面向新材料企業的智能物流管理系統設計

王瑞江，朱曉霞，夏艷麗，張莉莉

（1.中國國際工程咨詢有限公司，北京 100048；2.河北科技大學 理學院，河北 石家莊 050018；3.中咨工程管理咨詢有限公司，北京 100048）

1 引言

兩化融合方興未艾，新一代信息技術高度融合先進管理思想，日益滲透實體經濟，形成新型的生產方式、商業模式和經濟增長點，激勵企業投身于物流信息化建設之中，通過信息化、智能化和精細化管控，引領企業物流管理模式革新，催生智能物流新范式，實現提質降本增效[1-2]。

眾多企業憑借敏銳嗅覺將智能物流、智能管控、供應鏈管理等技術應用在生產管理全過程，實現“產銷一體、管控銜接、三流協同”，提升質量控制技術、控制運營成本、完善物流管理機制、優化三流流程等，實現企業智能化物流管理新模式，為企業高質量發展創造條件。郭占山等利用物流一卡通平臺與企業ERP無縫對接技術搭建了常山南方水泥有限公司的物流信息系統，實現了企業物流的集中管控[3]。俞樞根等以新型建材水泥廠為研究對象，構建了一個全過程無人干預的信息化管理系統，實現了企業產供銷的集成化、智能化管理[4]。周正文等采用B/S結構和Web服務系統設計了株洲時代新材料科技有限公司的物流運輸系統，有效解決了物流管理信息化難題[5]。余國林采用C/S架構設計了葛洲壩鐘祥水泥廠的物流信息系統，開發了車輛調度、道閘控制、過磅計量等一卡通平臺，并與企業ERP形成無縫對接，提高了物流服務效率[6]。申世武和梁小波等分別以柳鋼礦石物流園區為面向對象，設計了一卡通車輛信息系統，規避了管理風險和操作漏洞，實現了企業物流全程監控及防范，提高了企業物流管理水平[7]。郭忍強提出了一個面向大型礦山企業物流的SOA系統結構，主要涵蓋了客服、倉儲、運輸配送、財務管理等功能模塊，強化企業物流管理水平，提高了企業運營效益[8]。

本文以某環保新材料企業為例，回顧物流系統優化建設過程，融合互聯網、物聯網、大數據、ERP系統和一卡通平臺等新一代信息技術，探索出的一種工業化與信息化深度融合的全新模式，建立了一個現代化、智能化的物流管理系統，旨在解決企業日益寬泛的規模需求，提高物流運作效率，力求為相關企業以兩化融合推動轉型高質量發展提供一些參考。

2 企業介紹與需求分析

2.1 企業介紹

某新材料公司是以石灰石（碳酸鈣）原材料深加工為主導產業的企業，石灰石開采加工生產線，年處理能力1 000萬t，未來獲取臨近礦產資源產能可達到年生產能力2 000萬t，主要包括綠色建材、脫硫劑、冶金溶劑、高端（輕、重）碳酸鈣填料、工業廢處理劑石灰以及食品級碳酸鈣填料等產品。目前，生產區建成了4條鈣質脫硫劑生產線，年生產鈣質脫硫劑330萬t，冶金溶劑生產線1條年產400萬t，工業廢酸處理劑生產線1條年產100萬t，綠色建筑材料生產線年產100萬t，加上其他原料30萬t進廠，累計物流量年累計1 000萬t，按照工作日計算每天4.5萬t，平均日進出廠區的車輛近1 000輛左右，物流規模大。另外，廠區優化布局了6臺電子地磅，3條田字環形物流通道，12個散、袋裝車臺面，1個電子閘門（人車分離），門外設有停放100輛運輸車的暫停區，聯通外界3.8km外的交通道路的是一條寬度約4m的鄉級道路，廠區來往車輛較多，外聯道路狹窄、彎多復雜，易發生交通堵塞和事故，物流車輛組織難度極大。

2.2 需求分析

新材料公司產品需通過多種車輛運輸，作業時需要與生產、計量、裝卸、倉儲、門禁、打卡、核算等環節的設備協同運行，同時要統籌在途車輛的精確調度和精準計量。因此，系統設計的總體目標是以現代信息技術為支撐，以互聯共享、統籌優化、集中管控、協同集成為基礎，在滿足管理規范、生產安全、服務和諧的前提下，打造一個融合管理、智能化、信息化和數字化為一體的智能物流平臺，實現企業穩定生產、提質增效和物流通暢，有助于提升企業的管理水平。經過實際業務摸底，公司物流管理系統的需求如下：

