面向新材料企業(yè)的智能物流管理系統(tǒng)設(shè)計

王瑞江，朱曉霞，夏艷麗，張莉莉

（1.中國國際工程咨詢有限公司，北京 100048；2.河北科技大學(xué) 理學(xué)院，河北 石家莊 050018；3.中咨工程管理咨詢有限公司，北京 100048）

1 引言

兩化融合方興未艾，新一代信息技術(shù)高度融合先進(jìn)管理思想，日益滲透實體經(jīng)濟(jì)，形成新型的生產(chǎn)方式、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長點，激勵企業(yè)投身于物流信息化建設(shè)之中，通過信息化、智能化和精細(xì)化管控，引領(lǐng)企業(yè)物流管理模式革新，催生智能物流新范式，實現(xiàn)提質(zhì)降本增效[1-2]。

眾多企業(yè)憑借敏銳嗅覺將智能物流、智能管控、供應(yīng)鏈管理等技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)管理全過程，實現(xiàn)“產(chǎn)銷一體、管控銜接、三流協(xié)同”，提升質(zhì)量控制技術(shù)、控制運營成本、完善物流管理機(jī)制、優(yōu)化三流流程等，實現(xiàn)企業(yè)智能化物流管理新模式，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造條件。郭占山等利用物流一卡通平臺與企業(yè)ERP無縫對接技術(shù)搭建了常山南方水泥有限公司的物流信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了企業(yè)物流的集中管控[3]。俞樞根等以新型建材水泥廠為研究對象，構(gòu)建了一個全過程無人干預(yù)的信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)供銷的集成化、智能化管理[4]。周正文等采用B/S結(jié)構(gòu)和Web服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計了株洲時代新材料科技有限公司的物流運輸系統(tǒng)，有效解決了物流管理信息化難題[5]。余國林采用C/S架構(gòu)設(shè)計了葛洲壩鐘祥水泥廠的物流信息系統(tǒng)，開發(fā)了車輛調(diào)度、道閘控制、過磅計量等一卡通平臺，并與企業(yè)ERP形成無縫對接，提高了物流服務(wù)效率[6]。申世武和梁小波等分別以柳鋼礦石物流園區(qū)為面向?qū)ο螅O(shè)計了一卡通車輛信息系統(tǒng)，規(guī)避了管理風(fēng)險和操作漏洞，實現(xiàn)了企業(yè)物流全程監(jiān)控及防范，提高了企業(yè)物流管理水平[7]。郭忍強(qiáng)提出了一個面向大型礦山企業(yè)物流的SOA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要涵蓋了客服、倉儲、運輸配送、財務(wù)管理等功能模塊，強(qiáng)化企業(yè)物流管理水平，提高了企業(yè)運營效益[8]。

本文以某環(huán)保新材料企業(yè)為例，回顧物流系統(tǒng)優(yōu)化建設(shè)過程，融合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、ERP系統(tǒng)和一卡通平臺等新一代信息技術(shù)，探索出的一種工業(yè)化與信息化深度融合的全新模式，建立了一個現(xiàn)代化、智能化的物流管理系統(tǒng)，旨在解決企業(yè)日益寬泛的規(guī)模需求，提高物流運作效率，力求為相關(guān)企業(yè)以兩化融合推動轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展提供一些參考。

2 企業(yè)介紹與需求分析

2.1 企業(yè)介紹

某新材料公司是以石灰石（碳酸鈣）原材料深加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，石灰石開采加工生產(chǎn)線，年處理能力1 000萬t，未來獲取臨近礦產(chǎn)資源產(chǎn)能可達(dá)到年生產(chǎn)能力2 000萬t，主要包括綠色建材、脫硫劑、冶金溶劑、高端（輕、重）碳酸鈣填料、工業(yè)廢處理劑石灰以及食品級碳酸鈣填料等產(chǎn)品。目前，生產(chǎn)區(qū)建成了4條鈣質(zhì)脫硫劑生產(chǎn)線，年生產(chǎn)鈣質(zhì)脫硫劑330萬t，冶金溶劑生產(chǎn)線1條年產(chǎn)400萬t，工業(yè)廢酸處理劑生產(chǎn)線1條年產(chǎn)100萬t，綠色建筑材料生產(chǎn)線年產(chǎn)100萬t，加上其他原料30萬t進(jìn)廠，累計物流量年累計1 000萬t，按照工作日計算每天4.5萬t，平均日進(jìn)出廠區(qū)的車輛近1 000輛左右，物流規(guī)模大。另外，廠區(qū)優(yōu)化布局了6臺電子地磅，3條田字環(huán)形物流通道，12個散、袋裝車臺面，1個電子閘門（人車分離），門外設(shè)有停放100輛運輸車的暫停區(qū)，聯(lián)通外界3.8km外的交通道路的是一條寬度約4m的鄉(xiāng)級道路，廠區(qū)來往車輛較多，外聯(lián)道路狹窄、彎多復(fù)雜，易發(fā)生交通堵塞和事故，物流車輛組織難度極大。

