基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧物流園區(qū)研究

文 / 肖光偉 陳 浩 邵世洲 肖龍恩 陳文杰 戴 明 李 樂 黃 婧 曹云祥

近年來隨著信息技術(shù)與煙草行業(yè)生產(chǎn)、物流、運營等領(lǐng)域的融合程度不斷加深，信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化已經(jīng)逐步成為激發(fā)企業(yè)觀念創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新的重要推動力。

目前湖北中煙工業(yè)有限公司原料倉庫物流園區(qū)建設(shè)缺乏系統(tǒng)性，對于園區(qū)的智慧化建設(shè)缺少整體規(guī)劃，存在僅就單一功能模塊進(jìn)行智能化建設(shè)或改造，各模塊之間相對獨立，缺乏數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，造成很多“信息孤島”問題。為此湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司在湖北中煙樂道物流智慧園區(qū)試點建設(shè)一套智慧物流園區(qū)管理系統(tǒng)，滿足園區(qū)管理集中智能管控、精益管理的需求。

通過建設(shè)樂道物流原料倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)原料倉庫數(shù)字化、智能化管理

一、現(xiàn)狀分析

1.信息孤島問題

目前湖北中煙樂道物流倉庫設(shè)備及各類子系統(tǒng)眾多，相互獨立運行。隨著技術(shù)的發(fā)展，園區(qū)信息化進(jìn)程不斷推進(jìn)，越來越多的設(shè)備子系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)推廣應(yīng)用。如消防、安防、停車、空調(diào)、除濕機等包含智能化設(shè)備的子系統(tǒng)紛紛得到應(yīng)用，但各子系統(tǒng)之間相互獨立，缺乏數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。同時眾多系統(tǒng)的管理、維護(hù)也給管理者和用戶帶來不便。

2.工作流程復(fù)雜問題

傳統(tǒng)方式的運營管理，費時費力，而且效率不高。傳統(tǒng)的運營管理借助單一管理系統(tǒng)，輔助人工對園區(qū)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行運營管理，為園區(qū)用戶提供各類服務(wù)和保障，涉及多部門多系統(tǒng)的較復(fù)雜流程時，處理周期長、效率低，費時費力。

3.體驗感不良問題

新設(shè)備、新系統(tǒng)的應(yīng)用，并未給園區(qū)用戶帶來智慧化的體驗。技術(shù)發(fā)展帶來的新設(shè)備、新系統(tǒng)上線，但業(yè)務(wù)應(yīng)用跟不上發(fā)展的步伐，或者業(yè)務(wù)應(yīng)用單一，無法實現(xiàn)跨系統(tǒng)，給用戶帶來了一些不良體驗。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)整體架構(gòu)

二、智慧園區(qū)建設(shè)方案

1.技術(shù)架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧園區(qū)建設(shè)主體架構(gòu)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，物聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)整體架構(gòu)如圖1。

（1）感知層

感知層是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，主要包括園區(qū)底層設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。在智慧園區(qū)內(nèi)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)感知基礎(chǔ)設(shè)施，采集各類設(shè)備相關(guān)信息，采集的范圍包括設(shè)備狀態(tài)信息以及設(shè)備運行信息。

（2）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層在基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧園區(qū)中主要作用是實現(xiàn)采集設(shè)備數(shù)據(jù)、控制設(shè)備以及設(shè)備之間交互通信，它是連接感知層和應(yīng)用層的橋梁。網(wǎng)絡(luò)層包括運營商網(wǎng)絡(luò)、園區(qū)WIFI網(wǎng)絡(luò)以及其他多種網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)園區(qū)設(shè)備和內(nèi)部應(yīng)用服務(wù)器的數(shù)據(jù)連接交互。

（3）應(yīng)用層

應(yīng)用層是對基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧園區(qū)提供數(shù)據(jù)存儲和各類智慧園區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)。主要功能包括園區(qū)調(diào)度系統(tǒng)、園區(qū)安防系統(tǒng)、智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)等幾個部分，在感知層和網(wǎng)絡(luò)層基礎(chǔ)上，部署基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的物聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)服務(wù)系統(tǒng)。

2.智慧園區(qū)應(yīng)用

湖北中煙樂道物流智慧園區(qū)的應(yīng)用包括園區(qū)調(diào)度系統(tǒng)、園區(qū)安防系統(tǒng)、智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)和倉庫管理系統(tǒng)四個方面：

（1）園區(qū)調(diào)度系統(tǒng)

① 道閘系統(tǒng)

