1 企業(ye) 簡介

1.1 開發企業(ye) 簡介

本項目的開發單位是中遠網絡物流信息科技有限公司。該公司是中遠集團下屬的IT旗艦公司，也是從(cong) 事物流信息化的專(zhuan) 業(ye) 公司，具有獨立法人地位。該公司自1997年進入物流信息化領域，不僅(jin) 負責中遠集團特別是中遠物流的信息化服務，還廣泛承接集團外的運輸和物流企業(ye) 以及大中型生產(chan) 企業(ye) 有關(guan) 供應鏈和物流係統信息管理平台解決(jue) 方案的谘詢、設計和研發項目。我們(men) 已經為(wei) 煙草、交通運輸、電信、鐵路港口、汽車製造、零售、電子電器、農(nong) 資等行業(ye) 提供了大量優(you) 秀物流解決(jue) 方案

應用企業(ye) 簡介

湖北中煙工業(ye) 有限責任公司恩施卷煙廠是2006年經國家煙草專(zhuan) 賣局批準成立、隸屬於(yu) 湖北中煙工業(ye) 有限責任公司的非獨立法人卷煙生產(chan) 企業(ye) 。企業(ye) 現有從(cong) 業(ye) 人員763人，其中在崗人員696人。

2 需解決(jue) 的問題和思路

2.1 存在問題：低水平的倉(cang) 儲(chu) 無法適應生產(chan) 高速發展

隨著煙草行業(ye) 物流信息化建設的深入發展，對工業(ye) 倉(cang) 庫倉(cang) 儲(chu) 管理信息係統的建設提出了更高的要求。全行業(ye) 形成了“以信息化帶動煙草行業(ye) 現代化建設”的基本共識，初步形成了“數字煙草”的行業(ye) 信息化建設格局，其中數字倉(cang) 儲(chu) 分是其中重要的組成部分。由於(yu) 本項目應用單位湖北中煙恩施煙廠傳(chuan) 統的倉(cang) 儲(chu) 係統信息化程度不高，因此存在以下問題：

1. 隨著“一號工程”的應用和推廣，在提升煙草行業(ye) 整體(ti) 管理水平的同時，增加的“兩(liang) 打三掃”操作環節也帶來成品卷煙倉(cang) 儲(chu) 環節中員工工作量的上升和效率的下降；

2. 隨著湖北中煙“黃鶴樓”、“紅金龍”等卷煙品牌的市場成功，恩施煙廠的生產(chan) 規模不斷擴大，成品卷煙倉(cang) 儲(chu) 管理的壓力和難度持續增長；

3. 在該廠技改前，成品卷煙的倉(cang) 儲(chu) 主要依靠手工記賬方式，定期輸入該廠的ERP生產(chan) 係統中，無法及時了解實時的貨物信息，作業(ye) 效率和管理水平很低；而目前所用的ERP係統倉(cang) 儲(chu) 管理能力較低，缺乏自動化的操作功能，無法達到所要求的高效率。

4. 高效能的倉(cang) 儲(chu) 管理信息係統的缺失導致恩施卷煙廠缺乏有效的貨物管理手段和嚴(yan) 格的批次管理辦法，與(yu) 煙草國家局和湖北中煙提升和深化精益管理的理念相悖；

5. 雖然采用自動化立體(ti) 倉(cang) 庫在成品煙的倉(cang) 儲(chu) 管理方麵可以發揮較大作用，但這種方案投資規模巨大、建設周期長、技術和管理門檻高、投資收益比低等，導致該類項目的可行性和適用性差。

2.2 建設思路：應用物聯網技術建設高效信息係統

現代製造業(ye) 的競爭(zheng) 力在於(yu) 供應鏈管理，而倉(cang) 儲(chu) 管理是物流和供應鏈管理的重要環節。應用物聯網等先進信息通信技術改造傳(chuan) 統的倉(cang) 儲(chu) 管理是實現物流和供應鏈效率提高的重要手段。