2.2 需求分析

新材料公司產(chǎn)品需通過多種車輛運輸，作業(yè)時需要與生產(chǎn)、計量、裝卸、倉儲、門禁、打卡、核算等環(huán)節(jié)的設(shè)備協(xié)同運行，同時要統(tǒng)籌在途車輛的精確調(diào)度和精準(zhǔn)計量。因此，系統(tǒng)設(shè)計的總體目標(biāo)是以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，以互聯(lián)共享、統(tǒng)籌優(yōu)化、集中管控、協(xié)同集成為基礎(chǔ)，在滿足管理規(guī)范、生產(chǎn)安全、服務(wù)和諧的前提下，打造一個融合管理、智能化、信息化和數(shù)字化為一體的智能物流平臺，實現(xiàn)企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)、提質(zhì)增效和物流通暢，有助于提升企業(yè)的管理水平。經(jīng)過實際業(yè)務(wù)摸底，公司物流管理系統(tǒng)的需求如下：

（1）系統(tǒng)面向客戶、企業(yè)本身、物流承運商等用戶，能夠集成三者信息，互聯(lián)互通，實現(xiàn)信息共享。

（2）系統(tǒng)整體功能簡易化、流程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)化、管理可視化。

（3）系統(tǒng)滿足企業(yè)多業(yè)務(wù)模塊處理的便捷性、協(xié)同性。

（4）系統(tǒng)能夠無縫匹配企業(yè)內(nèi)部ERP系統(tǒng)，一卡通平臺，實現(xiàn)“產(chǎn)銷一體、管控有序、三流同步”，實現(xiàn)在財務(wù)、銷售、生產(chǎn)、庫存、采購、計量、運輸?shù)确矫娴闹悄芑芸亍?/p>

（5）系統(tǒng)能夠解決廠區(qū)內(nèi)外物流通道通達(dá)性，不出現(xiàn)堵塞、事故以及其他可能存在的安全隱患。

（6）能夠利用移動互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)間信息共享的及時性、便利性及精準(zhǔn)性。

3 物流系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)

3.1 總體設(shè)計方案

針對新材料企業(yè)現(xiàn)狀與需求，系統(tǒng)覆蓋了采購、生產(chǎn)、銷售、計量、倉儲、物流、質(zhì)檢、能源等企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，對企業(yè)供應(yīng)鏈物流進(jìn)行全程管理。系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計方案，一方面采用互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)及移動通信技術(shù)等新一代信息技術(shù)，在企業(yè)原有ERP平臺的基礎(chǔ)上，結(jié)合一卡通物流系統(tǒng)的功能模塊[9]，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各環(huán)節(jié)無縫銜接，信息實時集成共享。另一方面結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和移動微商平臺，為企業(yè)物流提供全過程生態(tài)鏈服務(wù)，為客戶、原料供應(yīng)商、承運商、司機(jī)提供優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)，實現(xiàn)管理智能化、信息集成化、服務(wù)和諧化。

3.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本文是在既考慮了系統(tǒng)的開發(fā)性、統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)化原則，又充分體現(xiàn)先進(jìn)性、前瞻性和實用易用性原則的前提下，規(guī)劃設(shè)計了新材料公司的智能物流管理系統(tǒng)，它是由多個子系統(tǒng)組成的交互、復(fù)雜的智能平臺，其總體技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

3.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本文的智能物流管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用分層設(shè)計方法，自下而上依次分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三部分，如圖2所示。

感知層位于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最底層，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集的核心部分。它是通過各類RFID、傳感器、終端設(shè)備、IC讀卡器等對物流運輸全過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