（1）系統面向客戶、企業本身、物流承運商等用戶，能夠集成三者信息，互聯互通，實現信息共享。

（2）系統整體功能簡易化、流程標準化、數據信息精準化、管理可視化。

（3）系統滿足企業多業務模塊處理的便捷性、協同性。

（4）系統能夠無縫匹配企業內部ERP系統，一卡通平臺，實現“產銷一體、管控有序、三流同步”，實現在財務、銷售、生產、庫存、采購、計量、運輸等方面的智能化管控。

（5）系統能夠解決廠區內外物流通道通達性，不出現堵塞、事故以及其他可能存在的安全隱患。

（6）能夠利用移動互聯網，實現各環節間信息共享的及時性、便利性及精準性。

3 物流系統設計架構

3.1 總體設計方案

針對新材料企業現狀與需求，系統覆蓋了采購、生產、銷售、計量、倉儲、物流、質檢、能源等企業生產經營的各個環節，對企業供應鏈物流進行全程管理。系統規劃設計方案，一方面采用互聯網、云計算、大數據及移動通信技術等新一代信息技術，在企業原有ERP平臺的基礎上，結合一卡通物流系統的功能模塊[9]，實現企業生產經營各環節無縫銜接，信息實時集成共享。另一方面結合互聯網和移動微商平臺，為企業物流提供全過程生態鏈服務，為客戶、原料供應商、承運商、司機提供優質高效服務，實現管理智能化、信息集成化、服務和諧化。

3.2 系統總體架構

本文是在既考慮了系統的開發性、統一性、標準化原則，又充分體現先進性、前瞻性和實用易用性原則的前提下，規劃設計了新材料公司的智能物流管理系統，它是由多個子系統組成的交互、復雜的智能平臺，其總體技術架構如圖1所示。

3.3 系統網絡結構

本文的智能物流管理系統網絡結構采用分層設計方法，自下而上依次分為感知層、網絡層和應用層三部分，如圖2所示。

感知層位于網絡結構的最底層，是系統數據信息采集的核心部分。它是通過各類RFID、傳感器、終端設備、IC讀卡器等對物流運輸全過程的數據進行采集。

網絡層位于系統中間層，負責數據信息的實時傳輸層。本文物流管理系統的數據通信訊技術支持GPRS、3G、Wi-Fi等方式。業務數據終端設備采集經TCP/IP協議傳輸至交換機，最終到達中心服務器中。

應用層采用目前主流的C/S構架模式實現，為用戶提供可支持智能手機、PAD、PC、大屏、多媒體查詢機、TV等豐富終端適配能力的各種互聯網終端，管理服務器終端保證資源合理配給，提高運作效率。

圖1 智能物流管理系統總體架構

圖2 智能物流管理系統網絡結構圖

3.4 系統功能設計

3.4.1 系統總體功能。本文智能物流管理系統以供應鏈管理理念為基礎，融合了企業ERP系統和一卡通系統兩大技術，實現進銷存一體、管控有序、三流同步的智能化管理。其中，進銷存、財務管理等業務功能模塊仍在企業ERP系統內實現。采購物流、銷售物流、廠內短倒物流在物流一卡通系統中實現，通過優化各部分業務流程，采用IC卡、RFID、車號識別、移動互聯網等終端技術實現物流車輛從網上預約管理、收發制卡、門禁控制、智能引導、進出廠監控、過磅計量監控、裝卸排隊等子功能模塊。一卡通系統與ERP系統無縫銜接，實現了各環節信息共享、實時互聯互通和驗證監控。智能管理系統主要功能模塊如圖3所示。

系統實現功能主要實施范圍包括采購物流、銷售物流、廠內調撥物流以及計量監控系統和車輛排隊系統。

3.4.2 采購物流功能。新材料公司需要外購原料生產碳酸鈣高端產品，受資源條件限制，部分原材料需要外采。因此，原料進廠全過程中形成采購物流業務，包括讀取ERP采購訂單、采購預約、業務審核、發卡、排隊、門禁檢查（進廠）、計量毛重、料倉卸車、計量皮重、收卡、門禁檢查（出廠）、發貨錄入ERP采購系統的全過程，具體流程如圖4所示。