基於(yu) 對恩施卷煙廠倉(cang) 儲(chu) 物流管理現狀以及信息化需求的分析，要實現倉(cang) 儲(chu) 物流作業(ye) 過程的信息化、倉(cang) 庫管理的數字化、統計分析的多樣化，必須建設一個(ge) 先進的一體(ti) 化的倉(cang) 儲(chu) 物流管理信息係統，並且實現與(yu) 現有ERP係統的有效對接。同時，針對亟待提升管理的成品卷煙倉(cang) 庫業(ye) 務，采用基於(yu) 物聯網技術的先進數據采集方案，通過無線網絡和藍牙通訊技術實現倉(cang) 儲(chu) 管理信息係統和現場作業(ye) 設備（如手持設備、叉車車載電腦、RFID設備等）以及現場作業(ye) 設備間的有效實時交互，清晰地體(ti) 現物聯網從(cong) 應用層、網絡層到現場傳(chuan) 感和控製層的體(ti) 係架構，從(cong) 而完成一體(ti) 化的倉(cang) 儲(chu) 物流管理過程，提高倉(cang) 儲(chu) 作業(ye) 效率、降低人員勞動強度、優(you) 化成品卷煙倉(cang) 儲(chu) 管理水平、提升成品卷煙倉(cang) 儲(chu) 數據的準確性和及時性。

3 係統簡介

3.1 係統總體(ti) 介紹

3.1.1 係統總體(ti) 藍圖

從(cong) 恩施卷煙廠整體(ti) 角度來說，各倉(cang) 庫運行統一的WMS係統，因此，係統麵向業(ye) 務的架構設計應當充分考慮不同倉(cang) 庫各作業(ye) 環節的一致性，使得係統具有較強的可配置性，即可針對不同物資選擇所需要的係統功能形成不同的業(ye) 務處理過程。

 

3.1.2 係統總體(ti) 物聯網架構

 

根據物聯網經典三層架構體(ti) 係，本係統的物聯網架構體(ti) 係 

本係統在物聯網的感知層主要應用了RFID技術，藍牙技術和條碼掃描技術。

RFID技術主要應用於(yu) 成品卷煙托盤（如下圖所示），可以實現將數字化托盤和托盤上的30箱成品卷煙的信息進行關(guan) 聯並管理；

藍牙技術主要應用於(yu) 智能叉車（如下圖所示），實現安裝於(yu) 叉臂上的RFID讀寫(xie) 器和智能叉車車載終端的通訊，該技術的應用代替了以前智能叉車的有線設計，解決(jue) 了數據線纜容易被叉車機械裝置絞斷的問題；

條碼掃描技術主要用於(yu) 掃取成品卷煙外包裝箱上的貨物國際條碼、“一號工程”碼和庫位代碼信息。

本係統在網絡層使用了無線局域網，實現了在成品卷煙倉(cang) 庫庫內(nei) 無線網絡信號的全覆蓋和在園區內(nei) 無線網絡的部分覆蓋。

通過感知層和網絡層物聯網技術的應用，在應用層構建了基於(yu) 物聯網技術的成品煙智能倉(cang) 儲(chu) 管理係統，實現了包括數字化托盤一次掃碼整托盤出入庫、智能叉車管理等物聯網應用，提高了倉(cang) 儲(chu) 運作效率，提升了倉(cang) 儲(chu) 管理水平。

3.1.3 係統主要操作流程

3.1.3.1 入庫流程

根據成品庫入庫管理的作業(ye) 流程，係統功能配置包括到貨碼盤、入庫上架確認等。

具體(ti) 業(ye) 務應用情況如下圖所示：

手持設備碼盤作業(ye) 方式說明：

工人完成碼盤作業(ye) 後，通過手持設備先讀取托盤RFID標簽；

然後掃描貨物國際條碼，如果此國際條碼對應唯一貨物編碼係統自動找出對應的煙的品種並默認數量30，如果此國際條碼對應多種貨物編碼，手持係統則跳出對應的貨物品種清單供用戶選擇，用戶選擇確認後係統找出對應的煙的品種並默認數量30；

另外係統支持不掃碼用戶直接輸入貨物編碼後，手持係統找出對應的煙的品種並默認數量30的操作。

上架作業(ye) 說明：

叉車上架作業(ye) ：叉車司機叉起上架托盤，自動讀取托盤RFID標簽，係統自動建議上架庫位，司機可以根據係統指引也可人工選定上架庫位，到達指定庫位後人工掃描庫位條碼確認上架位置，放入托盤完成上架；

手持設備上架作業(ye) ：工人手持人工掃描托盤RFID標簽，係統自動建議上架庫位，可以根據係統指引也可人工選定上架庫位，到達指定庫位後人工掃描庫位條碼確認上架位置，放入托盤完成上架。

3.1.3.2 出庫流程

根據成品出庫管理的作業(ye) 流程，係統功能配置包括出庫通知、配貨作業(ye) 、撿貨作業(ye) 、發貨確認等。

撿貨下架說明：下架讀取到RFID標簽時，係統自動查詢出此托盤所要撿貨出庫的貨物清單供撿貨人員確認（貨物編碼、名稱、數量等信息）。

 

