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  • 物聯網技術在原煙物流管理中的應用研究 HOME  > 

  煙草行業的物流可以分爲煙葉生産和收購的原煙物流、卷煙制造商生産過程中的內部物流即工業物流、以及成品煙銷售環節外部物流即商業物流。近幾年,經過國家煙草行業卷煙生産經營決策管理系統工程(一號工程)的實施,各卷煙生産企業已經在倉儲管理,物流配送,終端防僞等方面,實現了一定水平的信息化管理。

  但是在原煙物流領域,雖有涉及站點收購儲運的內容,但功能應用少,缺乏對煙葉物流全流程的應用支撐,煙葉物流管理方式較原始落後,主要表現爲如下問題:

  1、物流各環節數據采集方式落後,還處于手工錄入和未采集的現狀,導致統計的數據缺乏權威性和准確性;

  2、尚未實現物流環境、設備、作業的全面感知;

  3、供應鏈的全程互聯以及設備、貨物、信息系統等對象之間的全面互聯仍有不足;

  4、整體調度無序,缺少在途監控管理;

  5、物流管理各環節,信息化自動化水平低,煙包的出入庫基本靠人工搬運。

  物聯網(Internet of Things)是“傳感網”在國際上的通稱,是傳感網在概念上的一次拓展。通俗地講,物聯網就是萬物都接入到互聯網,物體通過裝入射頻識別(RFID)設備傳感器、GPS 等信息傳感器,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信。以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

       物聯網技術在原煙物流管理系統中的應用,以RFID標簽爲原煙信息載體,結合GPS、傳感器、GIS、網絡通信、自動化等物聯網技術,提升原煙收購、調運、倉儲等環節中的信息化和自動化水平;詳細說明了基于物聯網技術的原煙物流管理系統的組成情況、實際應用效果及評價情況。

  1系統組成

  煙葉物流管理系統的系統架構如下圖所示。

  圖1 系統層次結構圖

  1.1信源層

  信源層通過爲目標物體貼上標簽,對其進行信息采集。當前物流行業主要應用的標簽有條碼和RFID標簽兩類,二者的基本情況對比如下:

 

條碼

RFID標簽

技術類型

光學技術

無線電技術

識別效果

需要人工輔助對准,逐個識別,速度較慢

範圍內自動識別,且支持多個標簽同時識別,速度很快

存儲內容

不能改寫,信息量較少

可以動態改寫,信息量很大

環境適應性

印在外面,易損壞

封在裏面,不易損壞

幹擾因素

條碼平整度

金屬、液體

價格成本

紙張和油墨成本,一次性應用

幾美分到幾十美分,可重複應用

 

  對于一個要實現自動化、且應用環境惡劣的現代煙葉物流系統來說,使用RFID標簽雖然價格高一些,但其它大部分特性均能很好地滿足需求,且RFID標簽可重複應用,長期綜合成本將顯著下降。

  當前RFID標簽技術也有很多種類,適合煙葉行業應用的主要是UHF技術和HF技術,二者對比如下:

 

UHF RFID標簽

HF RFID標簽

識別原理

電磁場遠場傳輸

磁場近場耦合

工作頻率

840~960MHz

13.56MHz

幹擾因素

金屬、液體

金屬

識別距離

0.5~10米

2米以內

應用場景

卷煙物流、電子車牌、停車場等

開放式門禁、消費、圖書管理等

價格成本(不含外部封裝)

1元以下

1元以上

 

  可見,對于一個需要實現全面感知、全面采集的現代煙葉物流系統來說,使用UHF RFID標簽有利于適應各類應用需求,以便使用統一的采集設備,還有利于將來與卷煙物流系統的整合,形成整個煙草物流的全流程管理。

  1.2采集層

  采集層需要解決的關鍵問題是如何將信源層數據正確地采集上來,並且采集過程不能影響原有流程的工作效率。原煙物流涉及煙葉收購站、營銷中心、中心倉庫和複烤廠多個環節,在各個環節需要根據環境的不同設計專門的采集設備完成信息采集功能。

  圖2  基于物聯網的煙葉倉儲物流管理高端流程圖

  1.2.1收煙站部署場景

  1.標簽打印挂標場景

  在煙站原有標簽打印系統的基礎上,添加RFID發卡功能,在標簽打印時將RFID標簽同時放置在發卡器上,在數據庫中將RFID 標簽ID與條碼信息進行關聯。涉及的産品有RFID發卡器、RFID煙包標簽、標簽打印機。