網(wǎng)絡(luò)層位于系統(tǒng)中間層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的實時傳輸層。本文物流管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信訊技術(shù)支持GPRS、3G、Wi-Fi等方式。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)終端設(shè)備采集經(jīng)TCP/IP協(xié)議傳輸至交換機(jī)，最終到達(dá)中心服務(wù)器中。

應(yīng)用層采用目前主流的C/S構(gòu)架模式實現(xiàn)，為用戶提供可支持智能手機(jī)、PAD、PC、大屏、多媒體查詢機(jī)、TV等豐富終端適配能力的各種互聯(lián)網(wǎng)終端，管理服務(wù)器終端保證資源合理配給，提高運作效率。

圖1 智能物流管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

圖2 智能物流管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.4 系統(tǒng)功能設(shè)計

3.4.1 系統(tǒng)總體功能。本文智能物流管理系統(tǒng)以供應(yīng)鏈管理理念為基礎(chǔ)，融合了企業(yè)ERP系統(tǒng)和一卡通系統(tǒng)兩大技術(shù)，實現(xiàn)進(jìn)銷存一體、管控有序、三流同步的智能化管理。其中，進(jìn)銷存、財務(wù)管理等業(yè)務(wù)功能模塊仍在企業(yè)ERP系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)。采購物流、銷售物流、廠內(nèi)短倒物流在物流一卡通系統(tǒng)中實現(xiàn)，通過優(yōu)化各部分業(yè)務(wù)流程，采用IC卡、RFID、車號識別、移動互聯(lián)網(wǎng)等終端技術(shù)實現(xiàn)物流車輛從網(wǎng)上預(yù)約管理、收發(fā)制卡、門禁控制、智能引導(dǎo)、進(jìn)出廠監(jiān)控、過磅計量監(jiān)控、裝卸排隊等子功能模塊。一卡通系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)無縫銜接，實現(xiàn)了各環(huán)節(jié)信息共享、實時互聯(lián)互通和驗證監(jiān)控。智能管理系統(tǒng)主要功能模塊如圖3所示。

系統(tǒng)實現(xiàn)功能主要實施范圍包括采購物流、銷售物流、廠內(nèi)調(diào)撥物流以及計量監(jiān)控系統(tǒng)和車輛排隊系統(tǒng)。

3.4.2 采購物流功能。新材料公司需要外購原料生產(chǎn)碳酸鈣高端產(chǎn)品，受資源條件限制，部分原材料需要外采。因此，原料進(jìn)廠全過程中形成采購物流業(yè)務(wù)，包括讀取ERP采購訂單、采購預(yù)約、業(yè)務(wù)審核、發(fā)卡、排隊、門禁檢查（進(jìn)廠）、計量毛重、料倉卸車、計量皮重、收卡、門禁檢查（出廠）、發(fā)貨錄入ERP采購系統(tǒng)的全過程，具體流程如圖4所示。

圖3 智能物流管理系統(tǒng)功能示意圖

圖4 采購物流一卡通系統(tǒng)流程

3.4.3 銷售物流功能。新材料公司出售產(chǎn)品時，產(chǎn)品從公司轉(zhuǎn)移至用戶的物流活動，稱為銷售物流。銷售物流功能模塊包括讀取ERP銷售訂單、銷售預(yù)約、業(yè)務(wù)審核、倉位確定、發(fā)卡、排隊、門禁檢查（進(jìn)廠）、空載計量、裝車、載重計量、收卡、門禁檢查（出廠）、發(fā)貨錄入ERP銷售系統(tǒng)等模塊，是對新材料產(chǎn)品銷售全過程進(jìn)行有效控制和跟蹤。銷售物流業(yè)務(wù)流程如圖5所示。

3.4.4 調(diào)撥物流功能。廠內(nèi)調(diào)撥物流，是從訂單錄入、車輛發(fā)卡、計量皮重、發(fā)貨、計量毛重、卸貨，最后連接ERP系統(tǒng)結(jié)算結(jié)束，具體流程如圖6所示。

