倉儲管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口[4]。未來在建立省級WMS管理平臺時，與各煙廠WMS實(shí)時交互數(shù)據(jù)，并可按需要建立統(tǒng)一的接口平臺，與其他省級系統(tǒng)完成對接和統(tǒng)一管理。以湖北中煙為例，建立分布+集中方式的倉儲平臺，如圖4所示。

2 智能倉儲系統(tǒng)的實(shí)施要點(diǎn)

在工程實(shí)施過程中要嚴(yán)格按照工程進(jìn)度實(shí)施，經(jīng)過實(shí)施、測試、修改、再測試和工程驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，最終保質(zhì)保量的完成工程。在實(shí)施過程中有經(jīng)驗(yàn)，也有教訓(xùn)。將工程實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)、共享，為后續(xù)同類的數(shù)字倉儲項目積累經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)行業(yè)現(xiàn)代化物流發(fā)展。

2.1 全員參與、一把手工程。考慮到本項目是湖北中煙集團(tuán)的試點(diǎn)工程，對后續(xù)整個湖北中煙集團(tuán)的智能倉儲系統(tǒng)的實(shí)施具有重要意義，因此本工程確定為一把手工程。項目立項初期，即成立項目領(lǐng)導(dǎo)小組，由系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)施方項目組人員和甲方各相關(guān)部門經(jīng)理及業(yè)務(wù)骨干組成。由甲方一把手領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任組長，便于協(xié)調(diào)各部門關(guān)系和業(yè)務(wù)流程定義。項目立項初期，由項目領(lǐng)導(dǎo)小組召開項目立項動員大會，消除員工疑問和可能的抵觸情緒，上下統(tǒng)一思想。項目實(shí)施初期，由項目領(lǐng)導(dǎo)小組召開項目實(shí)施動員大會，定義說明新的業(yè)務(wù)流程，各部門協(xié)調(diào)運(yùn)作，配合整個項目的成功實(shí)施。動員職工積極參與到物流信息化建設(shè)中。

2.2 加強(qiáng)預(yù)測試，提升實(shí)施效率。智能倉儲物流系統(tǒng)中采用RFID技術(shù)來自動化采集作業(yè)數(shù)據(jù)。由于RFID設(shè)備對電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀寫成功率受周圍工作環(huán)境影響大，在上線之前部署了與工作環(huán)境相似的測試環(huán)境，系統(tǒng)測試了RFID設(shè)備的選型和部署位置的影響，避免了在上線實(shí)施中RFID設(shè)備受環(huán)境影響的問題，實(shí)施過程順利完成。

圖4 全省卷煙物流管理框架

2.3 方案的合理調(diào)整、叉車改造。實(shí)際實(shí)施過程中對叉車的改造時間比之前計劃要多，事先沒有充分估計到叉車改造的難度。主要問題在于叉車上RFID天線隨著叉車上升和下降的過程中，信號線和叉車之間的自然磨損會導(dǎo)致信號線的斷裂，從而影響車載系統(tǒng)的正常運(yùn)行。經(jīng)過測試，之前方案的信號線可以支持2個月左右的連續(xù)工作。發(fā)現(xiàn)此問題，項目組工程師一方面及時尋找更優(yōu)質(zhì)的鋼絲線來替換，延長使用壽命。另一方面項目組又經(jīng)過論證，調(diào)整之前的方案，決定采用了藍(lán)牙的通訊方式來替代原先的方案，從根本上杜絕了之前的物理接觸導(dǎo)致磨損的可能性，又經(jīng)過大量的測試論證，最終叉車在采用藍(lán)牙通訊方式之后，取得了非常好的使用效果。

3 結(jié)論

結(jié)合卷煙廠倉儲物流的實(shí)際，以增強(qiáng)倉儲物流的信息化和精益化管理為目的，采用RFID技術(shù)加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集的自動化。以頂層設(shè)計理論為指導(dǎo)和煙草行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對倉儲物流管理所涉及的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理和提煉，形成智能倉儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能框架模型，提出多層的系統(tǒng)總體框架。以煙草行業(yè)數(shù)據(jù)交換技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，規(guī)范倉儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，為下一步推廣到集團(tuán)式管理奠定基礎(chǔ)。提出了省級卷煙集團(tuán)倉儲系統(tǒng)的基本應(yīng)用框架，滿足各層次信息系統(tǒng)的管理者、使用者對倉儲物流業(yè)務(wù)管理的信息需求。

本文所設(shè)計的智能倉儲物流系統(tǒng)在湖北恩施卷煙廠進(jìn)行了成功的系統(tǒng)實(shí)施，對實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行了總結(jié)。實(shí)施成果表明本系統(tǒng)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在架構(gòu)上是合理的，提升了湖北中煙的倉儲物流管理水平。

[1]艾浩軍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]徐文舉，蔣明青.卷煙物流配送面臨的問題及應(yīng)對措施[J].現(xiàn)代管理科學(xué)，2004(7)：26-31.

[3]柳捷.煙草行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)初探[J].物流技術(shù)與應(yīng)用，2011(2)：97-100.

[4]國家煙草專賣局.YC/T 302-2009，煙草商業(yè)企業(yè)卷煙物流倉儲管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[5]國家煙草專賣局.YC/T 305-2009，煙草商業(yè)企業(yè)卷煙物流配送中心服務(wù)規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[6]國家煙草專賣局.YC/T 304-2009，煙草商業(yè)企業(yè)卷煙物流配送中心績效評價[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[7]國家煙草專賣局.YC/T 355-2009，卷煙工業(yè)企業(yè)物流作業(yè)規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[8]武善玉，張平，李方.基于SOA的機(jī)器人物流系統(tǒng)架構(gòu)研究[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2012(2)：112-115.