底樓裝車出庫操作說明：庫管持手持設備，掃描或者輸入出庫合同號或者準運證號，係統顯示對應出庫清單供庫管核對，核對無誤後確認出庫即可，同步完成WMS庫存扣減以及向ERP發送信息。

出庫操作可能會(hui) 和目前出庫裝車掃一號工程碼動作存在重複的動作且數據不能共享，故係統另外提供人工在電腦終端中的出庫確認，如等出庫後司機簽字單證返回庫管時，庫管根據合同號或者準運證號查詢出庫單證，人工確認出庫，係統完成庫存扣減並發送ERP數據等操作。

3.2 係統功能架構

為(wei) 了充分滿足恩施卷煙廠倉(cang) 儲(chu) 物流業(ye) 務的處理，針對係統業(ye) 務架構設計WMS係統功能架構

3.3 係統數據架構

 

為(wei) 保證數據框架能高效的實現WMS的功能，本次數據架構規劃的內(nei) 容

數據架構主要是基於(yu) 物流行業(ye) 和軟件行業(ye) 的數據標準、數據質量、數據功能以及數據安全標準為(wei) 基礎，物理結構按應用數據庫存儲(chu) 、備份庫存儲(chu) 兩(liang) 個(ge) 部分進行劃分，具體(ti) 內(nei) 容包括：

 

1. 應用數據庫存儲(chu)

應用數據庫存儲(chu) 是本係統的數據存儲(chu) 核心，用於(yu) 為(wei) 業(ye) 務係統功能提供數據來源。為(wei) 有效保證係統的訪問效率及訪問質量，對應用數據庫的設計采用數據來源層、業(ye) 務主題層和功能服務層的三層結構設計。

數據來源層

數據由於(yu) 來源不同，其數據采集的周期、事務控製、訪問頻度差異較大，因此，首先在數據獲取的時候，根據數據的來源進行類型劃分，以優(you) 化數據存儲(chu) 。

業(ye) 務主題層

數據在按照數據來源進行細分後，根據本係統業(ye) 務環節可以進一步細分為(wei) 入庫數據、庫存數據、出庫數據、成品數據、倉(cang) 儲(chu) 視頻數據、泊位數據、設備數據、商務數據、客戶服務數據、成本數據、基礎數據、係統管理數據等業(ye) 務主題，用主題區分數據存儲(chu) 的結構，為(wei) 業(ye) 務功能實現進行數據細分。

業(ye) 務功能層

在實現按業(ye) 務主題進行數據存儲(chu) 劃分後，本係統根據業(ye) 務的具體(ti) 展現功能，對存儲(chu) 在各主題範圍內(nei) 的數據進行抽取，根據數據的要求進行清洗加工，最後通過具體(ti) 業(ye) 務功能進行數據應用，同時要對應用的數據進行審計。此外，係統可以對外部大數據進行分析和獲取。

2. 備份庫存儲(chu)

本係統為(wei) 保證在數據層麵的安全，根據應用數據庫的數據信息，對數據按照生命周期可以分為(wei) 生產(chan) 數據、曆史數據，將采用數據同步技術把數據按曆史數據及實時生產(chan) 數據進行歸檔存儲(chu) ，以保證應用數據庫的安全。

3.4 係統集成架構

由於(yu) 本係統存在與(yu) 外部應用係統及設備的交互，為(wei) 保證係統應用功能的實現，需要本係統通過數據交換平台與(yu) 企業(ye) 內(nei) 部係統和企業(ye) 外部係統進行集成。

本項目涉及與(yu) 企業(ye) 內(nei) 部的NC係統、EAS係統、成品打掃碼係統、聯合調度係統的數據集成以及與(yu) 企業(ye) 外部的國家局網上交易係統、國家局準運證係統、一號工程等相關(guan) 行業(ye) 係統的數據集成，此次數據集成具有集成係統多，數據範圍廣泛，集成技術複雜等特點。

 

基於(yu) 以上結構圖，WMS將以統一的數據集成平台為(wei) 基礎進行建設，按照統一業(ye) 務模型的思想把各係統數據集成起來。因此，根據係統集成的需要，將采用提供相關(guan) 接口的方式進行實現，主要包括以下幾種方式：

1. 遠程數據庫調用

采用遠程數據庫訪問技術，在對方數據庫提供訪問權限的前提下，以應用數據交換功能為(wei) 基礎，實現對數據庫中信息的直接讀取和存儲(chu) ，以達到數據交換的目的。這種方式目前在企業(ye) 內(nei) 部係統間的交換較為(wei) 通用，但受到安全性等影響，在外部係統數據交換方麵很少使用。

