基于頂層設計的卷煙廠智能倉儲系統設計與項目實施

劉艷超，張同亮LIU Yan-chao,ZHANG Tong-liang

（1.武漢問道信息技術有限公司，湖北 武漢 430022；2.交通運輸部公路科學研究院，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，煙草行業通過加強信息化的建設，初步建立了標準化的管理體系，保證了卷煙生產及成品倉儲管理需求。全行業形成了“以信息化帶動煙草行業現代化建設”的基本共識，初步形成了“數字煙草”的行業信息化建設格局，其中數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現了通過ERP系統管理，但是ERP管理僅實現了對煙草倉儲庫存賬目的管理，還沒有實現對倉儲作業的精細化管理。目前倉儲作業中還存在大量的手工操作，工作效率低下。在出、入庫及庫存盤點中的貨物信息往往是手工填寫到紙面單據或人工錄入到計算機中，貨物出、入庫登記手續繁瑣，庫存盤點統計困難，大量的實時數據信息傳遞滯后，導致管理人員不能及時掌握庫存量，動態調節最低庫存或實現零庫存。由于數據的采集方式難以標準化，降低了倉庫空間利用率，最終影響企業效益[2]。

煙草行業的信息化建設任務對煙草倉儲物流的信息化和精益化管理，快速響應用戶需求提出了更高的要求，需要細化到每一件貨、每一貨位、每一托盤乃至每一業務動作的有效管理，從而實現物流作業的總體信息至管理層所需要的管理決策信息的快速轉化將成為現階段持續提升物流管理水平的工作重心。在此現狀下，建立一套先進的一體化的智能倉儲物流管理信息系統迫在眉睫。

圖1 頂層設計組成框架圖

1 智能倉儲的系統設計

1.1 設計的方法。由于煙草行業物流系統具有一定的基礎，需要在現有條件下充分考慮行業物流信息化發展的趨勢和總體任務，因此采用頂層設計理論方法設計煙草智能倉儲系統。根據卷煙廠物流管理的業務需求，提出智能倉儲系統的業務架構、應用架構和技術架構。按照適度超前的原則，采用RFID技術采集數據，改造智能叉車，實現數據采集自動化，符合煙草行業發展物聯網體系的整體要求[3]。明確工程建設內容與業務管理，進一步延伸和豐富規劃，統籌考慮業務職能、建設條件、信息資源、業務應用和保障環境等各要素之間的關系，提出適應煙草行業智能物流系統的總體框架（如圖1所示）。

1.2 總體目標和總體架構。系統設計總體目標是采用先進的技術，基于嚴謹的作業流程管控，實現對卷煙廠成品庫、輔料庫的精細化管理，提升卷煙廠物流管理水平。具體表現為：

（1）實現倉儲物流信息化管理、突破傳統倉儲業務的瓶頸，克服手工作業，勞動強度大、容易出錯等存在弊端，實現自動化、信息化的管理。

（2）實現精細化管理目標。實施智能倉儲系統之后，通過條碼、RFID的數據采集手段，通過嚴謹的作業流程管控，使得成品庫管理精細化、大大提高庫存管理的準確性，使成品煙的倉儲管理上水平。

（3）融合先進的RFID、條碼等信息采集技術，加強對卷煙成品、輔料倉儲的集中統一管理，推進建設統一規劃的倉儲物流信息支撐系統，支撐企業的高效運營，為最終建設由總部和各煙廠統籌協調運作的物流一體化供應鏈體系打下堅實基礎。

為了充分滿足卷煙廠倉儲物流業務的處理，針對系統業務架構設計智能倉儲系統總體架構如圖2所示。

整個系統架構分成五個層次：用戶層、渠道展現層、應用服務層、應用集成層和資源層。用戶層主要是負責請求的調度，主要是HTTP用戶請求，系統根據請求類型轉發給渠道展現層來進行展現。渠道展現層：主要是負責將用戶的請求處理結果返回給用戶層進行展現。應用層封裝了各應用子系統的業務邏輯。應用層與用戶交互的功能運行在應用服務器中。應用層和數據層之間通過中間支撐層進行交換數據[4]。應用集成層：主要是將應用層和資源層交互的數據進行集成，形成所需要的數據結果集。資源層：提供JDBC、J2EE、WEBSERVICE等協議和接口，為應用服務層和集成層之間提供數據轉換、數據訪問、數據存儲。

智能倉儲系統中成品庫將會與煙草企業ERP系統完成對接，包括基礎信息、出入庫指令及反饋等信息的實時對接。WMS提供對系統間接口信息的查詢和處理，可查詢WMS系統與ERP系統之間的數據交換信息進行查詢、導出并進行重發等操作和管理。