  2.煙包出庫信息采集

  通過固定式掃描通道或手持機,對出庫煙包RFID標簽信息進行采集,形成出庫記錄。涉及的産品有帶RFID識讀的裝車機、RFID手持機、RFID煙包標簽。

  1.2.2煙葉調運環節部署場景

  在煙葉調運環境,需要實現智能化調運系統,根據煙葉收購和收煙站庫存情況下達煙葉調運任務。通過在車輛上部署車輛管理電子標簽、GPS設備、圖像采集設備和無線傳輸設備,實現車輛在途監控功能。

  1.2.3中心倉庫部署場景

  1.煙包入庫信息采集

  煙包到達中心倉庫後,經RFID傳送帶式識讀通道對煙包標簽進行采集,完成煙包的到貨確認功能;同時現代煙葉立體倉庫需要按照托盤爲單位進行管理,需要實現按照煙葉等級的分揀、組盤和貨位分配功能,需要部署RFID傳送帶式識讀通道、自動化分揀線和數字化叉車。

  2.倉儲管理

  需要部署視頻監控設備、溫濕度監控設備、庫位檢測設備和叉車調度設備,同時配合手持式終端完成倉庫內部的智能監控和智能調度。

  3.煙包出庫信息采集

  煙包調撥出庫時,通過RFID一體機、手持機或智能RFID叉車進行托盤標簽掃描,通過傳送帶式采集裝置實現煙包標簽信息采集。

  1.2.4複烤廠部署場景

  煙包到達複烤廠後,使用RFID一體機或RFID傳送帶式識讀通道對數據進行采集,並給出煙葉等級信息提示。

  1.3平台層

  煙葉物流管理平台爲應用提供各種支撐和管理,如數據管理、權限管理、網絡管理、安全管理、日志管理、報表管理和可視化顯示等。

  1.4應用層

  應用層構建于煙葉物流管理平台之上,包括煙包追溯子系統、煙葉調運子系統和倉儲管理子系統三個部分。

  1.4.1煙包追溯子系統

  煙包追溯子系統由信息錄入、標簽發放、出庫管理、庫存控制、可視化分析、盤點管理、查詢統計、標簽回收等組件組成,通過煙葉打包發卡,煙包標簽可以全流程記錄煙葉物流信息,實現了煙葉的追溯。

  1.4.2煙葉調運子系統

  煙葉調運子系統由車輛排班、入場管理、出場管理、在途管理、可視化分析、場內調度等組件組成,通過RFID/GIS/GPS/GPRS技術相結合,實現煙葉的智能化調運、車輛的智能化調度和在途監控、快速通行。

  1.4.3倉儲管理子系統

  煙葉倉儲管理子系統由入庫管理、出庫管理、盤點管理、可視化分析、監控系統等組件組成,通過三維虛擬現實技術與視頻技術相結合的方式,實現可視化倉儲管理。

  2效果評價  

  2.1自動化提升

  基于物聯網技術,結合自動化技術,多種自動化設備的應用,實現出入庫管理、掃碼、組盤、垛位分配、操作指引自動化,提升整個系統的自動化水平。

  2.2信息化提升

  研究RFID技術在煙葉物流中的應用,實現煙葉全程跟蹤的信息化管理,實現倉庫內部的自動化、可視化、智能化管理,以保證滿足煙葉調運“可追溯、易管理”及“快進、快出”的要求,逐漸改變煙葉管理信息化程度低、管理不規範、無法實現監控和質量追溯的難題,爲現代煙草物流管理、數字倉儲管理打下了良好的基礎,全面提升煙葉物流的信息化水平。

  2.3質量可追溯

  通過RFID技術設備的應用,實現了煙葉信息在各流通環節的信息采集及關聯,有利于煙葉質量追蹤體系的建立,做到煙葉質量的“正追蹤、反追溯”,爲煙葉質量數據庫的建立奠定了紮實的基礎,爲卷煙上水平提高優質的原料保障。

  2.4客戶服務提升

  推廣基于RFID的煙草行業應用,可以隨時監控貨物狀態,通知客戶貨運情況,改進到貨簽收方式,提升客戶服務。

  2.5監管加強

  通過對物流各關鍵業務環節作業信息的深度挖掘和分析,實現了物流信息和資源的實時跟蹤、動態分析和全程控制,有效地提升了物流監管水平,可促進公司業務規則和管理制度的貫徹執行,避免規章制度制定和貫徹落實出現“兩張皮”現象。

  2.6安全生産提升

  通過制定煙葉信息化規範、引入自動化設備、規範煙葉物流操作管理流程、降低人員幹預程度、降低勞動強度,降低煙葉生産安全隱患,全面提升煙葉安全生産環境。

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