煤機精益化倉庫管理系統（WMS）的優化

丁永成

（1.中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西太原 030006；2.山西天地煤機裝備有限公司，山西太原 030006）

0 引言

目前某煤機公司倉儲管理借助ERP（Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）系統，已由粗放型管理達到了信息化管理，但是ERP 系統的應用層次依然停留在“記賬”階段，并且所有的應用皆停留在人操作的層次，自動化不高。在配合業務的執行中，明顯表現出效率不高、存在誤差、人力疲乏等特征[1]。

現通過對業務進行分析，及對市場成熟的物流信息輔助技術進行研究，篩選符合倉儲管理現狀的物流技術，實現煤機倉儲管理的信息集約化管理。其中UWB（Ultra Wide band，超寬帶定位）及二維碼技術是現代物流中應用廣泛，并且在物聯網和工業4.0中先進的技術[2-3]。根據倉庫管理業務現狀，結合UWB 及二維碼技術的特征[4-5]，將UWB 與二維碼技術應用于煤機裝備倉儲管理的如下業務中：①入庫環節開展整車入庫及校驗業務，支撐批量收貨；②盤點業務開展電子實盤，取代繁瑣的人工錄入；③通過合理的算法實現高效規劃調整庫位，實現自動上下架業務。

1 系統的搭建

本系統在某煤機公司統籌規劃，包括兩臺專用煤機配件數據庫服務器和兩臺煤機配件應用服務器，系統物資庫存數據和倉儲數據分別來源于煤機公司ERP 資源和本項目儲備的系統。ERP 系統的庫存數據被抽取到BW（Business information Warehouse，商務信息倉庫）系統中并計算，物資全供應鏈管理系統中的數據被抽取到數據中心并計算，數據中心從BW 中獲取計算后的數據，存儲在數據中心的數據庫里，本系統的應用服務器到數據庫中取數進行操作。ERP 的庫存數據還可以通過直調的方式傳遞給本系統，本系統可以將結果數據回寫到ERP。

由于本煤機公司信息化在行業內處于領先地位，早期已經建立了全公司的統一用戶、統一認證、統一權限分配的框架服務平臺，因此本系統通過接入框架服務減少了大量的通用功能開發工作量。通過兩臺應用服務器連接數據庫服務器為用戶提供倉儲管理的各項功能模塊。本項目系統采用大集中的方式進行部署，系統由數據庫服務器、應用服務器集群、客戶端三部分組成。應用程序部署在由多臺服務器組成的Weblogic 集群上。各類服務器通過負載均衡設備，提供會話保持、負載均衡、服務器健康檢查、監控和管理等功能，實際部署架構如圖1 所示。

圖1 系統構成

2 基于UWB 技術的煤機物資倉庫管理

基于UWB 技術的煤機物資倉庫管理系統在實現了高識別率的前提下，還具有在低照度、高低溫、大濕度、多灰塵等惡劣環境下可靠工作的優點，建立基于UWB 技術的物料信息管理平臺，在SAP 軟件業務流程支持下，提升煤機物資倉庫管理效率和準確性，保證了客戶服務的改善。

在庫位、物資等關鍵要素加貼UWB 標簽，通過與WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統）相結合，在倉庫管理的核心業務流程實現更高效精確的管理，可以有效改善煤機物資倉庫管理效率和信息透明度，全面提升煤機倉儲管理的精益化程度。

為支撐公司現代物流體系建設，將進一步深化物資供應體系，科學規劃公司儲運網絡，依據WM 前期導入的成功經驗，結合公司倉儲網絡布局及倉儲管理整體規劃方案，完成中心庫倉儲UWB 技術應用。

圖2 UWB 技術在倉儲中應用

（1）標簽制作及發放。根據補庫計劃制作UWB 標簽，寫入零部件批次號、物資提供商名稱、采購項目名稱、生產單編號、合同交貨期、確定交貨期、物料描述、擴展編碼、擴展描述、合同數量等相關信息，向物資提供商發放UWB 專用信息標簽，按照約定物資提供商將專用信息標簽在指定位置。

（2）物資入庫。在煤機物資倉庫入口處安裝固定式大功率式UWB 讀寫終端。固定讀寫終端安裝應根據現場環境進行電磁場強度規劃，安裝三維六向數據天線，保證UWB 電子標簽不被漏讀。物資進入大門時，UWB 電子標簽（超高頻）進入UWB 固定式讀寫器的電磁場范圍內會主動激活，然后UWB 電子標簽與UWB 固定式讀寫器進行通信，當采集UWB 標簽完成后，煤機物資信息系統及時與訂單及送貨預約進行比對，核對貨物數量及型號是否正確，并保存相關到貨數據，待所有送貨批次物資均到貨時，數據上傳SAP。

