石油化工企業固體產品倉儲管理系統的設計

關 健

（中國石油四川石化有限責任公司，四川 彭州 611930）

在石化企業當中固體產品的庫存問題一直是管理的重點，庫存是物理上和邏輯上庫房庫位的所有有形無形物料及其價值的總和，是保證生產連續性的必要條件，還可增加生產過程的柔性[1]。目前石化企業庫存管理存在庫存積壓、周轉緩慢、損毀、失值等問題，庫存工作流的改進，缺乏系統和深入研究[2]。

隨著信息技術發展，庫存管理方法不斷進步，產生了JIT（實時管理），ERP（企業資源計劃）、SCM（供應鏈管理）、零庫存等概念，但都能完善庫存結構，平衡庫存資金占用[3]，本系統是石化ERP 的補充，作為ERP 下級子系統，實現對石化固體產品的倉儲管理。

本文以系統架構領域的“4+1”視圖的方式（即邏輯視圖、過程視圖、物理視圖、開發視圖和場景視圖），從不同維度描述固體產品倉儲管理系統的內涵，建立系統模型，為開發工作提供指引。

1 背景

中國石油四川石化有限責任公司（以下簡稱：四川石化）倉儲運輸部是四川石化下屬二級單位，主要負責四川石化公司原料、產成品的倉儲運輸及國家100 萬m3原油儲備庫管理工作，是集倉儲和運輸為一體的部門，是企業與市場的橋梁和紐帶，所以各部門、各環節的共同協作尤為重要。

目前，四川石化的一期庫房管理范圍為固體產成品庫房。總共5 大庫房包括：硫磺庫、高密度聚乙烯庫、線性低密度聚乙烯庫、聚丙烯庫，順丁橡膠庫。倉儲運輸部主要負責高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、硫磺、順丁橡膠的儲藏運輸，其固體產成品倉庫的日常管理呈現產成品大批量入庫、出庫常態化。由于庫房管理人員較少，庫房管理人員配置遠低于同等產量的傳統煉化企業，因此需要系統集中展示庫房貨位信息，對出入庫管理的自動化、信息化要求高，加之目前ERP 系統沒有完全覆蓋庫存管理業務，因此需要建立倉儲運輸管理系統對庫存實現集中管控。

四川石化倉儲運輸管理系統以四川石化倉儲運輸部相關規章制度為依據，本著提高倉儲管理的質量和效率，降低倉庫管理成本的先進管理理念和前瞻性思想，以合理的庫存量控制、庫存收發、高效的庫內作業、科學的倉儲策略管理等實現四川石化倉儲運輸管理的信息化建設，并實現與四川石化企業內部系統（如供應鏈、LMIS 系統等）完整整合能力和庫存的實時跟蹤與監控。

2 設計目標

利用信息技術對石化固體產成品庫房從質檢入庫、出庫、調撥、移庫移位、庫存盤點等各個作業環節實現信息化的流程管理；保證倉庫管理各個環節數據輸入的速度和準確性，確保企業及時準確地掌握庫存的真實數據，合理保持和控制企業庫存；為相關MES、ERP 等系統提供準確無誤的基礎支撐數據；為下游銷售企業提供準確無誤貨源信息；通過科學的編碼，還可方便地對物品的批次、保質期等進行管理；利用系統的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存物資當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率；同時與現代化的石化生產步伐一致，使倉儲生產信息化成為石化現代化生產的組成部分。系統投用后可實現以下功能：

實現以產成品入庫、庫內管理到出庫為主線，從計劃制定、執行處理到完成匯總的全過程管理以及對產成品運輸的調度管理，建立覆蓋四川石化倉儲管理全面業務的操作體系，完成對產成品倉儲管理的全面信息化建設。

實現對人員班次、設備調度使用等日常業務的全面管理，以提高倉儲管理的工作效率和保證其工作質量。

實現包括庫存查詢、盤點、移庫、調整和庫內包裝碼垛、二次包裝、產品寄存、退貨等的全面系統的庫存管理和增值服務管理。

實現對產成品入庫、庫內管理、出庫的各個環節涉及貨位優化分配、優先周轉的策略管理。

實現包括庫存實時動態報表、出庫總量報表、入庫總量報表、進出存綜合查詢報表等各種倉儲管理所需報表的統計分析管理。

實現與其他業務系統（如、ERP 系統等）的集成使用，實現與生產調度等相關部門之間的協調銜接，完成倉儲部門業務數據采集和數據報表匯總。

3 核心業務活動圖

石化固體產品準備下線時，庫房管理員根據生產系統的生產指令信息向倉儲運輸管理系統按批次錄入產品的待入庫信息（產品名稱、牌號、批號、料倉號、數量（預估值）、貨位），并制定產品入庫計劃。

