摘要：在我國煙草工業(yè)企業(yè)中，智能倉儲在"互聯(lián)網(wǎng)+"戰(zhàn)略的推動下取得了快速發(fā)展，并與大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)緊密結(jié)合，推動整個行業(yè)向更高效、更快速的運營模式轉(zhuǎn)變。本文選取恩施卷煙廠的智能倉儲系統(tǒng)作為研究案例，全面探討其管理現(xiàn)狀、實踐架構(gòu)設(shè)計以及具體的應(yīng)用功能實施等方面的內(nèi)容。研究旨在提升煙草工業(yè)企業(yè)智能倉儲的專業(yè)服務(wù)能力，推進智能倉儲系統(tǒng)的建設(shè)和升級，增強數(shù)字化服務(wù)的支持能力，進而提升企業(yè)的核心競爭力。

關(guān)鍵詞：智能倉儲、倉儲建設(shè)、智能服務(wù)

一、前言

恩施卷煙廠針對成品、輔料和廢品的智能倉儲建設(shè)，以提升倉儲智能化服務(wù)水平為核心目標(biāo)。通過采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)模型等先進技術(shù)手段，推動深度感知的數(shù)字倉儲和智能作業(yè)流程，持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)化管理水平和信息共享機制。這一舉措旨在降低物流成本，提高物流倉儲效率，并實現(xiàn)倉儲與生產(chǎn)活動的有效協(xié)同，確保資源的精準(zhǔn)管理，以及物流過程的全程可視化與智能化決策。最終，這將全面提升物流倉儲的管理與運營水平，并加強與企業(yè)內(nèi)外部其他信息系統(tǒng)的信息互聯(lián)互通及數(shù)據(jù)共享。

二、恩施卷煙廠智能倉儲管理現(xiàn)狀

1.恩施卷煙廠倉儲信息化建設(shè)現(xiàn)狀及問題

湖北中煙于2019年啟動了煙葉醇化庫智能化倉儲管理系統(tǒng)和智能運輸管控系統(tǒng)兩大項目，旨在整合分散的物流資源并提升物流管控水平。這些系統(tǒng)著重解決了原料作業(yè)和運輸作業(yè)在網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化手段方面的缺失問題，并配合武漢、恩施、襄陽、廣水、紅安、三峽等地自動化物流系統(tǒng)的建設(shè)，初步實現(xiàn)了中煙與各工廠之間“集中管理、分散作業(yè)”的運作模式。

然而，物流系統(tǒng)還面臨著一些挑戰(zhàn)：業(yè)務(wù)整體覆蓋不充分；系統(tǒng)間集成度不高，形成信息孤島；物流數(shù)據(jù)管理水平較低；智能決策分析能力較弱等問題。例如，在出入庫作業(yè)時仍然依賴人工口頭傳達(dá)指令，這在盤點、出庫和移庫等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中引發(fā)了各種問題。

隨著精益物流工作的推進以及“清潔倉間、智慧物流”體系的逐步建立，現(xiàn)有的管理模式已經(jīng)不能滿足恩施卷煙廠對于智慧、安全、高效的物流建設(shè)需求。

2.恩施卷煙廠倉儲信息化建設(shè)需求

恩施卷煙廠以統(tǒng)籌規(guī)劃為指導(dǎo)思想，以信息化與工業(yè)化融合為主線，從實際現(xiàn)狀出發(fā)開展智能倉儲建設(shè)。全面貫徹高質(zhì)量發(fā)展要求及物流高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要，針對物流管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，通過構(gòu)建數(shù)智化倉儲管理平臺和煙葉信息化管理系統(tǒng)，采用RFID電子標(biāo)簽作為信息載體，對倉庫、庫區(qū)、貨架等信息進行統(tǒng)一編碼管理，實現(xiàn)倉庫的精細(xì)化、一體化、智能化和規(guī)范化管理。

