廠區全流域裝卸物流管控系統設計與應用

李詩南 歐陽文濤 郅杏利

（浙江中控自動化儀表有限公司）

隨著信息技術的日益更新和經濟全球化飛速發展，企業物流的重要性更為凸顯。 近年來，物流業已成為國民經濟的重要組成部分，在轉變經濟發展方式、增強國民經濟力等方面發揮著重要作用。 廠區全流域物流是保證產品高效運輸的第1 個環節，因此合理整合企業內部現有的資源，實現信息流、實物流和資金流三流同步，是企業滿足市場需求的重要途徑。 筆者針對目前裝車行業的現狀與未來的發展趨勢，提出一種適應液態危化品和固態物料裝卸的物流解決方案，為企業提升效率、降低成本，適應多變市場提供一種有效途徑。

1 企業級架構

“智慧儲運”2.0 是以單體自動化裝備為基礎、以大型軟件系統為支撐，萬物互聯實現遠程控制、后臺自主管控、產銷電商化的智能化裝卸解決方案。 從企業級架構方面看，新型智慧儲運主體由增強型倉儲管理系統（E-WMS）、廠外物流運輸管理系統（TMS）和廠內物流控制系統（TCS）3 部分組成，如圖1 所示。

圖1 新型智慧儲運主體架構

2 信息數據流走向

廠區內訂單來源廣， 包括ERP、TMS 和NCC信息化系統。面對眾多的訂單信息來源SRM 客商管理平臺進行信息整合， 通過WebApi 技術進行數據同步，廠區級數據通過Api 接口與SRM 客商系統進行交互。 分廠層即為TCS 所在層級，用于對裝卸車信息化數據進行實際執行。 具體信息架構如圖2 所示。

圖2 信息架構

3 TCS 內部服務接口

TCS 包含3 個服務接口：

a. 自助終端接口， 負責在自助終端制單時，與上層第三方系統對接并獲取訂單信息；

b. 廠內訂單接口，是整套系統的核心服務接口， 其中TerminalHand 模塊為手持終端提供接口，TerminalSelf 模塊為自助終端提供接口，TicketManage 模塊按照流程節點提供訂單數據，Service 模塊提供其他類型的服務數據；

c. 地磅接口， 是SQT 軟件與自助終端訂單獲取的通道，提供照片影像留存服務。

以上3 種服務接口是串聯各業務軟件的橋梁， 將看似孤立松散的軟件模塊進行一體化融合，從而達到整體協同運作的目的。

4 廠內流程管控設計

針對廠區內的多種子系統與控制，將面對對象的思想應用于流程管控，將儲運業務抽離成一項項處理單元，各處理單元之間既相互獨立又環環相扣， 流程配置功能可隨意組合各處理單元，從而按物料構建流轉路徑，這樣在一個廠區內即可對各子系統（模塊）進行總管控。

廠內流程控制是整套系統的核心，完成廠內的物流管控，其擁有以下功能：

a. 可按需制定流程步驟，運輸車輛將按制定的步驟順序在廠內流轉， 不得隨意跳轉流程節點；

b. 支持流程步驟的分支， 可按需制定子路徑，用于處理廠內特殊情況的流轉；

c. 可按物料配置流程，并支持由高級管理權限對流程進行回退調整操作。

5 企業需求剖析

以某大型集團企業下屬的6 個工廠為切入點，對裝卸車業務進行需求剖析。

為了提升廠區內裝卸車的效率，本著降本增效的原則，其需求主要包括：

a. 上層信息系統增加電子商城（多一個信息化系統）；

b. 對廠外車輛進行排隊管理；

c. 增加入廠前車檢環節；

d. 增加之間化驗環節；

e. 合格量由以前的司磅員計算改為系統自動算出；

f. 對司機在磅上進行LED 與語音提示；

g. 廠內裝卸工能夠按照實際裝貨數和異常破袋數量， 從PDA 輸入現場操作工實際收發的袋數量、破袋數量及預裝量等，從而為后續邏輯處理環節存檔現場實際數據；

h. 對廠內的業務流程進行控制，沒有完成當前步驟不能進行下一步；

i. 將所有廠區的過磅方式全部升級為自動化過磅，由司機自主刷卡完成；

j. 司機自助取卡還卡，具備人臉識別功能。

6 功能模塊劃分

6.1 訂單管理模塊

基于上層信息系統的復雜性，下層廠區級信息的歸總將由SRM 客商管理平臺進行統一對接，在實際情況下，面對多種系統對接的復雜性能夠構成統一的門戶與入口。 數據的正向與逆向都能輕松應對， 可將難度與復雜度攔截在此模塊。