產品下線時，在生產下線處自動包裝，通過流水線運輸到產品碼放區，在此過程中，PLC 系統的計數器記錄產品下線的數量，碼放設備按規格要求（每40 袋）放于托盤。本系統將自動運算出貨位信息，并將其在庫房電子地圖中標柱顯示，以便相關人員能直觀的找到貨位位置。

生產部門與庫房保管員一起盤點確認入庫產品數量，更新系統中記錄的產品數量。產品放入指定庫位后，等待LIMS 系統的質檢結果。根據產品牌號和批號對應關系，取得質檢結果，更改產品狀態為入庫狀態。

庫房管理員根據銷售單位的提貨單和裝車計劃生成產品出庫單，如果是汽車運輸，承運單位簽字確認，產品狀態改為發貨狀態，如果是火車運輸，將鉛封號或篷布號錄入系統，產品狀態改為發貨狀態。最后叉車司機將空托盤運送到指定地點后更新系統內設備使用信息。具體步驟可分為：

3.1 生產下線

分割包裝：產品下生產線后按照毎袋25KG 的規格自動包裝打包；

計量：按照生產產品的屬性如貨物批次、牌號、等級和數量輸入倉儲管理系統需要入庫的成品的總數量。

3.2 碼垛

貨物下線：按照40 袋/托自動地將產品碼放在托盤上。

錄入、關聯數據：操作人員在下線時選擇或者輸入（如果生產線沒有輸入數量信息的話）成品的貨物批次、牌號、等級、數量（默認40）等信息，在倉儲管理系統中建立托盤和貨物的關聯關系，并把此托盤的貨物置為預入庫狀態。

叉車運輸：叉車司機將單盤搬運將貨物從包裝線運送到庫房收貨區。倉儲管理系統自動記錄、統計司機每次搬運的托盤信息并考核其工作量。

3.3 入庫

入庫前檢查：庫管記錄入庫情況，倉儲管理系統顯示該托盤對應貨物的信息（貨物批次、牌號、等級和數量等），庫管核對系統數據和實物數據，如果一致則允許叉車進入后續入庫閘門。如果不一致則允許重置碼垛信息。

貨位引導：系統按照保管員錄入系統的入庫單引導貨位。

貨物上架：成品碼放貨位完畢后，WMS 系統中貨物信息與貨位關聯完畢，貨物狀態由入庫狀態寫為上架狀態，庫存從收貨區移到存儲貨物上。

3.4 出庫管理

出庫單下達：系統接收供應鏈系統的銷售訂單，按照出庫單指定的信息（如品牌、等級、批次號等）鎖定倉庫內貨位上的貨物。

撿貨貨位引導：系統提示出庫貨物的貨位位置，引導叉車到達指定貨位。

撿貨裝車：叉車到達指定貨位后，記錄裝車信息，系統自動復核撿貨貨位及貨物是否正確。

撿貨出庫：貨位及貨物裝車完畢后，WMS 系統中對應托盤貨物信息與貨位取消關聯，庫存狀態由上欄存儲位狀態寫為撿貨狀態，出庫單狀態轉為撿貨完成。

貨物運輸：托盤貨物卸至卡車或者火車站臺后，發貨處獲取物資信息，經確認后WMS 系統中的貨物狀態由出庫寫為發貨。

3.5 移庫

移庫是倉庫必不可少的日常庫內工作之一，WMS 根據一定的規則自動提供移庫建議，如按照庫位的利用率、體積、重量、數量等。

庫管可以根據WMS 系統提供的移庫建議和管理員制定的移庫計劃，審核確認后生成移庫任務指令供叉車執行操作使用。

倒倉單下達：系統根據庫位利用率、體積、重量、數量等自動計算提供倒倉計劃，經庫管審核確認后可以自動生成倒倉任務單供叉車駕駛員獲取。

貨物下架：司機記錄移出庫位和托盤標簽，WMS 校驗庫位和托盤關聯關系的準確性，通過檢驗則給出貨物的信息提示以供現場檢查，通過檢查后托盤貨物信息取消和庫位的關聯關系，貨物的庫存狀態移入臨時庫位。