1.3 倉儲系統的業務架構模型。業務架構是從卷煙物流管理與服務角度對業務覆蓋范圍內的過程、環節、規則的細化、抽象和建模。按照煙草行業業務技術標準要求[5-7]，從卷煙廠整體業務角度來說，系統面向業務的架構設計應當充分考慮不同倉庫各作業環節的一致性，從而使得系統具有較強的可配置性，即可針對不同物資選擇所需要的系統功能形成不同的業務處理過程。構建的業務架構如圖3所示。

1.4 技術架構。技術架構是基于應用架構和數據架構，根據信息技術發展趨勢以及相應的實踐經驗，從系統技術實現角度提出的總體技術實現方案。智能倉儲物流系統本著開放性、兼容性、易實施等原則，采用基于面向服務的體系結構進行系統構建。整個系統建立在以J2EE為主導的技術支撐體系平臺基礎上，實現功能上統一協作的軟件支撐環境。采用SOA架構的好處在于整個系統的接口采用中立的方式進行定義，獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言，使得構建的服務以統一和通用的方式進行交互[8]。

1.5 煙草行業集團式管理對倉儲系統未來的展望和拓展。目前煙草行業企業正在聯合重組，以省級工業公司為中心，通過各種模式整合。目標實現總公司、卷煙工業企業二級母子公司體制，建立符合煙草特點的現代產權制度和現代企業制度。根據煙草工業行業改革的方向和合并重組的需要，各省工業企業集團管控的關鍵在實現集團內的集成、管理控制與業務協同。

圖3 業務架構模型

為了符合煙草行業集團式管理的趨勢，智能倉儲設計不但要考慮卷煙廠的倉儲實際業務，同時也要考慮總部統一的業務管控和集中化數據管理要求，系統數據傳輸符合煙草商業企業卷煙物流倉儲管理系統數據交換標準，形成標準的數據接口[4]。未來在建立省級WMS管理平臺時，與各煙廠WMS實時交互數據，并可按需要建立統一的接口平臺，與其他省級系統完成對接和統一管理。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 智能倉儲系統的實施要點

在工程實施過程中要嚴格按照工程進度實施，經過實施、測試、修改、再測試和工程驗收等環節，最終保質保量的完成工程。在實施過程中有經驗，也有教訓。將工程實施過程中的經驗教訓總結、共享，為后續同類的數字倉儲項目積累經驗，促進行業現代化物流發展。

2.1 全員參與、一把手工程。考慮到本項目是湖北中煙集團的試點工程，對后續整個湖北中煙集團的智能倉儲系統的實施具有重要意義，因此本工程確定為一把手工程。項目立項初期，即成立項目領導小組，由系統設計和實施方項目組人員和甲方各相關部門經理及業務骨干組成。由甲方一把手領導擔任組長，便于協調各部門關系和業務流程定義。項目立項初期，由項目領導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，上下統一思想。項目實施初期，由項目領導小組召開項目實施動員大會，定義說明新的業務流程，各部門協調運作，配合整個項目的成功實施。動員職工積極參與到物流信息化建設中。

2.2 加強預測試，提升實施效率。智能倉儲物流系統中采用RFID技術來自動化采集作業數據。由于RFID設備對電子標簽數據讀寫成功率受周圍工作環境影響大，在上線之前部署了與工作環境相似的測試環境，系統測試了RFID設備的選型和部署位置的影響，避免了在上線實施中RFID設備受環境影響的問題，實施過程順利完成。

圖4 全省卷煙物流管理框架

2.3 方案的合理調整、叉車改造。實際實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致信號線的斷裂，從而影響車載系統的正常運行。經過測試，之前方案的信號線可以支持2個月左右的連續工作。發現此問題，項目組工程師一方面及時尋找更優質的鋼絲線來替換，延長使用壽命。另一方面項目組又經過論證，調整之前的方案，決定采用了藍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致磨損的可能性，又經過大量的測試論證，最終叉車在采用藍牙通訊方式之后，取得了非常好的使用效果。

3 結論

結合卷煙廠倉儲物流的實際，以增強倉儲物流的信息化和精益化管理為目的，采用RFID技術加強數據采集的自動化。以頂層設計理論為指導和煙草行業相關技術標準為依據，對倉儲物流管理所涉及的業務流程進行梳理和提煉，形成智能倉儲系統的業務功能框架模型，提出多層的系統總體框架。以煙草行業數據交換技術標準為依據，規范倉儲系統的數據接口，為下一步推廣到集團式管理奠定基礎。提出了省級卷煙集團倉儲系統的基本應用框架，滿足各層次信息系統的管理者、使用者對倉儲物流業務管理的信息需求。

本文所設計的智能倉儲物流系統在湖北恩施卷煙廠進行了成功的系統實施，對實施過程中的經驗和教訓進行了總結。實施成果表明本系統在技術上是先進的，在架構上是合理的，提升了湖北中煙的倉儲物流管理水平。

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