同時SRM 客商管理平臺也具備單獨建立單據的功能， 在小型公司工廠可用于任務單的創建。

包裝物管理是較為特殊的環節。 車輛裝載的包裝物由貨物+包材組成， 包材在重量上占的比重不容忽略，但一般上層系統不會對包材的信息進行維護或維護的時效性較差，然而在TCS 層對這種變化是非常敏感的，因此訂單管理模塊需要對包材的重量進行即時維護與修改，以滿足現場裝卸貨對重量判斷的需求。

6.2 排隊叫號模塊

排隊叫號是維護廠內秩序與車輛進入公平性的第1 道保障，在司機到場簽到后或進行自助取卡后， 按照物料邏輯或裝卸點工作狀態邏輯，進行車輛叫號進廠并在廠門口大屏以LED 顯示。

排隊叫號模塊可與門禁直接關聯， 非叫到號的車輛無法進廠， 保證司機來裝卸貨的先來先到原則，避免了不必要的糾紛。 然而對于一些企業的VIP 客戶，可以享有特權優先進廠，該功能也可在排隊叫號中進行管理，適用不同需求的場合。

6.3 PDA 模塊

PDA 作為移動端設備，在便攜性方面具有獨特的優勢，適用于人員在室外進行操作，同時在特殊場合具備防爆特性。 PDA 通過廠內無線AP連接網絡， 在眾多室外操作環節都可通過增加PDA 環節完成所需的操作。 例如，在固體裝卸工廠內，工人對實際裝卸的袋數、破袋數進行錄入，在入廠車輛檢查環節增設門禁保安對車輛安全性與完整性進行檢查等人為檢查環節，以及過磅后的質檢化驗環節等。

6.4 門禁模塊

門禁是廠內實際控制的第1 個環節，主要對進廠貨車的業務合法性進行驗證。 除此之外，對廠內頻繁進出的車輛（如業主車輛、垃圾清運車輛及送飯車輛等）需要能夠隨時放行，故白名單必不可少。

對于業務車輛出廠的管控除了在流程上監控是否能出廠外，還應該具備裝車銷售業務的信貸額度查詢。 對賬戶余額不足的車輛限制其出廠，避免造成財務上的損失。

6.5 地磅模塊

地磅軟件承擔著裝車線中對裝載量或卸貨量的計量驗證，是保證準確性的關鍵關口。 在此模塊要保證過磅的高度自動化，減少人為參與的因素。

在重量驗證方面需要與實際現場情況形成閉環，自動計算重量是否在合格范圍，而非司磅員人為判斷。 從根本上杜絕作弊的可能性，效率上也能有本質的提升。

對司機的指引與提示也是地磅模塊非常重要的作用。 在以往的工作模式下，司機對稱重過程無從知曉，造成與司磅員的頻繁溝通，增加過磅時間。 特別是在一些地磅與司磅房相隔很遠的情況下尤為明顯。 因此在高度自動化過磅的情況下，需要將信息流打通到司機端，使司機能夠知曉過磅狀況。

對于車輛貨物凈重的驗證主要通過以下3種方式進行：

a. 業務單據限制。 上層ERP、TMS 等系統限定貨物裝載數量，在TCS 層包裝物管理下轉化為上下限重量， 并通過PDA 記錄實際裝載情況，計算合格量范圍。

b. 地磅軟件本地限制。本地參數直接設定重量限制。

c. 司機自主控制。 非限重貨物，司機自主控制裝卸滿意量。

以上3 種方式可以囊括所有實際對過磅重量驗證的需求。

對于異常情況，系統能夠自動處理，減少或消除因異常造成的擁堵情況，從而減少過磅過程的堵塞、提高過磅效率。

6.6 司機自助終端模塊

司機到廠后通過身份證進行自助IC 卡辦理， 人臉識別用于校核人與身份證的一致性，避免頂替造成的危險后果。

完成業務后司機回到自助終端機， 還IC 卡結算，打印業務憑證等單據后出廠。

6.7 輔助模塊

輔助模塊包括考試系統、微信小程序等。 考試系統對從業人員的入廠知識進行驗證，此輔助環節可以融入TCS 流程控制中，成為核心步驟之一。 微信小程序具備手機端業務查詢、電子簽到等功能。