貨物上架：把托盤移庫移入庫位后，記錄移庫信息，WMS 自動建立托盤標簽和目標庫位的關聯關系，貨物庫存也由臨時庫位移至移入庫位。

3.6 入庫作業活動

入庫管理操作作為倉儲運輸管理的數據源頭，包含預入庫通知、產品入庫確認、二次包裝入庫、產品倒庫管理、破損補料登記等五個功能模塊。如圖1 所示。

圖1 入庫作業活動

1）預入庫通知：貨物碼放完畢后，WMS 系統生成預入庫通知單。

2）產品入庫確認：保管員清點實物，核對預入庫通知單，確定產品入庫，更新庫存信息，庫存增加。

3）二次包裝入庫：對質量或安全性要求高產品，在原有的包裝袋上進行二次人工包裝處理，更新包裝后的庫存量。

4）產品倒庫管理：生成倒庫計劃，進行倒庫確認，完成庫存量的更新。

5）破損補料登記：對破損的產品進行補料登記。

3.7 出庫作業活動

此環節與產品入庫的業務流程相反，庫房管理員根據提貨單，制定產品出庫單，并向叉車司機下達叉車作業單，將出庫產品的位置在庫房地圖中進行標識。其中汽車運輸裝車作業中，可能存在寄存的情況，當汽車運輸方無法將原該裝車產品，全部裝車運輸走時，未能正常裝車運輸的產品狀態轉變為寄存狀態，該模塊包括五個模塊。如圖2 所示。

圖2 出庫作業活動

1）火車出庫管理：獲取待發運清單，制定產品出庫單，完成出庫確認。

2）火車倒車管理：裝車后發現此車不符合發車條件，對已經裝車的產品進行卸車并裝到新調配的車上，此操作不影響庫存量。

3）火車退庫操作：裝車后發現此車不符合發車條件，此時又無空閑的替換車，故對已經裝車的產品進行卸車操作，把產品重新轉移回庫中，此時庫存量要做相應的變化。

4）汽車出庫管理：獲取待發運清單，指定發車計劃，以公路運輸的形式進行發貨，完成出庫確認，刷新庫存余額。

5）出門證管理：給需要出門的汽車車輛，開具所裝產品的出門證，便于門崗管理人員核對車載信息。

3.8 物資管理活動

1）物料編碼：設置物料的基礎信息；

2）物料購入：對購入的物料進行登記入庫；

3）物料領用：對領用的物料信息進行登記。如圖3 所示。

圖3 物資管理活動

3.9 鋼瓶管理活動

1）鋼瓶入庫：對于加氣回來的鋼瓶或者重新購買的鋼瓶信息數據，進行入庫處理；

2）鋼瓶出庫：對于空鋼瓶的信息進行出庫；

3）鋼瓶更換：對已入庫的鋼瓶進行更換到叉車上；

4）鋼瓶賬面庫存：針對崗位，庫房和班組信息來進行統計、打印、導出。如圖4 所示。

圖4 鋼瓶管理

4 核心業務用例圖

石化倉儲系統的核心業務，包括出入庫管理、庫內管理、物資管理、鋼瓶管理、數據維護等，以出入庫管理為例，形成如圖5 所示的用例圖。

圖5 核心業務用例圖

涉及倉儲運輸部、成品車間、包裝車間3 個生產部門的5 個崗位，其中倉儲部保管班長和成品車間保管班長具備操作員權限，同時進行計劃確認、退庫操作、出庫確認等關鍵環節的核對，確保數據正確性。

5 功能視圖

通過對生產作業流程的分析，石化倉儲管理系統的核心功能為支撐整個倉儲操作的順利進行，為此，需要滿足倉儲操作管理中各個環節的操作需求。為了滿足具體作業需要，首先需要提供大量的基礎資料以及各種優化作業策略，然后，當實際操作發生時，自動對倉儲作業全過程的信息進行記錄和統計，從而生成相應的統計分析報表、費用報表等供管理和運營使用。

