物联网仓储管理系统(基于物联网的智能仓储管理系统)

 

面对竞争日趋激烈的市场环境以及客户需求的日益多样化,烟草企业仓储系统的及时响应和灵活调整显得尤为重要。在互联网+和智能制造发展的背景下，湖北中烟工业有限责任公司从整体业务角度出发，深入研究智能仓储的管理模型应用，使仓储管理逐步向自动化、集成化、智能化的方向发展。本文对基于RFID技术的仓储管理系统设计进行了研究，以期为优化仓储管理系统提供依据。

随着信息技术不断发展，互联网技术在处理物流信息传输、信息共享以及信息处理成本等问题方面有了突破性进展，而且越来越多的企业对智能仓储管理系统逐渐认可并着手规划建设。

智能仓储管理系统将数据库技术、通信技术、网络技术、数据采集技术以及自动化识别技术，与仓储功能等进行有机结合，进而实现准确、高效和实时的物品信息存储和管理效果，从而更好地满足工业互联网平台的深度融合要求，构建基于海量物流业务数据采集、汇聚、建模、分析和服务，促进仓储管理平台化，提升信息化融合水平，也能够保障物流企业的良性发展。

为了顺应形势发展要求，湖北中烟工业有限责任公司（简称湖北中烟）审时度势，适时将两化融合列入1355企业方针目标，并把物流信息化作为两化融合的重点提升目标之一。同时，鉴于目前原料库管理手段落后、信息化建设缺失的现状，开始建立智能仓储管理系统，解决原料库信息化短板问题。

一、智能仓储管理的背景

1. 湖北中烟烟叶醇化库管理的现状

目前湖北中烟的原料仓库总容量536.5万担，由于缺乏信息化系统支撑，整体智能化水平较低，绝大部分仓库管理仍以人工处理为主，大量重复作业和成本重复投入，运营高成本低效率；库存、养护信息滞后，无法实现智能分析、管理、跟踪，难以进行批次管理和产品溯源，无法满足公司整体发展规划要求，迫切需要建设仓储管理系统解决当前存在的实际问题，提升信息化融合水平。

2. 仓储管理的需求分析

遵循统一平台、统一数据、统一网络、统一规范的信息化建设思路，构建统一的智能仓储管理系统。通过智能仓储管理系统建设，完全取代原来一直用人工管理的工作方式，避免由于管理人员的工作疏忽和管理质量问题所造成的各种错误，及时、准确、高效地完成仓库管理和集中调度管控。具体如下：

（1）满足仓储自动化作业：通过引入新技术与库内设备相结合，提高作业效率、降低作业差错率，全面掌握人员动态信息，细化设施管理，进一步提升企业仓储内部作业流程自动化、协同化和高效化。

（2）推进智能养护建设，融合先进的RFID等信息采集技术，集成集中检测的自动化集中检测线系统、醇化库内环境温湿度和主要作业节点的数据采集管理功能，最终实现对整个原料醇化库的全过程监控和记录。

（3）实现精益化管理：应用条码和自动识别技术的现代化仓库，对仓库流程和空间进行管理，实现批次管理，快速出入库和动态盘点，并快速帮助各烟厂的物流管理人员对库存物料的入库、出库、移动等操作进行全面地控制管理，有效利用仓库存储空间，提高仓库的仓储能力，在物料的使用上实现先进先出，最终提高企业仓库存储空间的利用率及企业物料管理的质量和效率，降低企业库存成本。

（4）实现信息决策分析：在各仓库管理业务中发生的各项记录、数据、标准和制度，做到深度挖掘、科学分析、快速反馈，形成对整个物料出入库和在库流程的移动、可控管理，为仓储管理系统实现出入库、盘点数据深度挖掘提供数据支撑。

3. 仓储精细化管理

仓储管理智能化：利用物联网、自动化、信息化技术,建设智能数字化仓储管理，实现对仓库的科学布局、对流程的科学调度，实现对原料仓库的出库、入库、在库等各作业流程的精细管理，提高仓储管理管理水平，提高仓储管理的工作效率，降低仓储成本，减少差错率，优化烟叶的作业流程，缩短烟叶的搬运时间，从而降低企业生产成本，体现仓储管理的经济效益。

环境管理精确化：利用传感器等物联网技术，通过对温湿度环境、包芯温度水份以及虫情信息的录入和监测，实现对环境数据的全面感知，并通过与库内环境调节系统的联动，形成智能化环境监测与控制系统。

养护管理精准化：通过对环境数据的智能分析、养护作业的智能调度、库内垛位精确管理以及全生命周期的抽检管理，实现对原料的精准养护，使烟叶状态及质量可控，提高烟叶仓库的养护水平。