7 適用性研究

7.1 普通裝卸業務

上層系統下發單據后，TCS 層各模塊工作流程如圖3 所示。 在自助終端模塊司機進行簽到與取卡后，排隊叫號依次叫車輛入廠，入廠前，安保人員對車輛的外觀和安全合規性進行檢查，通過手持PDA 刷卡的方式，將合格信息上傳。 然后通過門禁系統進入廠區內， 上磅階段全程自動控制，通過刷IC 卡記錄重量，完成稱重后，提示司機下磅，完成稱重。 在裝卸區，工人按照實際情況錄入裝貨數量與異常袋數后，回到地磅進行二次稱重， 并進行信貸核驗。 完成后司機自助還IC卡，打印單據，開車出廠。

圖3 TCS 層各模塊工作流程

整個過程在正常無誤的情況下，除了在門崗對司機安全合規性進行檢查需要人為參與和裝貨區進行人為PDA 錄入外， 其他過程沒有人為參與，極大地減少了人員的參與，減少了人為因素造成的失誤，效率大幅提升，數據的有效性和可靠性增加。

7.2 特殊業務

7.2.1 盤煤業務

由于整套系統要滿足集團所有的業務形態，從而達到真正意義上的無人值守過磅， 因此，對于一些特殊的業務需要特殊處理。 盤煤業務是其中較有特點的一種業務類型，主要需求是將火車站、 港口到達的煤炭盤運到集團不同的分廠，因為物料不明確、 路線無計劃性， 所以無法采用ERP→TMS→地磅系統的常規制單推送方案。

為支持盤煤業務， 系統采用反向推送+訂單自我克隆的方案。假設當前業務是由A 廠盤庫到B 廠（B 廠位置不確定），具體工作流程如下：

a. 為每輛車固定一張專屬IC 卡， 并使用通用物料，在SQS 軟件中制定首條訂單記錄；

b. 在裝卸過程中，由唯一知道具體物料的鏟車司機在PDA 上選擇正確的物料；

c. 在結算打磅單時，對于此類固定IC 卡，自助終端采取結算后吐卡的方案， 保證IC 卡不會被隨車攜帶；

d. 在A 廠出庫單結束后，將訂單信息上傳至集團中心數據庫，并由A 廠的系統軟件自動創建新訂單， 免去車輛在往復運輸過程中的制單操作；

e. 車輛到達B 廠后，在PDA 特殊頁面刷卡，通過特殊標識從集團中心數據庫獲取A 廠上傳的出庫單， 并基于其中的數據生成B 廠的入庫單；

f. A 廠和B 廠的單據均會回傳ERP，并自動計算盤運過程中的虧噸數。

7.2.2 廠外裝卸貨業務（跨廠區流轉）

在復雜的業務流中， 有一種業務情景如下：司機在A 廠稱重， 在B 廠完成實際的裝卸任務，然后回A 廠完成二次稱重計量，在這種情況下如果按照單獨廠區裝卸貨，那么車輛將無法通過門禁出廠裝卸貨，A 廠業務無法完成。 為此，在單向門禁功能中， 通過服務動態創建白名單的方式，將車輛完成過磅后寫入白名單列表，即可完成出廠業務和B 廠的進廠步驟，裝卸完成后也可回A廠完成稱重。

微服務+門禁白名單的形式即可作為此種廠外裝卸任務的解決方案之一，也能做到流程上的管控和裝卸的精準計量。

8 結束語

筆者設計的廠區全流域裝卸物流管控系統能夠保證高效、準確地進行裝卸車業務，從根本上杜絕司機作弊、內外勾結作弊的問題，自動化程度高，工作效率大幅提升，同時在數據的豐富性上有大幅增加。 目前，該系統在液態危化品、固態物品儲運及整體信息化對接等方面均取得了較為廣泛的應用。