為保證系統運行快捷高效，需要預先維護大量基礎靜態數據，因此首先基礎數據維護管理尤為必要。

其主要包含產品資料維護、庫房資料維護、包裝線維護、客戶資料的維護、人員資料維護、叉車資料維護等六個功能模塊。

1）產品資料維護：維護產品的基礎屬性，如產品名稱、類別、牌號、包裝形式、計量單位、原料罐等。

2）庫房資料維護：維護庫房的基礎屬性，設置貨位信息，如編碼、庫房名稱、貨位數、庫容、面積，貨位資料維護（所屬庫房、貨位編號、貨位容量）等。

3）包裝線維護：維護包裝線的基礎信息設置包裝線的狀態信息，如包裝線名稱、狀態、所屬倉庫、維護人、監管人等。

4）客戶資料的維護：維護客戶基礎資料，如客戶名稱、客戶類別、聯系人、聯系電話等。

5）人員資料維護：維護庫房運營所以涉及的人員信息，對人員進行編組，如姓名、性別、工種、狀態、保管員編組維護（編組號、人員、所屬倉庫）、裝卸工編組維護（編組號、人員）、叉車司機編組維護（編組號、人員）等。

6）叉車資料維護：維護叉車的基礎信息，如車架號、車號、噸位等。如圖6 所示。

圖6 主要功能結構

6 開發者視圖

本系統采用經典C/S 結構（客戶端/服務器結構），為保證系統低耦高內聚特性，提高系統的靈活性和可擴展性，采用分層設計，將表現層與業務邏輯層分離，實現瘦客戶端風格，克服傳統C/S 結構客戶端邏輯復雜，維護升級困難的弊端。

從上到下依次劃分為展現層、業務邏輯層和數據層。如圖7 所示。

圖7 技術架構圖

展現層：采用華表、ListView 等靈活的控件組合，滿足業務需求。

業務邏輯層：采用Microsoft Visual Studio實現各功能模塊，提供其他層交互接口，管理各個業務對象的依賴關系等；采用Webservice 跨系統通信技術與第三方系統實現倉儲管理數據的交互。

數據層：包括數據源和連接池的管理；查找、存儲、更新、刪除數據庫中數據；事務管理。

7 分層設計風格

展現層：為人機交互提供數據接口。完成對四川石化倉儲管理信息的采集、錄入和各種數據信息、統計分析信息的展示。運用圖形化用戶接口（GUI）進一步提升了用戶界面使用的友好程度、改善了用戶的體驗。如圖8 所示。

圖8 系統結構

業務邏輯層：負責實現系統邏輯的處理過程，該層用以處理用戶錄入或從第三方系統（包括主數據系統、供應鏈系統、LIMS 系統等）中采集到的數據，然后根據四川石化倉儲管理業務邏輯對數據進行加工處理，隨后將加工過的數據傳送給數據層，或者從數據層獲取業務數據按照指定的業務邏輯加工成用戶需要的數據傳輸到展現層以供用戶閱讀使用。

數據層：負責數據的持久化。持久化信息分為文檔數據和業務關系數據，文檔數據以文本形式存放在系統服務器中，業務關系數據存放與數據庫服務器的SQL Server 2008 據庫中。數據層提供對數據的保存、讀取和檢索等功能。

8 系統安裝部署

本系統獨立組網部署，本方案需要購置數據服務兩臺，其中一臺用于日常業務數據存儲，一臺用于數據備份；機柜各一臺；UPS 不間斷電源一套，操作用戶和查詢用戶通過主程序登錄系統，根據權限控制，無訪問權限的模塊將被隱藏。如圖9 所示。

圖9 系統部署圖

9 結論

石化倉儲運輸管理系統可以實現責任追溯、流程控制、經濟庫存、信息實時監控、資源共享等功能目標。實現各部門的業務操作流程及企業基礎信息的標準化，有效地整合各業務單元間業務流程，達到信息共享，將原來的許多靠單據傳遞的數據傳遞流程去掉，簡化原有的業務過程，從而提高工作效率，為企業管理者提供了科學、快捷、準確的決策依據。提升企業精細化管理水平，實現了合理科學的授權機制，提高數據集中處理能力。