卷煙物流自動分揀系統庫存盤點功能設計

雷加進，韋盛作，郭廷武，唐 揚，黃 琳，潘裕遠

（廣西煙草公司欽州市公司，廣西欽州 535000）

0 引言

近年來，隨著行業物流高質量發展，對物流運行提出了更高的要求，數字化、綠色化成為物流發展的主流，提質、降本、增效是物流發展的目標[1]。煙草行業卷煙分揀管理控制系統（以下簡稱“分揀系統”）的自動化程度是提升煙草物流運行能力的重要保障，它涉及倉儲、揀選、包裝等多個環節。由于集成了多種現代技術，分揀管理控制系統近年來一直是分揀環節研究的重點[2-3]。某物流配送中心在前期的技改項目中，已大大降低了分揀線上的故障率，降低人工分揀的勞動強度，提高分揀效率。但是由于分揀系統功能較為單一，系統無庫存管理、無盤點功能，在分揀完成后需要人工盤點當天庫存，這部分工作需要耗費較多時間，進而影響整體分揀效率。

根據現場調研得到的分揀前數據獲取和人工盤點工作占用時間分析結果可知，分揀系統的分揀數據下載、盤點表打印、分揀數據導入和庫存盤點操作平均每天需要花費約55 min，而其中分揀數據下載與庫存盤點所花費時間占78%（圖1、表1）。

表1 分揀線分揀前后所需時間統計 min

圖1 分揀前數據獲取和盤點工作占用時間分析

為解決分揀系統數據獲取時間長、盤點困難等問題，減小員工工作強度和有效提升分揀效率，本文在現有軟、硬件基礎上，通過對分揀系統功能模塊進行優化改造，增加分揀系統與倉儲系統的數據接口連接、庫存管理和實時盤點功能模塊，實現分揀系統數據與倉儲系統數據對接、分揀系統庫存數據庫建立及庫存管理功能設計、卷煙數據實時盤點及顯示功能設計，有效減少分揀數據導入與庫存盤點等操作時間，提升分揀效率，解決分揀作業的堵點問題。

1 原因分析

經過調研發現，出現上述問題的原因主要有3 個：①倉儲系統與分揀系統無直接數據接口，導致營銷及倉儲數據無法直接到達分揀系統，導致分揀數據導入時間花費較多；②分揀系統內無庫存管理功能，分揀前、分揀時以及分揀后的庫存信息無法直接在分揀系統獲取，也無法自動計算剩余庫存數；③分揀系統沒有實時盤點及顯示功能，員工無法在倉位上實時了解該倉位上的當前庫存盤點數據，無法及時糾錯。

1.1 倉儲系統與分揀系統無直接數據接口

省級卷煙營銷平臺系統提供當天各條線路所需的卷煙種類與數量，并將其數據進入倉儲系統，分揀系統則根據營銷數據進行卷煙分揀與包裝。但是這兩個系統是屬于不同的平臺，因此兩者之間的數據交流方式將會影響分揀效率。目前，從上級卷煙營銷平臺中導出當天分揀數據時，需要先選擇導出數據的內容，如物流中心、配送部、配送域、配送日期、審核狀態等，然后選擇需要導出的線路，這樣才能將導出數據保存到本地磁盤指定的文件夾中供分揀系統讀取。最后，在分揀系統中以讀入文件數據的方式，將已保存到文件的營銷數據導入到分揀系統中。在數據導入時，需登錄分揀系統在操作窗口進入訂單導入界面，點擊右上角的“導入”按鈕彈出窗口選擇訂單數據下載的文件保存路徑，再根據需要選擇導入分揀的線路，這樣才能得到各配送線路上的卷煙種類與數量（圖2）。

圖2 分揀數據導入

在數據的導入操作中，由于沒有直接的數據接口，通過間接的文件傳遞方式操作步驟較為繁瑣，對操作人員的操作熟練程度要求比較高，每次導出數據之前必須把上一次導出的數據文件刪除，防止數據累加造成分揀數據不準確。操作過于繁瑣和使用時間過長將直接影響卷煙出庫時間，進而影響分揀效率。另外，采用文件傳輸的方式，還可能有文件損壞、文件被誤刪除、文件被誤覆蓋的風險。