在煙草物料存儲領(lǐng)域，數(shù)字化倉儲、可視化作業(yè)和精細(xì)化管理已成為企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。構(gòu)建具有行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代物流體系，實現(xiàn)高度智能化的原料倉儲管理，不僅能夠為企業(yè)帶來不可替代的優(yōu)勢，而且可以進一步打造恩施卷煙廠智能化倉儲建設(shè)的標(biāo)桿示范作用，便于快速復(fù)制或推廣使用。

三、恩施卷煙廠智能倉儲的實踐架構(gòu)應(yīng)用

1.智能化倉儲應(yīng)用框架

根據(jù)恩施卷煙廠業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，對其數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)進行了改造，旨在實現(xiàn)成品、輔料和廢品在倉儲物流各環(huán)節(jié)的高效運行、精細(xì)流程、數(shù)字化作業(yè)和過程可視化，從而完成從數(shù)量保管到質(zhì)量管控的轉(zhuǎn)型升級。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)建成并投入實際使用。

應(yīng)用框架（如圖1所示）基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的技術(shù)架構(gòu)，采用了云服務(wù)方式進行建設(shè)和部署，遵循了高并發(fā)、高可用性和高安全性設(shè)計原則。系統(tǒng)采用了專有云和微服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，既考慮了當(dāng)前的實際狀況，也能適應(yīng)企業(yè)未來信息化發(fā)展的需求。

圖1 恩施卷煙廠智能倉儲應(yīng)用框架

2.集成架構(gòu)應(yīng)用

恩施卷煙廠通過中煙數(shù)據(jù)接口平臺與中煙物流綜合管控平臺集成，并遵循中煙數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口協(xié)議。通過物流綜合管控平臺，實現(xiàn)了與中煙SAP系統(tǒng)、行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營決策系統(tǒng)、中煙質(zhì)量追溯系統(tǒng)、中煙TMS系統(tǒng)以及中煙MDM主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)之間的集成（見圖2）。

數(shù)字化倉儲系統(tǒng)與條碼閱讀器、RFID讀寫器、車載電腦（叉車）等設(shè)備通信，收集物流作業(yè)數(shù)據(jù)；同時與MES系統(tǒng)集成，以獲取成品出入庫信息、成品換碼、凍結(jié)、解凍信息、寄存煙出入庫信息、庫存臺賬信息以及寄存煙臺賬信息。此外，該系統(tǒng)還與環(huán)境溫濕度系統(tǒng)集成，用于獲取溫濕度測量值并對恒溫恒濕機進行遠(yuǎn)程控制，根據(jù)測量值與設(shè)定值的對比結(jié)果，自動發(fā)出控制信號啟動或停止相關(guān)設(shè)備。同時，它還與成品及輔料輸送系統(tǒng)集成，獲取成品及輔料的出入庫信息，并通過兩碼關(guān)聯(lián)系統(tǒng)集成獲取質(zhì)量追溯碼和產(chǎn)品碼信息。整體集成架構(gòu)確保了接口信息的一致性、信息的實時共享、集成數(shù)據(jù)的統(tǒng)一展示以及執(zhí)行數(shù)據(jù)能夠及時錄入各個系統(tǒng)。

圖2 恩施卷煙廠智能倉儲集成架構(gòu)

3.數(shù)據(jù)架構(gòu)應(yīng)用

數(shù)據(jù)架構(gòu)由數(shù)據(jù)集成、存儲計算、數(shù)據(jù)服務(wù)三個層級組成（見圖3）。這一架構(gòu)設(shè)計支持恩施卷煙廠的統(tǒng)一數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理理念，系統(tǒng)數(shù)據(jù)源通過現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)加工處理平臺統(tǒng)一獲取。數(shù)據(jù)集成涵蓋了來自業(yè)務(wù)系統(tǒng)、行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)、下位系統(tǒng)等的所有事務(wù)型數(shù)據(jù)和操作性數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)類型的角度來看，通過相關(guān)技術(shù)手段對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行集成和處理。