2. Web service方式

建立基於(yu) Web Service協議等交換方式的與(yu) 協作單位（承運商、供應商、商業(ye) 公司等）的信息交換標準，使信息資源規劃問題集中在數據交換的標準化、規範化的協調和設計上；Web Service是由企業(ye) 發布的為(wei) 完成其特定商務需求的在線應用服務,其他公司或應用軟件能夠通過Internet來訪問並使用這項在線服務。目前，國家局相關(guan) 係統及部分集團內(nei) 部係統主要采用Web service的方式進供數據接口服務。

3. 基於(yu) TCP/IP的文件交換

主要采用FTP、EMAIL等文件傳(chuan) 輸方式，利用客戶機可以給服務器發出命令來下載文件、載文件，實現對數據的發送和接收，這種方式是以往係統間數據交換通行的一種方式。

4. 其他技術

通過使用第三方提供的相關(guan) 交換平台或技術，來達到對外部係統的數據交換服務，本交換平台將根據不同技術的要求，快速靈活地進行擴充，達到對現有係統和未來外部係統的數據交換擴展。

3.5 係統網絡架構

網絡拓撲圖是在應用架構的基礎上，從(cong) 部署的視角來對應用架構中定義(yi) 的各類係統在未來IT環境中的分布進行具體(ti) 的定義(yi) ，明確每一個(ge) 應用係統具體(ti) 的部署分布策略。

考慮恩施卷煙廠統一的業(ye) 務管控和集中化數據管理要求，WMS倉(cang) 儲(chu) 管理係統從(cong) 網絡設計上采用集中部署方式。

采用此種部署方式，在恩施卷煙廠集中部署相關(guan) 設備，包括應用、數據庫、EDI服務器和磁盤陣列等，硬件部署和外部設備連接均通過防火牆隔離實現安全策略；外部ERP等係統通過內(nei) 部網絡同恩施WMS實現數據交換；庫內(nei) 手持終端（PDA）及叉車車載設備等通過WIFI無線路由連接交換機實現庫內(nei) 操作。

全集中方式部署，所有應用和數據都在恩施卷煙廠得到統一，各種操作指令和操作數據都能在數據中心和下麵倉(cang) 庫之間實時交互，不需要數據同步，係統部署和實施都相對簡單、清晰；由於(yu) 下麵倉(cang) 庫中沒有部署服務器，統一訪問數據中心的係統，所以對網絡的帶寬和穩定性要求較高。

4 效益分析

我公司根據恩施卷煙廠倉(cang) 儲(chu) 物流管理現狀以及對信息化需求的分析為(wei) 其設計開發的倉(cang) 儲(chu) 物流管理信息係統，並已經在施恩煙廠成品庫成功地完成了實施，取得了顯著的經濟效益、管理效益和社會(hui) 效益。

4.1 經濟效益

1. 庫存和資金占用率降低

施恩煙廠成品庫通過WMS的應用，實現了公司整體(ti) 層麵成品煙倉(cang) 儲(chu) 信息的有效整合，有利於(yu) 倉(cang) 儲(chu) 操作速度的加快以及工作效率的提高，例如：高效地完成各種業(ye) 務操作，改進倉(cang) 儲(chu) 管理，提升效率及價(jia) 值；提高物品出入庫過程中的識別率，提高出入庫效率，實時掌握倉(cang) 庫環境狀態及變化；縮減盤點周期，提高數據實時性，實時動態掌握庫存情況，實現對庫存物品的可視化管理等，從(cong) 而使成品煙的平均庫存明顯下降，大幅度降低了資金占用率，帶來了明顯的經濟效益。

2. 產(chan) 量和銷量提升

WMS通過與(yu) ERP係統等的有效對接，實現了真實的市場信息的采集、分析和處理，為(wei) 準確、及時、有效的提供物流服務提供了保障。恩施煙廠能夠根據市場的需求快速、及時做出生產(chan) 響應，在第一時間貫徹執行，並實時監控每一步物流操作和運行。本係統的運用提高了生產(chan) 效率，增強了企業(ye) 產(chan) 品的市場競爭(zheng) 能力，從(cong) 而提升了恩施煙廠的整體(ti) 銷量。

