箱儲片煙RFID系統在醇化庫管理中的應用-以龍巖煙草工業有限責任公司為例

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■龍巖煙草工業有限責任公司 林 郁 徐仰高北京長征高科技公司 徐光虹

1 RFID系統應用于箱儲片煙的醇化庫管理的項目背景

因卷煙生產對片煙醇化的工藝要求和煙葉原料的儲備要求，全國煙草行業每年煙葉采購總量需達到約5 - 6千萬擔左右。以龍巖煙草工業有限責任公司為例，2012年的煙葉采購量為110萬擔，倉儲峰值為193萬擔，倉儲時間一般需要1.5-2年以上，煙葉的倉儲管理對保障卷煙正常生產至關重要。

RFID技術應用于箱儲片煙的醇化庫管理，可改變目前管理中存在的標簽易受損、入出庫效率較低、無法追加信息等問題。該系統通過RFID射頻信號自動批量識別目標對象，獲取相關的數據，供后臺系統鑒別、統計、處理，操作快捷，方便實用。RFID標簽數據具有可加密、數據容量大、存儲信息易于追加、讀取距離大、可識別運動物體等優點，可有效地提高箱儲片煙的入出庫管理效率，節省人力物力，完善和提高倉儲管理水平。

此外，RFID系統還可定位劃分庫房的存儲區域，根據需求靈活制定存儲空間，比對存取貨信息，實時監控存儲狀態等，增強了醇化庫房的智能管控能力，有利于倉儲管理適應更復雜的流轉需求，以滿足現代倉儲管理的需要。

2 箱儲片煙現行管理中存在的缺陷

現階段箱儲片煙的標簽主要采用手抄、機打和光學條碼的形式進行標識，因此，箱儲片煙在醇化庫的管理中，多采用人工錄入和條碼掃描的方式進行入庫、出庫等環節需要對箱儲片煙進行逐件采集，數據采集過程工作量大、效率較低，而且箱儲片煙在運輸、貯存醇化及養護過程中，對光學條碼的完好性影響極大。有數據統計表明，有10%或以上的光學條碼存在磨損、褶皺、污染和腐蝕現象，導致條碼識別困難或根本無法識別，必須重新打印標簽覆蓋在受損的舊標簽上，嚴重影響入、出庫效率和數據的準確性。

條碼標識還有信息量少的缺點，標簽無法更多地體現管理所需要的信息，增加了相關環節的錄入操作工作量，增加人工成本和出錯率，影響管理效率。此外，條碼標識不能進行信息追加，無法在各個流轉環節寫入時間、存放位置、主要工藝指標等管理信息，難以達到高效、精確管理的需求。

3 RFID系統在醇化庫管理中的應用

3.1 箱儲片煙RFID系統的管理模式

在打葉復烤企業的箱儲片煙產品下線處，給片煙箱粘貼RFID電子標簽以代替傳統的標簽。RFID標簽的封裝形式采用不干膠粘貼式紙制封裝標簽，在具有RFID存儲信息的同時，也具有文字、條碼等可視化信息，在外形上與傳統的不干膠標簽完全相同。RFID標簽既方便管理人員的肉眼識別，也使系統具有芯片存儲信息和條碼信息相互備份的能力，符合現階段實際應用需求。

RFID系統通過讀寫器和各種布局的天線，對RFID標簽進行數據讀取和寫入操作，以代替逐件掃描或人工錄入方式。RFID系統的突出特點是可以同時對多個標簽進行讀寫操作，通過建立龍門架天線系統，在抱車通過龍門架時，批量讀取抱車片煙箱上標簽的數據；通過建立電梯內讀寫系統，批量讀取電梯內的箱儲片煙標簽信息，大大提高了數據采集效率。

箱儲片煙RFID系統在醇化庫管理中的應用包括基礎管理應用和智能管理應用。基礎管理應用主要實現入庫、出庫環節的數據采集、數據追加、數據存儲、數據管理等功能，并建立相應的數據接口和數據服務機制；智能管理應用主要實現入庫、出庫環節的產品任務智能比對及信息提示和報警、RFID庫房存放區劃分、存取產品的信息提示和報警、實時庫存狀態在線監控分析等功能。其中，基礎管理應用是箱儲片煙倉儲單位必須具備的管理方式，滿足倉儲管理的日常管理需求；智能管理應用的作用是提高倉儲管理的精確性、靈活性和科學性，滿足日益增長的更高效、更智能化倉儲管理的需求。企業可根據自身的具體情況，采用分步實施、逐步推進的方式，選擇適合本企業的管理模式。

3.2 RFID標簽選型

RFID標準的選擇將考慮下列因素：標準的公信力、標準的應用廣度、相關產品的市場化程度、技術發展趨勢等各個方面，更重要的是要符合箱儲片煙的實際應用需求、工作特性和發展前景。綜上所述，ISO/IEC 18000-6中 TYPE C 的RFID 標準為該項應用中最為適合的RFID標準。該標準兼容EPCglobal C lass1 Gen2空中接口協議，屬于超高頻（UHF）頻段的標準，工作頻率為860 MHz - 960 MHz，在供應鏈應用中處于主導地位。

根據箱儲片煙的流轉特點和實際的應用形式，標簽還應具有抗磨損能力和防腐蝕能力，以滿足箱儲片煙在運輸、搬運和存儲等環節中的抗磨損性能需求，滿足在醇化庫存儲過程中的防腐蝕性能需求。