結(jié)構(gòu)化實時數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)分別采用不同的存儲和計算方式，包括HDFS、HBase、Redis等技術(shù)。HDFS分布式文件系統(tǒng)包括ODS（操作數(shù)據(jù)存儲）、CDM（客戶數(shù)據(jù)管理）、ADS（應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲）層；而HBase和Redis則用于存儲實時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析功能包括即席查詢、多維分析、管理駕駛艙、分析看板等，數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)提供了數(shù)據(jù)開放接口。

此外，通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)安全管理、元數(shù)據(jù)管理等手段來加強對數(shù)據(jù)的管控，為數(shù)據(jù)分析和服務(wù)提供支持。

圖3 恩施卷煙廠智能倉儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)框架

4.安全架構(gòu)應(yīng)用

系統(tǒng)安全防護方案遵循網(wǎng)絡(luò)信息安全“分級分域、整體保護、積極預(yù)防、動態(tài)管理”的總體策略，對恩施卷煙廠倉儲管理系統(tǒng)的運行環(huán)境采取最小化原則。通過管理手段和技術(shù)措施對系統(tǒng)進行整體加固，并通過系統(tǒng)邊界隔離、分區(qū)分域防護，以及對系統(tǒng)中的安全設(shè)備進行監(jiān)控和管理。最后，通過制定安全管理制度來保障系統(tǒng)的安全運行，形成了如圖4所示的系統(tǒng)安全架構(gòu)。

圖4 恩施卷煙廠智能倉儲系統(tǒng)安全框架

四、恩施卷煙廠智能倉儲的功能實現(xiàn)

目前，經(jīng)過改造后的煙草智能倉儲管理平臺具備了煙草物料包芯監(jiān)控、煙草物料垛內(nèi)監(jiān)控、倉庫監(jiān)控、蟲情監(jiān)控、預(yù)警、數(shù)據(jù)整理、出入庫管理等功能。其中，煙草物料包芯監(jiān)控能夠監(jiān)測各個煙草物料垛堆在不同時間段內(nèi)的溫度變化；蟲情監(jiān)控可以檢測各個煙草物料垛堆是否存在異常情況；預(yù)警功能能在發(fā)現(xiàn)異常情況時，將溫濕度、氧氣濃度等信息發(fā)送到倉儲管理人員的手機端，便于實時查看預(yù)警詳情；數(shù)據(jù)整理功能能夠分析溫濕度、氧氣濃度和蟲情信息隨時間的變化情況，有助于制定更為科學(xué)合理的煙草物料養(yǎng)護計劃；出入庫管理可通過自動掃碼功能為不同批次的煙草物料分配唯一的ID信息，并實時同步這些ID信息。

1.物料分揀

在恩施卷煙廠應(yīng)用煙草智能倉儲系統(tǒng)后，物料分揀功能可以根據(jù)煙草物料的ID信息直接將不同類型的煙草物料送往指定的倉間存放。通過信息識別功能實現(xiàn)煙草物料的自動分揀，有助于提高智能倉儲管理的效率。物料分揀主要分為人工分揀和機器分揀兩種情況，當(dāng)分揀系統(tǒng)出現(xiàn)故障或機器分揀失敗時，人工會介入進行補分揀。無論是哪種分揀方式，一旦信息識別成功，系統(tǒng)會將倉間信息和物料信息匹配起來，分揀設(shè)備隨即自動執(zhí)行貨物分揀指令，并同時完成物料信息的錄入工作。系統(tǒng)功能如圖5所示。