樂道物流園區(qū)道閘系統(tǒng)實現(xiàn)與湖北中煙運輸管理系統(tǒng)（TMS）、原料倉庫管理系統(tǒng)（ISA）數(shù)據(jù)聯(lián)通，車輛進(jìn)出道閘時，通過WebService接口實時將車牌號碼、進(jìn)出時間等信息發(fā)送至原料倉庫管理系統(tǒng)。原料倉庫管理系統(tǒng)根據(jù)車牌信息、入園信息與運輸管理系統(tǒng)提前發(fā)送的承運單信息進(jìn)行比對，信息一致則反饋消息給道閘系統(tǒng)，自動開閘放行。

樂道物流園區(qū)包括兩個道閘，第一道閘是園區(qū)道閘（管理原料運輸車輛、公務(wù)車、員工車輛、消防車、巡邏車、外來車輛的進(jìn)出），第二道閘是庫區(qū)道閘（管理原料運輸車輛、消防車、巡邏車的進(jìn)出）。通過道閘系統(tǒng)與運輸管理系統(tǒng)、原料倉庫管理系統(tǒng)的實時聯(lián)動，實現(xiàn)車輛信息自動識別，減少保安工作量，提高園區(qū)調(diào)度效率。

② 大屏呼叫

運輸原料車輛進(jìn)入園區(qū)后，原料倉庫管理系統(tǒng)根據(jù)車輛簽到信息結(jié)合庫區(qū)任務(wù)情況，將車輛排隊情況推送至大屏呼叫系統(tǒng)。

大屏呼叫系統(tǒng)管理當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)和等待執(zhí)行任務(wù)，展示信息包括：業(yè)務(wù)類型、車牌號、排隊號、車輛狀態(tài)、月臺、等待時間、入園時間、入庫時間、出庫時間。

系統(tǒng)實現(xiàn)任務(wù)閑時則自動放行，任務(wù)忙時則進(jìn)行排隊，并將排隊信息推送給駕駛員。實現(xiàn)園區(qū)車輛有序完成入庫和出庫作業(yè)。

③ 地磅系統(tǒng)

地磅系統(tǒng)實現(xiàn)與原料倉庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，車輛入庫區(qū)卸貨前和出庫區(qū)卸貨后經(jīng)過地磅稱重，地磅系統(tǒng)自動將車輛信息、重量信息上傳給原料倉庫管理系統(tǒng)，原料倉庫管理系統(tǒng)根據(jù)車輛運輸原料的規(guī)格、數(shù)量，計算出重量范圍，車輛卸貨出庫后，重量如果超過誤差范圍，則原料倉庫管理系統(tǒng)及時生成卸貨預(yù)警信息并發(fā)送給倉庫管理員及保安。

④ 月臺調(diào)度

運輸原料車輛經(jīng)過園區(qū)道閘時，倉庫管理系統(tǒng)完成判斷車輛一致性后，進(jìn)行簽到，系統(tǒng)進(jìn)行庫位分配，并指引車輛駕駛員至指定的月臺進(jìn)行裝貨或卸貨。

月臺調(diào)度包括月臺LED顯示屏以及月臺管理功能。月臺LED顯示屏展示車牌號、貨位號、煙葉等級、數(shù)量以及當(dāng)前作業(yè)的狀態(tài)信息。月臺管理實現(xiàn)對月臺的任務(wù)進(jìn)行管理，支持特殊情況下進(jìn)行月臺任務(wù)釋放。

（2）園區(qū)安防系統(tǒng)

① 電子巡更系統(tǒng)

湖北中煙樂道物流園區(qū)建立了一套電子巡更系統(tǒng)，管理人員可通過系統(tǒng)靈活設(shè)置巡邏路線，以配合不同場合的需要。

通過建設(shè)電子巡更系統(tǒng)，實現(xiàn)巡邏人員的及時準(zhǔn)確到位，及時發(fā)現(xiàn)隱患，預(yù)防破壞，減少事故，對園區(qū)治安進(jìn)行巡邏的一個很重要的預(yù)防手段。

針對樂道物流園區(qū)24小時監(jiān)控運行時間長，工作量大等眾多因素，通過對園區(qū)進(jìn)行定期的巡邏以保證物流園區(qū)的正常運行顯得尤為重要。

② 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)湖北中煙對原料倉庫安保部門及物流中心的需求與要求，設(shè)計樂道物流園區(qū)視頻監(jiān)控，包括安防視頻監(jiān)控和作業(yè)區(qū)域監(jiān)控。安防視頻監(jiān)控為安防服務(wù)，主要監(jiān)控樂道物流園區(qū)周界（含消防車道、消防登高車操作場地、消防水源等）、生產(chǎn)管理及生活輔助用房與聯(lián)合工房各出入口及走道、電梯井、空調(diào)外機等區(qū)域。