為滿足標簽的應用需求和數據安全需求，標簽應具備足夠容量的EPC區、TID區、安全區和用戶區。此外，標簽應依據相關標準滿足有毒有害物質限量要求、溫濕度環境要求、數據安全要求、電磁抗擾度要求以及抗靜電性能等。

3.3 現場試驗

2012年10-11月，為驗證和探索RFID系統在箱儲片煙生產、運輸、存儲等環節的實際應用效果，在龍巖金葉復烤有限責任公司生產現場、龍巖煙草工業有限責任公司紅碳山片煙庫房進行了現場試驗。試驗內容包括：4倍濃度環境下的防腐蝕性能測試；抱車抱夾標簽抗磨損測試；現場實際環境下440件箱儲片煙完成打葉成品下線、入高架庫、輥道4件同時出庫、貨車運輸、卸貨、工業企業醇化庫抱車4件同時入庫、電梯8件同時運送入庫等環節的讀寫測試和實際環境檢驗。試驗內容包含了箱儲片煙流轉中的主要環節和情景。

試驗結果表明，經過合理的天線布局設計，RFID系統可完全適應和滿足箱儲片煙在上述各個環節的應用，并具有良好的效果。現僅對與入、出庫環節有關的測試情況加以說明。

（1）抱車夾抱運行時讀寫測試。分別在兩上、兩下4件箱儲片煙的窄正面、寬側面、窄背面粘貼RFID標簽，在抱車通過方向的側面、前上方布置12dbi天線。抱車中速通過時，分別用讀寫器對抱車夾抱的4件片煙箱RFID標簽的EPC區、用戶區進行正向標簽讀寫、側向標簽讀寫、背向標簽讀寫。除對側向標簽讀寫時，被抱車臂直接抱夾的標簽無法讀寫外，其它狀況讀寫效果良好。讀寫效果見表1（表中1m-5m為側面天線距抱車通過路線的垂直距離）：

表1 抱車夾抱4件箱儲片煙運行讀寫測試表

（2）電梯內標簽讀寫測試。在電梯內布置讀寫器及2個8dbi天線，按照平常的入庫方式，用抱車將40批（每批8件）粘貼有RFID標簽的箱儲片煙搬運至電梯，再由電梯運送至存放樓層。標簽粘貼在箱體側面，方位隨機，電梯內完成對8件箱儲片煙標簽EPC碼采集和用戶區的群寫。經測試，對電梯運送的40個批次的8件箱儲片煙標簽的讀取效果均顯示成功，寫入效果也均顯示成功。

3.4 系統結構設計

RFID系統結構由數據讀寫層、監視控制層和信息管理層組成。如圖1所示。

數據讀寫層主要由箱儲片煙RFID標簽、分布在各個讀寫點的讀寫器和天線組成，負責完成對RFID標簽的數據采集和相關數據的寫入工作；監視控制層主要由現場操作站、遠程監控站和網絡系統組成，負責接收管理指令編碼，實現與信息管理層的數據交換，完成數據讀寫的現場操控和遠程監控；信息管理層主要由數據庫服務器、數據管理工作站組成，負責接收管理層下發的指令，生成各類編碼，將信息傳送至監視控制層執行讀寫操作，完成各類數據的存儲和管理工作，并實現與其它管理系統的數據交換。

圖1 RFID系統結構圖

箱儲片煙RFID系統網絡由庫房數據采集網、庫區監控室網絡和庫房管理中心網絡組成，主要實現庫房管理中心與各個庫區現場讀寫節點、卷煙企業廠級網絡、打葉復烤廠網絡之間的數據傳輸，網絡結構如圖2所示。

圖2 網絡結構示意圖

其中，庫房管理中心主要由數據庫服務器、管理應用服務器、遠程監控工作站、數據管理機、客戶端等設備組成；庫區監控室主要由遠程監控工作站、數據處理機組成，用于匯集各個庫房采集到的信息；庫房數據采集網主要由現場讀寫器、天線、現場操作站組成，實現讀寫器與現場操作站之間的信息通信。

4 應用目標和意義

通過RFID系統應用，使上游打葉復烤企業完成相應的標簽初始化和數據追加，使標簽標識信息更加完善和豐富，便于卷煙生產企業入庫時進行相應的管理，以及產品情況、流轉狀態的信息比對，使管理更加完善、精確和快捷；RFID系統完成醇化庫的入出庫運送電梯、抱車通過龍門架等讀寫系統的建立，滿足同時讀寫多件箱儲片煙的需求，完成相應的數據采集和數據追加，并具有遠程監控功能。在節省人力、物力的同時，有效地提高了入、出庫的效率，完善和提高了庫房管理水平。

RFID系統建立片煙醇化庫房RFID存儲區的劃分和定位系統，實現存儲狀態的動態監控，及時掌握箱儲片煙的位置、流向和數量，并建立實時信息提示和報警系統，實現倉庫管理數字化、智能化，為決策和計劃管理提供支持。

該系統的推廣應用，將為煙草企業物流管理提供一個高效的信息采集渠道，充分體現現代物流管理的敏捷性，也為行業片煙產品追溯提供了一個有效的信息管理平臺，為箱儲片煙倉儲管理的物聯網建設打下堅實的基礎。