（3）物資上架。UWB 利用三維精確定位的特點，通過高速無線網絡語WMS 實時建立物資與倉位的對應關系。WMS 系統將指定擺放倉位數據下發至叉車安裝的移動終端。叉車讀取貨物信息，移動至指定倉位，按照規則進行擺放，自動完成上架操作。

（4）物資下架。SAP 系統的出庫數據傳至WMS，WMS 將指定取貨倉位數據下發至叉車安裝的移動終端。叉車讀取貨物信息，移動至指定倉位，按照規則進行取貨，點擊完成下架操作。

（5）物資出庫。根據發貨指令，出庫的貨物在經過倉庫門口時，通過與入庫相同的讀寫器與標簽通信，實現批次出庫的物資的UWB 電子標簽采集，檢查是否與發貨計劃對應，出現問題時發出警報并上傳到相關部門，徹底杜絕物資流失的現象。

（6）物資移庫。當某項煤機物資配送接近尾聲，庫存不多時，或者新一批煤機的大量物資入庫時，需要移庫，騰出倉位給新的貨物用時，WMS 將指定移庫的物料和倉位數據下發至叉車安裝的移動終端。叉車讀取貨物信息，移動至指定倉位，按照規則進行取貨下架和上架擺放，自動完成移庫操作。

（7）盤點管理。根據盤點指令，利用UWB 的移動終端進行物資非接觸式掃描盤點，上傳至后臺數據庫中分析處理。在煤機物資盤點的過程中，系統通過UWB 非接觸式讀取，保證以非常快速方便地讀取物資信息，與傳統的模式相比，盤點效率和準確性會提高很多，實現了煤機物資盤點管理的精益化。

3 二維碼的物資管理

采用激光雕刻在零部件的上的二維碼主要用于物資的設備標簽，普通二維碼標簽主要用于的單據標簽及貨架倉位標簽。

（1）設備標簽是能唯一標識某一設備的二維碼標簽（顆粒度比物資唯一碼更細）；采用激光雕刻在零件上的二維碼可精確跟蹤零件的流向，實現了單個零件的質量管控，保證配件損壞的可追溯性。

（2）單據標簽是指業務流轉過程中的有效憑證上的二維碼圖片，如配送單、入庫單、出庫單等有效單據上打印統一規范的二維碼圖片，用于流轉過程中設備自動識別，為業務辦理提供便利。

（3）貨架標簽是指唯一標識某一倉位的二維碼圖標。

以UWB 和二維碼為信息索引，結合5G 信息網絡，保證了物資全供應鏈實時數據采集與傳輸，為煤機物資的閉環精益管理奠定了數據基礎。

4 煤機倉庫管理系統分層設計

煤機倉庫管理系統WMS 包含視圖層、控制層、業務邏輯層和數據訪問層。

（1）視圖層主要完成煤機倉庫物資信息的交互功能，統籌考慮人—機—環境的因素，實現了高效率無障礙的人機交互。

（2）控制層通過Action 組件建立各項功能界面的轉向關系，并為視圖層提供待處理的數據集。

（3）業務邏輯層根據實際的業務需求，建立了多種數據模型，能夠為控制層提供各項數據服務，這些數據服務調用數據服務層口完成持久化，借助XFire 服務引擎發布成Web Service。業務邏輯層是唯一調用基礎設施服務的入口，其余各層不能使用基礎設施提供的接口。

（4）數據訪問層主要負責對于多個模塊公用的數據對象或對外提供接口的數據對象建議通過JavaBean 封裝為更容易理解的對象。

按照“智能、高效、便捷”的建設思路，開發了適應煤機企業自身發展的“平臺化、智能化、協同式、服務式”的煤機物資全供應鏈管理系統，實現了PC 和移動無縫連接、自由辦公（圖3）。

圖3 移動APP 主界面

5 結語

煤機倉庫管理系統WMS 采用UWB 以及二維碼相結合的技術，通過定制開發的SAP 系統，實現煤機物資倉庫全流程作業環節的數據進行自動化的數據采集，交換和處理，確保及時準確地掌握庫存煤機物資的真實數據，有效利用庫位的利用率，提升倉儲效率，降低物質占用的成本，為煤機公司實實在在創造效益。

煤機倉庫管理系統WMS 融合并提升物資現有業務應用、管理等系統，在現有系統上建立物資唯一信息索引，以5G 移動互聯網為服務載體，實現煤機物資全供應鏈的實時數據采集與閉環精益管理。通過UWB 以及二維碼相結合的技術，倉庫管理系統WMS 整合煤機物資管理全過程的海量煤機物資數據，識別物資信息及相關專業的數據的關聯性，利用大數據技術對煤機物資全供應鏈海量數據深度挖掘、分析利用，全面提升煤機物資精益化管理水平。