圖3 智能物流管理系統功能示意圖

圖4 采購物流一卡通系統流程

3.4.3 銷售物流功能。新材料公司出售產品時，產品從公司轉移至用戶的物流活動，稱為銷售物流。銷售物流功能模塊包括讀取ERP銷售訂單、銷售預約、業務審核、倉位確定、發卡、排隊、門禁檢查（進廠）、空載計量、裝車、載重計量、收卡、門禁檢查（出廠）、發貨錄入ERP銷售系統等模塊，是對新材料產品銷售全過程進行有效控制和跟蹤。銷售物流業務流程如圖5所示。

3.4.4 調撥物流功能。廠內調撥物流，是從訂單錄入、車輛發卡、計量皮重、發貨、計量毛重、卸貨，最后連接ERP系統結算結束，具體流程如圖6所示。

圖5 銷售物流一卡通系統流程

圖6 廠內調撥物流一卡通系統流程

3.4.5 計量監控系統。計量監控系統是有由汽車衡現場計量終端、視頻監控系統、遠程操作平臺和系統監控平臺組成。其中，汽車衡現場計量終端為計量監控系統的核心，是由操作終端、車號識別攝像機、音柱、錄像機、紅外線對射探測器、紅綠燈、IC卡設備、交換機等組成。視頻監控系統由現場的硬盤錄像機、攝像機及計量中心的電視墻組成。遠程操作平臺由任務調度服務器和遠程操作終端組成。系統監控平臺由監控展示平臺和調度管理模塊組成?，F場終端、遠程終端及調度服務器三者之間采用Socket方式進行消息通訊。該系統采用B/S結構，前臺采用C#開發，后臺采用Java開發，通過GlassFish或Tomcat部署應用，數據庫服務器采用Oracle數據庫，計量監控系統網絡拓撲結構如圖7所示。

圖7 計量監控系統網絡拓撲結構

計量監控系統的核心任務就是實現公司物流量的集中大管控，主要針對新材料公司在原輔料采購、產品銷售及內部調撥物流過程實現自動計量稱重。該系統模塊可以配合一卡通（IC或者RFID）、集中監控平臺、ERP系統完成計量稱重，實現智能采集物流車輛毛重、皮重、車輛圖片信息、統計打印等功能，通過網絡進行實時監控，保證計量業務數據信息的規范化、標準化、集成化和精準化。

3.4.6 車輛排隊系統。新材料公司每天包括原輔料、成品等不同類型物資達4.5萬t，平均需要近1 000輛左右物流車輛進出廠區完成計量、裝卸等作業，再加上外部交通道路復雜性，如果不采用智能化的車輛排隊系統，易導致現場擁堵、交通堵塞和事故發生，進而影響物流車輛的組織管控。

本文將設計一種新型車輛排隊系統，由預約系統（微信或者PC等）、排隊叫號系統、車位顯示系統、門禁監視系統、車輛識別系統、圖像對比系統、廠內引導系統、排隊信息查詢、審核后臺系統和統計分析系統等部分組成。該系統采用CS+B/S混合模式架構設計，通過車輛排隊系統實現智能監控出入廠區車輛流量信息、智能車輛引導和分流、合理安排廠內外車輛調度和優化倉位裝卸排隊秩序等功能，以此保障廠區內外物流運輸通暢，提高現場的透明高度和工作效率，進而提高物流服務滿意度。車輛排隊系統作業流程如圖8所示。

圖8 車輛排隊系統

4 實施效果分析

智能物流管理系統實施后，新材料企業實現了多用戶、多環節的信息共享、協同工作，不僅創新了物流管理模式，實現了公司與客戶的“雙贏”，而且顯著提高了企業的經濟效益、管理效益和社會效益，具體體現見表1。

表1 智能物流管理系統實施效果一覽表

5 結束語

本文為環保新材料企業設計了智能物流管理系統，以現代信息技術為支撐，以互聯共享、統籌優化、集中管控、協同集成為基礎，在滿足管理規范、生產安全、服務和諧的前提下，打造一個融合管理、智能化、信息化和數字化為一體的智能化物流管理平臺，探索出了一種兩化深度融合的全新模式，旨在解決企業日益寬泛的規模需求，提高物流運作效率，力求為相關企業以兩化融合推動轉型高質量發展提供一些參考。