煙絲存儲和出入庫的信息安全方案

廈門煙草工業有限責任公司 王 鵬

近幾年來 煙草行業的生產線技術改造項目大部分包括煙絲庫的建設 用于煙絲箱式存儲和出入庫。該系統的建設必須確保煙絲信息的安全準確 既要確保煙絲信息在存儲過程中的安全性 又要確保煙絲信息傳遞過程的準確性。在已建的各種煙絲庫中 有些是單純依靠煙絲庫的倉庫管理系統對煙絲進行信息管理 存儲的信息全部存儲在倉庫管理系統的數據庫中 無法有效滿足煙絲信息傳遞過程的需求 且過于依賴倉儲系統的安全穩定 有些應用到電子標簽存儲信息 但信息傳遞中存在丟失等問題。因此 采用RFID技術和信息交互技術在煙絲箱本體進行信息存儲 既減少對倉儲系統信息存儲的依賴 又可以在信息傳遞過程中 實時進行信息核對 確保信息的安全準確。

1 系統架構

煙絲存儲和出入庫系統 包括或涉及MES、制絲集控、卷包集控、物流系統 倉庫管理系統WMS和倉庫控制系統WCS 以及裝翻箱控制系統各系統之間通過TCP/IP協議進行信息交互。系統架構如圖1所示。

2 關鍵技術實現

煙絲箱的信息通過安裝在箱子底部的RFID芯片 在裝箱時寫入信息并校驗信息寫入的準確性 同時通過信息交互傳遞到WMS中 確保本體與系統信息的一致性。出庫翻箱時 通過交互傳遞的信息 利用RFID讀寫裝置對信息進行識別校核 確保信息的安全、準確。下面針對系統中應用到的兩個關鍵技術的實現方式進行說明。

圖1 系統架構圖

2.1 RFID技術的應用實現

RFID(Radio Frequency Identification)是一種無線射頻識別技術 它是自動識別技術的一種 可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據 而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID技術在煙絲庫中的應用 很好地實現了對各種牌號煙絲的入庫、儲存、出庫、批次管理以及質量跟蹤追溯等環節的全過程跟蹤。

圖2 WCS和PLC信息交互圖

RFID芯片安裝在煙絲箱底部 通常選用高頻、128字節的芯片 存儲內容見表2。

當煙絲箱到達指定的讀/寫站臺時 系統通過安裝在輸送設備上的讀/寫單元發出電磁脈沖 對存儲于芯片相應存儲區間的數據進行非接觸讀、寫或刪除處理。借助RFID技術 有效地解決了因人為操作錯誤或信息傳遞故障可能導致煙箱送錯 從而造成煙絲混牌、錯牌等嚴重的工藝質量事故。在煙絲裝箱時 將煙絲牌號、批次號、版本號、煙絲凈重等煙絲信息寫入煙箱下面的RFID 在翻箱站臺翻箱時 讀取RFID信息 核對煙絲是否為當前正在生產的煙絲 核對正確則翻箱 否則 退庫處理 對于存儲在庫區的煙絲 可以隨時通過盤庫 確認RFID存儲信息和倉儲系統數據庫中的存儲信息一致。

2.2 信息交互技術的應用實現

為了保證通信的準確性和一致性 調度系統與設備之間的信息交互采用雙方握手原則 WCS發送給設備系統的信息 需要收到設備的反饋然后才能確認信息發送成功。系統初始化時 所有Request信號置低位所有Confirm信號置高位。每個通信過程都由Request信號0-＞1發起 通信另一方監控到Request信號 0-＞1 后 進行相關過程處理 而后把相對應Confirm信號1-＞0 通信過程發起方在監控到另一方Confirm信號 1-＞0 后 進行相關處理 而后把 Request信號 1-＞0 通信另一方監控到 Request 1-＞0 后 把相對應的Confrim信號 0-＞1。具體如圖2所示。

表2 RFID芯片內容

在煙絲的存儲和出入庫過程中通過信息交互技術的應用 以記錄煙絲信息的RFID為載體 進行煙絲的裝箱入庫和出庫翻箱。系統中關鍵的兩個作業的信息傳遞實現方式及信息流向如下

（1） 煙絲裝箱入庫。制絲集控系統收到MES計劃后下達將要裝箱的煙絲的批次、品規以及裝箱重量給裝箱系統 裝箱系統收到裝箱指令后 發送批次開始信號給倉儲控制系統,同時根據空箱緩存站臺情況向物流控制系統請求空箱出庫 倉儲控制系統收到空箱出庫指令后，向倉儲管理系統（WMS）請求空箱出庫；物流設備完成搬運任務，倉儲控制系統（WCS）發送到達指令給裝箱系統，裝箱系統進行煙絲裝箱，并將煙絲信息寫入RFID芯片，同時將煙絲信息發送給物流控制系統，由物流系統完成入庫。具體如圖3所示。

圖3 裝箱入庫信息交互圖

（2） 煙絲出庫翻箱。卷包集控系統根據已設定的煙絲牌號向物流系統發出煙絲箱出庫請求，同時提供批次、品規和出庫站臺等信息。物流系統將煙絲箱出庫到指定站臺并將煙絲信息發送給翻箱系統。翻箱系統對煙絲箱的RFID信息進行讀取，與調度系統下達的牌號進行比對，確認批次和品規等信息正確后，進行煙絲翻箱倒入喂絲儲柜，翻箱后對RFID芯片進行信息更新，翻箱產生的空箱通過物流系統入庫；一旦發現牌號或箱號不匹配，立即做出質量安全報警，同時上報調度系統將該煙箱做退庫處理，退庫的煙箱可以通過實箱質檢流程進行事故追溯。具體如圖4所示。

圖5 翻箱出庫信息交互圖

3 應用效果

煙絲存儲和出入庫的信息安全方案已應用于廈門煙草工業有限責任公司的煙絲庫中。從投入使用到現在，共出入庫近27萬次，先后存儲了130多個煙絲規格，滿足了1800多個貨位、2個裝箱入庫站臺、13個翻箱出庫站臺、6個回摻出庫站臺的煙絲存儲和出入庫要求，沒有出現一起煙絲信息問題產生的質量事故。實際應用結果表明，應用了RFID技術和信息交互技術的煙絲庫存儲和煙絲出入庫信息方案能夠滿足卷煙生產日益發展的工藝和加工要求。