1.2 分揀系統缺少庫存管理

通過外部文件的數據傳送，分揀系統從營銷系統得到當天分揀的卷煙種類和數量。但由于分揀系統中缺少庫存管理，分揀系統無法及時得知相應卷煙品種的庫存余量和實時庫存。這需要等所有分揀任務完成后進行人工盤點，再與倉儲系統中的剩余庫存核對，如果出現差錯則有可能需要較多花費時間來找出問題的原因，有時還需要重新拆包分揀并重新打包。

1.3 缺少實時盤點功能

當天分揀完成后，員工需要首先從營銷系統下載打印出訂單備貨盤點表，然后由員工進行人工現場盤點，將現場剩余的各種類卷煙數量進行清點、記錄，并與盤點表核對每個倉位卷煙品牌的數量。由于倉位數量較多，這種盤點方式工作量大、盤點時間長，容易出錯，同時也造成用電用工成本的增加，增加了員工的勞動強度（圖3）。

圖3 現場人工盤點

通過上述分析，由于分揀系統沒有相關庫存數據信息，導致卷煙分揀完成后，需人工檢查盤點數據是否相符；如果在盤點時才發現數據不符，則需要大量人力查找錯煙并重新包裝，降低工作效率。而且，目前分揀系統的分揀數據獲取操作步驟比較繁瑣、操作用時比較長，數據接口落后、系統無盤點、無庫存管理功能，沒有顯示實時盤點數量，現場盤點困難，同時耗費大量人力和時間。因此，為了降低生產成本、減少作業時間、提高分揀效率，就必須對現有的卷煙分揀系統功能進行升級改造。主要功能包括：在分揀系統中，利用倉儲系統的數據接口功能，開發分揀系統端的數據接口，與倉儲系統對接數據，獲取庫存數據；增加庫存管理功能，查看分揀線當天分揀需要訂購的數量、分揀線倉位上庫存余量、需要出庫補貨數量和實時庫存數量的統計；增加盤點功能，實現分揀中實時盤點，盤點信息實時顯示，減少盤點差錯和盤點時間。

2 分揀系統功能優化

經過上述分析，本文主要工作是在分揀系統軟件上開發數據接口功能、增加庫存管理與實時盤點功能，設計內容包括通信接口及其界面設計、庫存數據庫設計、庫存與盤點業務功能算法設計等。通過系統優化，將盤點數據顯示在數碼屏上，實現卷煙庫存數據的實時更新與實時盤點，提高人工盤點效率。

2.1 增加數據接口

分揀系統數據接口主要采用對倉儲系統數據庫進行訪問的方式。倉儲系統（歐康系統）開放有數據接口，外部系統可以通過此接口訪問庫存信息。因此，在分揀系統中采用SQL 語句訪問歐康系統的數據庫，將所需要的庫存信息讀入分揀系統的數據庫中，構建分揀系統的庫存數據庫。為了與以前的功能銜接，分揀數據導入界面提供了兩種接口方式，一種是保持原來的文件導入方式，另一種就是通過分揀系統數據接口訪問倉儲系統數據庫、直接獲取數據的數據導入方式（圖4）。選擇“歐康倉儲接口”就可以在分揀系統上直接獲取倉儲系統里的庫存相關數據信息，其流程如圖5 所示。

圖4 分揀數據導入界面的兩種接口方式

圖5 直接獲取庫存數據接口流程

2.2 庫存管理功能設計

借鑒倉儲管理系統設計理念，對分揀管理控制系統的庫存維護功能進行設計，以管理分揀線的當天分揀需要訂購的數量、分揀線倉位上庫存余量、需要出庫補貨數量和實時庫存數量的統計、盤點信息實時顯示。

庫存管理是由系統數據接口下載分揀訂單數據，分揀系統導入銷售訂單進行基礎設置，根據訂單品牌訂購數量設置或調整倉位和庫存基數設定或庫存校正，然后把品牌名稱寫入LED 屏。基礎設置完成后進入一下步驟分析數據，調整分揀線路優先分揀順序和校對卷煙庫存數量。數據分析完后進入分揀配貨環節，手動寫入盤點數據，發送到數據接收器后再傳送到現場數碼屏顯示，供操作人員開機前盤點。開始分揀后，倉位出煙，計數檢測光電開始計數并將計數信號傳送給PLC，由PLC 與上位機分揀系統實現數據實時傳送。分揀系統經過計數數據處理后，把當前庫存數據實時寫入現場數碼LED 屏并顯示出來，供操作人員隨時盤點，從而實現在線實時盤點操作。

