基于卷煙原料的數(shù)字化倉儲研究
——以恩施卷煙廠為例

文 / 孔令虎 黃閆江 陳悅立 包珩言

恩施卷煙廠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化技術(shù)手段，通過建立數(shù)據(jù)收集管理系統(tǒng)和一體化的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了原料倉庫管理系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化，大大提升了倉庫管理系統(tǒng)的服務(wù)效率和質(zhì)量管理水平。

自2021 年以來，煙葉原料倉儲有序開展倉間養(yǎng)護數(shù)據(jù)自動化采集、平衡物質(zhì)檢測裝置擴展驗證試驗、物聯(lián)網(wǎng)智能倉儲管理項目，提升煙葉原料智能化養(yǎng)護管理水平，向綠色養(yǎng)護、智能化、數(shù)字化倉間建設(shè)邁出堅實的一步。行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策系統(tǒng)實現(xiàn)了成品庫存追蹤體系，現(xiàn)在煙草公司中為每一箱原料均印制了具有唯一標識碼的RFID 標志，并利用公司自己研發(fā)的原料庫存追溯管理系統(tǒng)，完成了從復(fù)烤工序到制絲投料的整個過程庫存追溯。

一、煙草原料數(shù)字化倉儲發(fā)展現(xiàn)狀

以往由于原料倉儲管理信息化基礎(chǔ)相對薄弱，原料的庫存、養(yǎng)護等缺乏準確及時的有效管控，是行業(yè)原料管理的一大難點。過去原料管理點多面廣周期長，復(fù)烤加工、倉儲養(yǎng)護、調(diào)供投料均無法實時跟蹤和管理[1]。能否參照行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)，用電子標簽把原料信息串起來，從而實現(xiàn)原料倉儲的全程跟蹤與追溯，為原料生產(chǎn)調(diào)度、倉儲養(yǎng)護乃至產(chǎn)品研發(fā)、卷煙生產(chǎn)等提供信息支撐。為實現(xiàn)原材料制造、庫存、調(diào)配、制絲投料整個過程的庫存控制、實體追溯與品質(zhì)追蹤，恩施卷煙廠啟用了原料數(shù)字化倉儲管理。

二、煙草原料數(shù)字化倉儲應(yīng)用

1.RFID 技術(shù)應(yīng)用于身份標識

RFID 標志就好像是原料的身份證，內(nèi)含煙葉復(fù)烤廠代號、工廠、批次、級別、年代、產(chǎn)區(qū)、種類、生化指標等信息。由于原料生命周期長、日常養(yǎng)護頻繁，標簽內(nèi)數(shù)據(jù)信息可動態(tài)更新維護，也可說是原料的體檢報告單[2]。和中國傳統(tǒng)的卷煙成品清掃碼技術(shù)類似，通過在復(fù)烤企業(yè)生產(chǎn)下線、原料入庫、原材料出庫，以及在工業(yè)企業(yè)原料入庫、原材料出庫、原料投料等生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)中使用清掃碼讀取企業(yè)身份信息，從而做到了原材料庫存的全過程追溯和產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤。原料的身份信息一旦讀取后，會立即通過網(wǎng)絡(luò)上傳到企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，與內(nèi)部信息系統(tǒng)共享，就這樣實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，從而極大提高了公司煙葉原料管理水平。

2.倉間養(yǎng)護數(shù)據(jù)自動化采集

基于智能倉庫管理平臺，部門以數(shù)據(jù)可視化，倉儲透明化，管理智能化為核心目標，推進試驗倉間完成去濕機、通風(fēng)機、風(fēng)幕機、防火卷簾門、開窗機、照明系統(tǒng)等智能化軟硬件系統(tǒng)的改造，開展本地測試驗證，為下階段實現(xiàn)4 小時智能環(huán)境監(jiān)測，自動調(diào)控養(yǎng)護設(shè)備，夜間無人監(jiān)管養(yǎng)護奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

煙葉原材料是整個煙草產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，而原料庫存管理系統(tǒng)也是整個卷煙供應(yīng)鏈中的重要一環(huán)。煙葉養(yǎng)護中存在著氣候變遷影響大、病蟲霉危險性高、溫濕度傳感器管理復(fù)雜等的問題。怎樣細心保護好每一擔原料，細心呵護好每片原料葉，是原料倉儲與管理面臨的重大課題。

三、恩施卷煙廠原料數(shù)字化倉儲效果

恩施卷煙廠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化技術(shù)手段，通過建立數(shù)據(jù)收集管理系統(tǒng)和一體化的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了原料倉庫管理系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化，大大提升了倉庫管理系統(tǒng)的服務(wù)效率和質(zhì)量管理水平。