数据服务精到化：通过对仓储管理中各项数据的的汇总与处理，为决策提供依据；通过对环境、仓库作业以及养护数据的处理和分析，提高烟叶仓库的养护水平；利用全流程数据痕迹化，为烟叶管理的正向追踪、反向追溯提供数据支撑；通过与供应链上下游环节的数据共享，为生产配方等进行数据支撑。

二、智能仓储管理系统的规划

1. 智能仓储基础数据管理

仓库管理业务中发生的各项记录、数据、标准和制度，包括以下内容：货位数据、条码数据、物料数据、设备编号、养护员管理、仓库数据、分组管理、系统标识等，结合烟叶批次管理信息，可创建并管理烟叶电子档案，为实现养护环境数据深度挖掘提供数据支撑。按照清洁仓储、智能物流的管理要求，醇化库的货位按照标准化管理原则进行设计，货位编码和原料追溯系统相结合，保持一致性。

2. 智能仓储业务管理（如图1）

根据湖北中烟工业有限责任公司十三五信息化建设的整体框架设计，仓储管理系统将向上延伸至湖北中烟物流综合管控平台，并与运输、仓储管理模块对接，从作业调度层面实现时间窗口管理与到仓库预约功能，从作业执行层面支撑仓库现场的各项作业管理，科学地规划仓储资源的运用，为实现中烟级别物流管理和仓库整体统筹、资源分配打下坚实基础。

同时，仓储管理系统还将与智能园区系统、集中检测线系统、醇化库内监测系统等集成，完成对库内资源的整合、集成和提升，对收货、入库、存储、养护、出库等全流程实现信息化集中管控，打造原料仓储物流的业务闭环，初步实现库内作业过程信息化、仓库管理数字化、统计分析多样化，为各级管理者提供全面、及时、准确的数据信息和严格、规范、高效的管控手段，满足标准化、规范化、科学化、一体化的原料醇化库管理需要。

三、系统总体架构设计

1. 硬件支撑

互联网小常识：基础服务器一般是只有1个CPU，工作组级服务器一般支持1-2个CPU,部门级服务器一般支持2-4个CPU，企业级服务器一般支持4-8个CPU。

在仓库区域内使用企业局域网，配备一定数量的计算机和服务器，为了方便手持RF的操作，车载终端及RFID通道门的自动识别，需要在仓库中使用无线AP，满足数据传输和用户的使用需求。此外，还需增加打印机等相应的辅助设备，实现报表、条码、仓位等的打印等功能。

2. 软件支撑

采用基于J2EE或.NET多层架构的B/S结构和组件开发技术，进行系统架构设计和开发，通过安装WEB浏览器进行企业内的Internct终DITCP/IPtV端访问。用户只需要通过Web浏览器，就可处理系统中各个功能模块操作。B/S模式的有点是可以降低系统维护与升级的工作量和成本，还简化客户端，方便操作。

按照统一的数据标准进行开发，包括元数据标准、主数据标准、信息分类编码标准等，以确保信息系统数据的规范性、一致性，满足湖北中烟对数据充分共享和应用的要求。智能仓储系统用Oracle 12C数据库作为本系统的数据层，Oracle 12C数据库可以提高数据件的访问效率和有助于不同类型的数据查询，可以有效解决系统数据库质检的检测和解决冲突。系统在开发设计中，通过RedHat Linux7.5连接数据库，执行SQL语句完成数据查面、添删、修改。另外，.NET作为目前被广泛使用的面向对象编程语言之一，具有跨平台、分布式、解释性、可移植性等特点，使系统的实现更加安全、可靠。

3. 系统体系结构设计

系统从总体结构上可划分为决策层/功能应用层、执行接口层、数据支撑层3个层面。系统通过决策层/功能应用层与用户进行交互，通过执行接口层访问后台数据库，实现对底层数据的连接、查询、调用和暂存，通过数据支撑层由管理员对数据进行维护，以保障功能模块运行时的数据共享和调用。

四、系统模块

建设主要是搭建原料库智能仓储系统，通过使用RFID、信息集成等技术，以原料的流通与信息沟通为基础，提供贯穿原料全生命周期的完整信息化服务，实现业务各方共享的信息化平台。建设功能包含出/入库管理、质检管理、养护管理、RFID应用、移动作业管理、基础信息管理等主要功能模块，并实现与物流系统、供应链系统、智能园区、温湿度等系统进行集成与对接。