作業(yè)區(qū)域監(jiān)控主要為配送作業(yè)服務(wù)，主要位于入庫、出庫等主要作業(yè)區(qū)域，監(jiān)控出入庫作業(yè)情況。

各監(jiān)控區(qū)域所產(chǎn)生的圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，在監(jiān)視器上分別顯示，并通過數(shù)字硬盤錄像機根據(jù)需求對其進(jìn)行錄像。監(jiān)控中心的工作人員根據(jù)圖像顯示并通過鍵盤進(jìn)行圖像切換、跟蹤監(jiān)視，從而達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)情況和問題、及時采取相應(yīng)措施或在事后通過錄像對事件進(jìn)行排查以發(fā)現(xiàn)問題。同時，按需求在值班室設(shè)置了分控點，并按分控點的要求，將所有圖像或部分圖像分別傳送到各分控點。分控點根據(jù)其職能要求，對圖像進(jìn)行監(jiān)視以掌握現(xiàn)場情況。

3.智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

（1）醇化庫的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

湖北中煙樂道物流園區(qū)建立了一套醇化庫的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，每個倉間設(shè)立了三臺降溫式除濕機，并在頂樓每個倉間增設(shè)了兩個空調(diào)機組，通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對原料倉庫各倉間以及垛位煙包中插入探針采集器，實現(xiàn)對倉間溫濕度以及煙包包芯溫濕度的實時監(jiān)測。系統(tǒng)主要功能包括：可視化監(jiān)控，根據(jù)倉庫、樓層、倉間的逐級展示環(huán)境溫濕度和包芯溫；智能預(yù)警，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的預(yù)警閾值，系統(tǒng)自動判斷當(dāng)超過設(shè)置的預(yù)警值范圍系統(tǒng)給出報警，及時提醒倉庫管理人員；設(shè)備聯(lián)動，當(dāng)倉間溫濕度出現(xiàn)異常后，系統(tǒng)可自動開啟或關(guān)閉除濕機。

通過建設(shè)醇化庫的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，保證煙葉在庫期間的安全存放，并對煙葉養(yǎng)護(hù)全生命周期的溫濕度進(jìn)行記錄。

（2）集中檢測線系統(tǒng)

研究證明，煙葉含水率達(dá)15%以上，環(huán)境溫度20-30℃，環(huán)境相對濕度70%以上，便達(dá)到霉菌生長的適宜環(huán)境。因此，湖北中煙樂道物流建立了一套質(zhì)量集中檢測線系統(tǒng)，保證入庫煙葉質(zhì)量水分在安全存放范圍內(nèi)。

集中檢測線系統(tǒng)與原料倉庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，檢測線掃描煙箱條碼后，自動將條碼、水分、密度、重量等信息傳給原料倉庫管理系統(tǒng)，對于檢測值異常情況進(jìn)行預(yù)警，同時當(dāng)同一批次原料質(zhì)檢完成后，生成質(zhì)檢報告。

4.倉庫管理系統(tǒng)

樂道物流原料倉庫管理系統(tǒng)功能包括園區(qū)調(diào)度管理、入庫管理、質(zhì)檢管理、庫內(nèi)管理、養(yǎng)護(hù)管理、任務(wù)管理、預(yù)警管理、出庫管理、移動作業(yè)管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)信息管理、權(quán)限管理等功能模塊，并實現(xiàn)與湖北中煙物流管控平臺、運輸管理系統(tǒng)（TMS）、SAP、主數(shù)據(jù)平臺、MES系統(tǒng)、原料供應(yīng)鏈系統(tǒng)、智能園區(qū)系統(tǒng)、溫濕度等系統(tǒng)進(jìn)行集成與對接。

通過建設(shè)樂道物流原料倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)原料倉庫數(shù)字化、智能化管理。

三、結(jié)束語

智慧園區(qū)建設(shè)既要有理念高度與技術(shù)先進(jìn)性，又強調(diào)實際效益和效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧園區(qū)建設(shè)中的推廣和應(yīng)用，充分實現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)各個技術(shù)設(shè)施資源的有效整合以及各個應(yīng)用系統(tǒng)的高效集成，進(jìn)一步提升了園區(qū)管理的信息化水平，同時提高了園區(qū)管理的安全性和可靠性。通過以上功能的實現(xiàn)，更加突出了園區(qū)的智能化及智慧化建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧園區(qū)建設(shè)中的推廣和應(yīng)用，充分實現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)各個技術(shù)設(shè)施資源的有效整合以及各個應(yīng)用系統(tǒng)的高效集成，進(jìn)一步提升了園區(qū)管理的信息化水平，同時提高了園區(qū)管理的安全性。

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