1.數(shù)字化技術(shù)，物聯(lián)先行

數(shù)字賦能的基礎(chǔ)是連接，而連接就是要將人、事、物、環(huán)境等的信號連接、融合在一起。隨著物聯(lián)網(wǎng)與信息化科技的蓬勃發(fā)展，全面聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營變?yōu)榱丝赡堋Ｒ虼?，恩施卷煙廠在構(gòu)建現(xiàn)代物流配送網(wǎng)絡(luò)平臺之時，就充分考慮了將物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與現(xiàn)代信息化與倉儲管理系統(tǒng)的融合，將煙葉養(yǎng)護工作從傳統(tǒng)的人工記錄檢測方式，過渡到以信息系統(tǒng)自動采集、集成的融合方向上來[3]。

圖1 恩施卷煙廠數(shù)字路線圖

實現(xiàn)智能升級，就需要首先實現(xiàn)物聯(lián)感知。倉庫管理平臺公司將為每箱原材料設(shè)立獨有的RFID 電子產(chǎn)品標簽信息管理系統(tǒng)，從原材料入倉、出貨、移倉、竣工驗收檢查等各個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了掃碼支付錄入功能，全過程都錄入了所有原材料的生產(chǎn)軌跡信息。對倉庫中的每一個垛位號都進行了電子標簽信息管理功能，在煙葉出庫時完成了對垛位號的自動檢測，從而增強抗偏差能力。對于倉庫叉抱車的全智能改裝，既是硬件配套的重點也是工藝難題，工程技術(shù)人員經(jīng)過精心設(shè)計、多次試驗、調(diào)整優(yōu)化后，在倉庫叉抱車加裝了標簽傳感天線系統(tǒng)，夾取煙包時可以讀出四箱煙包的數(shù)據(jù)；在倉儲叉抱艙里設(shè)置有垛位標記讀出天線，當煙箱入垛或出垛時讀取數(shù)據(jù)，并進行抗偏差校驗；在駕駛座右前側(cè)也設(shè)置有終端控制顯示器，以支持叉車駕駛員實現(xiàn)高速準確連續(xù)作業(yè)，有效保障了現(xiàn)代管理服務(wù)的順利開展。

對所有維護員工的PDA 作業(yè)端口都實現(xiàn)了用戶化信息管理，將人、機械設(shè)備、事物信息一一綁定，便于進行作業(yè)跟蹤和業(yè)績統(tǒng)計分析；同時還在園區(qū)入口處、月臺上、車庫區(qū)大門口、搬運員工休息室等設(shè)置了液晶大屏幕，即時顯示物流作業(yè)信息[4]。設(shè)施配備的現(xiàn)代化配套與更新，為倉庫進行數(shù)字化技術(shù)提升、智慧運用打下了良好基礎(chǔ)。目前，庫房的硬件配備已有很大的進步，已經(jīng)具有了現(xiàn)代化、智慧化倉庫的模式。

2.一體集成系統(tǒng)設(shè)計融合

硬件設(shè)備是基礎(chǔ)，為保證業(yè)務(wù)流暢工作，還必須依靠功能齊全、先進合理、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的操作系統(tǒng)平臺來保障。湖北中煙公司以運營高效化、業(yè)務(wù)流程精細化、運行軌跡數(shù)字化管理、調(diào)度管理智能、整個過程狀況實時可視化為總體目標，經(jīng)過服務(wù)體系設(shè)計、業(yè)務(wù)流程細分、算法優(yōu)化，搭建起了高效率便捷運作的信息化倉儲平臺，并融合集成了多種數(shù)據(jù)采集體系，有效連接了上下游服務(wù)體系，實現(xiàn)了全方位的信息互動和應(yīng)用。

原料倉儲所要關(guān)注的數(shù)據(jù)也相當多，有倉間的溫濕度傳感器、煙包的包芯氣溫和含氧量、養(yǎng)護作業(yè)消息、庫存計劃調(diào)整消息等。倉儲數(shù)據(jù)管理平臺中整合了濕度控制系統(tǒng)、無線包芯高溫控制系統(tǒng)以及含氧量監(jiān)測系統(tǒng)，便于匯集與數(shù)據(jù)分析，并可對不滿足技術(shù)條件的數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效預(yù)警；將獨立的微波技術(shù)水分檢測儀連接起來，并經(jīng)過對檢測體系的進一步優(yōu)化與完善，做到了對檢測過程和原料關(guān)聯(lián)。

對保養(yǎng)檢查作業(yè)也實行了全面的信息化提升，維護保管人能夠在檢查過程中，用手提PDA 掃描煙包上的電子標簽，在已經(jīng)設(shè)置好的檢查項目中選擇結(jié)論并完成反饋，然后再利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)論至倉庫信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺并完成全過程錄入，由此達到了保養(yǎng)作業(yè)的全部無紙化。如今，PDA 已變成了一個很貼心的工作伴侶，使操作人能夠從抄寫記錄、登記總結(jié)等工作中解脫出來，把更多的工作時間和精力都用在對煙葉的養(yǎng)護研發(fā)上。