1. 基础信息管理

基础信息管理是对仓库管理业务中最基础的记录、数据、标准和制度，主要包括货位数据、条码数据、物料数据、设备编号、打叶员管理、仓库数据、分组管理、系统标识等。

2. 入/出库管理

作业人员接收仓库管理系统下发任务进行处理，并将处理结果反馈给仓库管理系统。对库区货物进行预收货/出库、并形成入/出库通知单，根据入/出库通知单形成收货单/出库单并确认形成上/下架单，主要包含：入/出库通知单、收货单、上/下架单管理。

3. 质检管理

质检管理是作业人员通过移动终端对相应区域完成质检动作。用户可以对库内存储的物料进行质检操作，系统默认列出物料状态为待检的货位供用户选择（用户可以指定对某一区域的所有货位、某个货位或某种物料进行质检）。用户对物料检验之后，可以对当前质检的物料作质检合格、质检不合格或待检状态处理。

4. 养护管理

养护管理是仓库管理人员对储存的烟叶商品进行的经常性保养和维护工作，是烟叶储存业务的一项重要内容。基于运用无线传感设备、温湿度探测仪等技术对烟包和存储环境实时检测，从养护方法采集、养护策略管理、养护策略编制、养护计划调整、历史养护任务、养护任务分配、历史任务管理、养护任务预警、养护作业跟踪和养护作业调整等维度，建立物料养护的目标、数据采集、任务分配&预警、历史数据查询、养护调整的闭环控制，通过以上管理措施实现对烟叶在库的全生命周期的管理，方便我们查看历史数据，做好后续烟草的存储养护操作。

5. RFID应用（如图2）

采用车载RFID、预埋RFID标签及RFID检测门的方案进行设计，仓储系统与RFID设备集成，与RFID系统进行数据处理。处理环节包括：打码、入库扫码、检验扫码（集中检验区、进口烟质量检验）、养护扫码和出库扫码等各环节。实现对出入库作业、在库管理等业务的全过程管理，以及出入库4件片烟的自动一次性扫描识别，并实现片烟跺位自动识别，实现出入库防差错、移库防差错报警等功能，实现可视化仓储监控作业。

6. 移动作业管理

移动作业管理主要通过介绍仓库管理系统下发的作业任务进行处理，并将处理结果进行反馈。主要实现温度抽检、湿度管理、包芯温度检测、水分检测记录、熏蒸管理、质检处理、盘点处理及养护等各个环节中的功能，采用无线设备将数据录入系统中，实现对物流中心各环节的作业及管理进行移动化即时管理及监控。

互联网小常识：多宿主主机是具有多个网络连接口卡的主机，每个网络接口与一个网络连接。由于他具有在不同网络之间交换数据的“路由”能力，因此也被称为“网关”。但是如果将多宿主主机用在应用程序的用户身份认证与服务器请求合法性检查上，那么这一类可以起到防火墙作用的多宿主主机就叫做应用级网关或应用网关。

五、效益提升

智能仓储系统的实施和优化是一个长期的系统工程，现从作业效益、管理效益、经济效益等对仓储应用效果进行简单分析。

1.自动化程度的目的在于提升企业的信息化程度，并将企业的流程进行规范，使其能够被信息系统所识别。通过对企业的信息化改造，能够对订单的执行情况、生产线的生产能力、设备的产能、物料库存等各方面有一个整体把握，对生产各环节进行全面的管理和控制。通过采用RFID技术和无线网络技术，对成垛原料进行标识、存储成垛原料中的烟箱条码信息，并利用RFID的可读写功能，将条码与RFID电子标签相结合，实现烟厂以垛为单位进行出厂扫描、原料流通企业以垛为单位进行工业生产出库扫描。以及提升现有仓库管理水平，提高工作效率，保证仓库管理的准确性以及信息更新的及时性，彻底改变以往的信息记载和传递方式，真正实现仓库管理的现代化。

2. 管理效益。消除了待检区产品堆积如山的现象，做到了来货直接收货，收货直接上架入库等操作；在智能仓储系统中可以快速查询仓储中物料的库位、数量、品规、等级等信息，便于仓管人员出库。提高了仓库流程中各个节点的反应速度，也为仓库流程中各个节点信息的可视化、透明化管理提供了支持。

3.经济效益。在智能仓储系统的支持下，企业的仓储流程信息实现了透明化、标准化和精简化，物料存储信息的准确性、出人库效率、库存的盘点效率都得到了很大的提升，进一步降低了作业出错概率。同时提升了物料的仓储管理水平，有效降低了仓库人工成本、采购成本及库存成本，相应降低了企业经营风险，增加了经济效益。

互联网小常识：交换机是数据链路层的网络设备。其基本功能有三个：a、建立和维护交换表（目的MAC地址，端口，所在VLAN）。b、在发送端和接收端建立一个虚连接。c、完成数据帧的转发或过滤。

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