3. 成本降低

通過項目的成功實施，減少了庫存貨物尋找時間，減少了發運錯誤，提高了揀貨速度，大大降低了揀貨差錯率,減少安全庫存，減少違約、延期交貨，提高庫存準確率，實現倉(cang) 儲(chu) 管理自動化、無紙化,提升了恩施煙廠的整體(ti) 物流運行效率，提高了整體(ti) 倉(cang) 儲(chu) 各環節之間的銜接速度和有效性。同時通過對公司整體(ti) 物流信息的有效把控，實現了整體(ti) 物流資源的有效配置，進一步降低了恩施煙廠的整體(ti) 費用。

4.2 管理效益

精細化管理一直是倉(cang) 儲(chu) 管理的目標，但在實施WMS之前，恩施煙廠成品庫業(ye) 務流程的管控和庫存的精細化管理（包括詳細的庫位管理、成品批次管理、作業(ye) 人員管理等），作業(ye) 方式上基本上以目視為(wei) 主。成品庫實施專(zhuan) 業(ye) WMS之後，通過條碼、RFID的數據采集手段，通過嚴(yan) 謹的作業(ye) 流程管控，使得成品庫管理精細化、大大提高庫存管理的準確性，並且安全管理倉(cang) 庫，防止偷盜、惡意破壞等違法行為(wei) ，使成品煙的倉(cang) 儲(chu) 管理上水平。

4.3 社會(hui) 效益

本方案在恩施卷煙廠試點成熟後，基於(yu) WMS係統功能設計的高度可配置可移植特性，可針對湖北中煙其他各煙廠及相關(guan) 倉(cang) 庫統一部署，並進行個(ge) 性化配置以適應各煙廠及倉(cang) 庫的不同作業(ye) 流程及管理要求。同時，可在湖北中煙建立省級WMS管理平台，與(yu) 各煙廠WMS實時交互數據，並可按需要建立統一的接口平台，與(yu) 湖北中煙其他省級係統完成對接和統一管理。

該方案還取得了其他煙草工業(ye) 公司的一致認可，為(wei) 其他工業(ye) 公司的倉(cang) 儲(chu) 物流管理信息係統建設、乃至其他行業(ye) 的倉(cang) 儲(chu) 信息建設提供寶貴的經驗。

5 經驗與(yu) 體(ti) 會(hui)

本方案從(cong) 恩施卷煙廠倉(cang) 儲(chu) 物流管理現狀出發，對倉(cang) 儲(chu) 物流管理所涉及的業(ye) 務類型進行提煉，完成了所需基於(yu) 物聯網技術的WMS係統的物聯網技術架構和功能設計。在進行物聯網技術架構設計時，充分參考了物聯網的三層架構，在感知層應用RFID技術、藍牙技術和條碼掃描技術，在網絡層應用無線局域網技術和移動通訊網絡技術，在應用層實現物聯網倉(cang) 儲(chu) 係統應用構建，豐(feng) 富了在倉(cang) 儲(chu) 管理環節的物聯網技術應用經驗，提升了恩施卷煙廠倉(cang) 儲(chu) 管理的信息化水平。

本項目的實施綜合運用了RFID技術、無線通訊技術和藍牙技術，創新性的將這三種物聯網技術進行有效的融合，帶來了良好的客戶體(ti) 驗和顯著的應用效果。

通過本項目的開發和實施，我公司深刻地認識到，雖然物聯網技術在理論層麵和實際應用中已經比較成熟，我們(men) 也有很多實戰經驗，但是在實際實施和應用的過程中，還會(hui) 麵臨(lin) 很多的挑戰。而這些挑戰可能會(hui) 影響新技術的客戶體(ti) 驗和應用效果，嚴(yan) 重的甚至阻礙新技術的應用和推廣。對於(yu) 諸如RFID這樣的技術，在不同行業(ye) 和應用領域的實施經驗將成為(wei) 該技術應用理論不可或缺的一部分。

例如，在本項目的實施過程中，我們(men) 曾用傳(chuan) 統的智能化叉車技術，在叉車的叉齒後部安裝RFID讀寫(xie) 器天線，用可伸縮的電纜把該天線和裝在駕駛室的讀寫(xie) 器連接起來。然而在試運行過程中，這些線纜經常會(hui) 在叉齒升降過程中被拉扯斷，影響了項目的實施。我公司團隊研究了國外RFID設備廠商的讀寫(xie) 天線與(yu) 讀寫(xie) 器之間的串行通信規程，經過反複試驗，加裝了藍牙發射和接收模塊以取代傳(chuan) 統的有線連接，以藍牙通信技術徹底解決(jue) 了線纜易被智能叉車扯斷的問題。