圖5 揀貨作業(yè)管理

2.物料運輸

物料運輸功能能夠?qū)⒎謷瓿傻臒煵菸锪贤ㄟ^運輸設(shè)備傳送到倉儲區(qū)域，同樣地，倉儲區(qū)域的煙草物料也可通過運輸設(shè)備運送到分揀區(qū)域以備后續(xù)出庫。倉間內(nèi)部存儲的煙草物料信息和位置是固定的，每個倉間的貨物運輸路徑也是固定的。只要確定了煙草物料信息和運輸倉間的信息，就可以通過系統(tǒng)查詢功能確定該物料的運輸路徑。運輸路徑確定后，運輸設(shè)備（如穿梭車、傳送帶、機器人等）可以根據(jù)目標(biāo)定位進行自動化操作或人工操作。系統(tǒng)功能如圖6所示。

圖6 車輛預(yù)約管理

3.物料存放

在煙草物料的運輸過程中，通常采用先進先出的原則或就近原則進行存放。如果煙草物料能夠在較長的時間內(nèi)存儲而不發(fā)生蟲害或霉變，則可以靈活選擇這兩種原則之一。但在實際的倉儲管理中，為了最小化煙草物料霉變的風(fēng)險，在不考慮運輸效率的情況下，一般采用先進先出的原則。這樣可以確保煙草物料在存儲期間的品質(zhì)，降低養(yǎng)護風(fēng)險。在物料存放的過程中，可以將存儲時間相近的煙草物料放置在同一垛位，并根據(jù)垛位編號記錄煙草物料的入庫信息。物料存放的可視化界面如圖7所示。

圖7 數(shù)字化系統(tǒng)的物料存放信息界面

4.存儲管理

存儲管理功能主要包括煙草物料定位查詢、庫存查詢、空位查詢?nèi)蠊δ堋Ｆ渲?#xff0c;定位查詢是指通過輸入特定批次煙草物料的ID編號來查詢其位置信息；庫存查詢則是輸入對應(yīng)的ID編號來查詢該批次煙草物料的倉儲庫存量、出入庫量及出入庫頻率等信息；空位查詢可以根據(jù)煙草物料的出入庫量和物料類型來查詢哪些倉間存在空余垛位，以此提高倉庫的補貨效率。查詢界面如圖8所示。

圖8 庫存查詢

5.安全管理

安全管理功能主要包括溫濕度、氧氣濃度、蟲情監(jiān)控與其他等。溫濕度、氧氣濃度、蟲情等因素對煙草物料質(zhì)量的影響極大，安全管理系統(tǒng)可以通過傳感器和物聯(lián)網(wǎng)對各個倉間、各個垛位的煙草物料信息進行實時監(jiān)控。而其他安全管理監(jiān)控主要目標(biāo)為煙草物料掉落、消防隱患等，這些因素也會對煙草智能倉儲管理安全性造成一定影響，監(jiān)控界面見圖9所示。

圖9 溫濕度監(jiān)控與預(yù)警

五、結(jié)論

恩施卷煙廠在成品、輔料出入庫等環(huán)節(jié)實施掃碼作業(yè)，實現(xiàn)了成品倉庫、輔料倉庫以及平衡庫的物流數(shù)字化管理，為廠區(qū)數(shù)據(jù)平臺提供了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)支持，使得作業(yè)效率提升了5%，成本下降了1.5%。恩施智能倉儲系統(tǒng)不僅打通了從生產(chǎn)到倉庫的數(shù)據(jù)鏈路，還提高了倉儲作業(yè)效率、提升了物流管理效率、確保了產(chǎn)品的全程追溯，并進一步增強了物流數(shù)據(jù)采集能力、倉儲智能化管理能力以及信息系統(tǒng)安全防護能力。此外，通過構(gòu)建設(shè)備和物料模型與現(xiàn)實數(shù)據(jù)狀態(tài)的映射關(guān)系，實現(xiàn)了倉儲和廠區(qū)內(nèi)運輸?shù)目梢暬芾?#xff0c;并提供了設(shè)備健康監(jiān)測和故障報警預(yù)警功能，有效降低了人工管理成本，提升了倉儲系統(tǒng)的可靠性。