由此可見，通過庫存管理功能對庫存數據的處理，還實現了將實時盤點功能集成在庫存管理功能設計當中，拓展庫存管理功能的應用場景。根據現場需求，設計的分揀系統庫存管理功能主要包括訂單導入、倉位設置、卷煙設置、現場LED 數碼屏寫入、庫存表維護、訂單分析、分揀配貨、手動盤點、自動盤點、故障記錄、報表查詢、數據發送、數據接收、數碼管顯示、啟動控制系統等（圖6）。

圖6 庫存管理功能工作流程

卷煙庫存維護界面如圖7 所示，在分揀系統主界面點擊“卷煙庫存維護”則可進入維護界面：首先點擊“刪除異型煙”按鈕，刪除多余的異型品牌，防止標準煙跟異型煙混亂；然后點擊鼠標右健“編輯”設置每箱數量和庫存數量即可；“更新庫存”包括庫存清零和取批次數量，庫存清零一般是在系統開始初始化時將數據清空，而取批次數量是指第一次使用時取當天需要分揀的數量。這樣就可以完成庫存管理初始化，當天庫存以及分揀任務的數據則被寫入分揀系統的庫存數據庫。

圖7 卷煙庫存維護界面

2.3 盤點功能設計

在分揀系統的庫存管理界面中增加盤點功能，通過RS-485 串口協議、標簽控制器與分揀線上數碼LED屏進行連接。分揀過程中，實時盤點卷煙數量，分揀任務完成時，數碼LED 屏顯示剩余庫存，方便分揀操作人員快速核對。盤點功能界面如圖8 所示。界面中，庫存余數是指前一天分揀完成余留在分揀線上的卷煙數量；訂購數量：當天分揀的總分揀量；補貨數量則是系統跟據庫存余數以及當天的分揀量，自動算出倉庫需要補貨的出庫卷煙數量，用于分揀系統進行分揀；實時庫存表示指前一天分揀線上余留下的數量加上當天倉庫出庫補貨的數量或者當天分揀完成后分揀線上剩余的數量；已分揀條數是指根據訂單已分揀的數量，它會根據分揀線分揀進度實時更新變化，做加法運算直到當天數據分揀完成。

圖8 卷煙庫存維護界面

通過庫存余數、訂購數量、每箱數量、補貨條數以及已分揀條數，可以計算得到實時庫存（圖9）。在分揀時，倉位上的光電傳感器會檢測是否有卷煙從該倉位打出，有則光電傳感器就會產生一個脈沖信號給PLC，PLC 再將此信號傳送到上位機分揀系統；分揀系統接收到此信號，則認為相應種類的卷煙庫存中已有一條香煙進行了分揀，實時庫存減少了一條，即實時盤點數據減少了一條。實時盤點數據可通過界面的“寫盤點數據”按鈕，將分揀系統的計算結果傳送到數碼LED 屏控制器，將實時盤點數據顯示數碼LED 屏（圖10）。

圖9 實時盤點數據計算流程

圖10 寫入盤點數據

2.4 優化效果

通過增加分揀系統和倉儲系統的數據接口、增加庫存管理功能以及實時盤點功能，實現卷煙數據的實時盤點以及分揀庫存與倉儲系統數據對接，有效減少卷煙出庫、分揀盤點等操作時間，提升分揀效率，解決分揀作業的堵點問題。通過現場實測，每天分揀盤點用時從30.04 min 下降至13.16 min，減少了16.88 min、即51.35%，有效提高了分揀效率。

3 結束語

本文設計了分揀系統與倉儲系統的數據接口，以及分揀系統的庫存管理和實時盤點功能，通過數據接口，將倉儲系統的庫存數據提取到分揀系統，并結合當天分揀需求及實時分揀數據，實時計算當前庫存；通過上位機與下位控制器的通信，利用光電傳感器計數，實時分揀數據通過PLC 傳送到上位機，并將實時盤點數據顯示在數據LED 屏，做到分揀完成、庫存盤點完成，有效提高了盤點效率。