圖5 銷售物流一卡通系統(tǒng)流程

圖6 廠內(nèi)調(diào)撥物流一卡通系統(tǒng)流程

3.4.5 計量監(jiān)控系統(tǒng)。計量監(jiān)控系統(tǒng)是有由汽車衡現(xiàn)場計量終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操作平臺和系統(tǒng)監(jiān)控平臺組成。其中，汽車衡現(xiàn)場計量終端為計量監(jiān)控系統(tǒng)的核心，是由操作終端、車號識別攝像機(jī)、音柱、錄像機(jī)、紅外線對射探測器、紅綠燈、IC卡設(shè)備、交換機(jī)等組成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場的硬盤錄像機(jī)、攝像機(jī)及計量中心的電視墻組成。遠(yuǎn)程操作平臺由任務(wù)調(diào)度服務(wù)器和遠(yuǎn)程操作終端組成。系統(tǒng)監(jiān)控平臺由監(jiān)控展示平臺和調(diào)度管理模塊組成?，F(xiàn)場終端、遠(yuǎn)程終端及調(diào)度服務(wù)器三者之間采用Socket方式進(jìn)行消息通訊。該系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，前臺采用C#開發(fā)，后臺采用Java開發(fā)，通過GlassFish或Tomcat部署應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Oracle數(shù)據(jù)庫，計量監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 計量監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計量監(jiān)控系統(tǒng)的核心任務(wù)就是實現(xiàn)公司物流量的集中大管控，主要針對新材料公司在原輔料采購、產(chǎn)品銷售及內(nèi)部調(diào)撥物流過程實現(xiàn)自動計量稱重。該系統(tǒng)模塊可以配合一卡通（IC或者RFID）、集中監(jiān)控平臺、ERP系統(tǒng)完成計量稱重，實現(xiàn)智能采集物流車輛毛重、皮重、車輛圖片信息、統(tǒng)計打印等功能，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時監(jiān)控，保證計量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和精準(zhǔn)化。

3.4.6 車輛排隊系統(tǒng)。新材料公司每天包括原輔料、成品等不同類型物資達(dá)4.5萬t，平均需要近1 000輛左右物流車輛進(jìn)出廠區(qū)完成計量、裝卸等作業(yè)，再加上外部交通道路復(fù)雜性，如果不采用智能化的車輛排隊系統(tǒng)，易導(dǎo)致現(xiàn)場擁堵、交通堵塞和事故發(fā)生，進(jìn)而影響物流車輛的組織管控。

本文將設(shè)計一種新型車輛排隊系統(tǒng)，由預(yù)約系統(tǒng)（微信或者PC等）、排隊叫號系統(tǒng)、車位顯示系統(tǒng)、門禁監(jiān)視系統(tǒng)、車輛識別系統(tǒng)、圖像對比系統(tǒng)、廠內(nèi)引導(dǎo)系統(tǒng)、排隊信息查詢、審核后臺系統(tǒng)和統(tǒng)計分析系統(tǒng)等部分組成。該系統(tǒng)采用CS+B/S混合模式架構(gòu)設(shè)計，通過車輛排隊系統(tǒng)實現(xiàn)智能監(jiān)控出入廠區(qū)車輛流量信息、智能車輛引導(dǎo)和分流、合理安排廠內(nèi)外車輛調(diào)度和優(yōu)化倉位裝卸排隊秩序等功能，以此保障廠區(qū)內(nèi)外物流運輸通暢，提高現(xiàn)場的透明高度和工作效率，進(jìn)而提高物流服務(wù)滿意度。車輛排隊系統(tǒng)作業(yè)流程如圖8所示。

圖8 車輛排隊系統(tǒng)

4 實施效果分析

智能物流管理系統(tǒng)實施后，新材料企業(yè)實現(xiàn)了多用戶、多環(huán)節(jié)的信息共享、協(xié)同工作，不僅創(chuàng)新了物流管理模式，實現(xiàn)了公司與客戶的“雙贏”，而且顯著提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、管理效益和社會效益，具體體現(xiàn)見表1。

表1 智能物流管理系統(tǒng)實施效果一覽表

5 結(jié)束語

本文為環(huán)保新材料企業(yè)設(shè)計了智能物流管理系統(tǒng)，以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，以互聯(lián)共享、統(tǒng)籌優(yōu)化、集中管控、協(xié)同集成為基礎(chǔ)，在滿足管理規(guī)范、生產(chǎn)安全、服務(wù)和諧的前提下，打造一個融合管理、智能化、信息化和數(shù)字化為一體的智能化物流管理平臺，探索出了一種兩化深度融合的全新模式，旨在解決企業(yè)日益寬泛的規(guī)模需求，提高物流運作效率，力求為相關(guān)企業(yè)以兩化融合推動轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展提供一些參考。