恩施卷煙廠堅持“三步走”舉措，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息化手段，進一步升級原料倉儲管理?，F(xiàn)有倉庫聚焦數(shù)字賦能，推進物聯(lián)網(wǎng)先行。構(gòu)建互聯(lián)互通、共建共享的物聯(lián)系統(tǒng)，通過煙箱電子標簽身份標識、垛位電子標簽定位、叉車智能化改造、手持操作終端用戶化設(shè)計，實時采集物料、設(shè)備、作業(yè)狀態(tài)等信息，強化倉儲全過程監(jiān)控。聚焦一體集成，強化系統(tǒng)融合。立足一體化架構(gòu)設(shè)計，搭建倉儲管理平臺，無縫對接供應(yīng)鏈上下游業(yè)務(wù)，全面監(jiān)測環(huán)境溫濕度、包芯溫度、含氧量等關(guān)鍵指標，提升數(shù)據(jù)匯總、分析、預(yù)警效率，有效實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一應(yīng)用、集中部署、統(tǒng)一管理的信息化管理模式。經(jīng)過與操作系統(tǒng)的一體融合，一條條命令就能夠在倉庫的各類端口和裝置中間順利流動——PDA 接到了檢測任務(wù)。例如：3 號倉庫SC118CDS 煙葉的出庫檢驗任務(wù)等，通過流暢的指揮，使任務(wù)可以更為快捷高效地進行。同時，倉庫信息管理平臺還把現(xiàn)場檢查和設(shè)施設(shè)備檢測工作融入其中，真正做到了原料倉庫業(yè)務(wù)的全方位數(shù)字化，有效減少了信息孤島[5]。一體化的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)平臺利用了物聯(lián)網(wǎng)與計算機技術(shù)，協(xié)同利用各類物流系統(tǒng)與信息技術(shù)資源，有效連接了上下游產(chǎn)品服務(wù)體系，并提升了防誤差校驗控制功能，全過程中錄入了所有的服務(wù)數(shù)據(jù)，并初步完成了智能調(diào)配功能，有效提升了作業(yè)效能，進而達到了管理系統(tǒng)精細化的目標。

圖2 物流動線規(guī)劃圖

3.數(shù)據(jù)采集智能調(diào)度運行高效

數(shù)據(jù)獲取和系統(tǒng)集成之后，數(shù)據(jù)資源調(diào)度自動化管理系統(tǒng)將變成公司整體倉儲與業(yè)務(wù)運營的關(guān)鍵，而選擇好有效集約的數(shù)據(jù)資源調(diào)度管理策略則將變成整個信息系統(tǒng)構(gòu)建的核心內(nèi)容。調(diào)度管理的核心工作目標是各種資源迅速有效地匹配，使人、事、物都高效快捷地運作起來，用最短距離就實現(xiàn)了信息資源最優(yōu)化狀態(tài)。而智能自動化調(diào)度管理則是信息系統(tǒng)構(gòu)建的主攻方向，倉儲管理平臺把智能化調(diào)度運行管理的決策優(yōu)勢落實在各個環(huán)節(jié)上，并逐步形成了三級的智能化調(diào)度運行管理，即一級計劃調(diào)配、二級園區(qū)調(diào)配管理、三級終端作業(yè)調(diào)配管理，在具體的調(diào)度運行管理配置中加入了智能算法[6]。

運輸類汽車在進園時，司機到門衛(wèi)所簽到后會接收進園短信，在門口處則會照相標志并主動放行，而電子屏幕則可指引汽車前往停靠站或特定的月臺。同樣，控制系統(tǒng)還會提示保管員和平衡重式叉車工到相應(yīng)月臺工作，并且月臺上的大屏幕還會顯示當前工作車型和工作人員類別數(shù)量信息。通過園區(qū)的調(diào)整，控制系統(tǒng)將工作人、襯砌臺車、事務(wù)人等進行了合理匹配，因而大大減少了人員冗余的等候時段，也極大地提高了工作效能。

在出庫任務(wù)指派時，管理系統(tǒng)也可以根據(jù)出庫的基本原則和上次出庫垛位，手動建議新出庫垛位，既便于揀配管理人員一鍵確定，又省去了人工逐個篩選的時間。從事出庫揀配的保管員說，通過新系統(tǒng)的出庫揀配決策，使揀配時限從三十分鐘縮短到了十幾分鐘，大大地提高了揀配的效率。同時，還通過了倉儲信息管理平臺與物流企業(yè)之間的貨運管理銜接，在物流企業(yè)接到出貨任務(wù)預(yù)計單之后，將派車單和車輛司機消息及時回傳至物流管控平臺，以便于現(xiàn)場作業(yè)人員及時完成備料和裝車的審核。

圖3 恩施卷煙廠倉庫圖

四、結(jié)合案例原料數(shù)字化倉儲應(yīng)用分析

1.創(chuàng)新智能化

創(chuàng)新是企業(yè)高質(zhì)量快速發(fā)展的主要動力，而制造業(yè)發(fā)展則是立國之本、強國之基。企業(yè)應(yīng)當以發(fā)展智能制造為首攻方向，以促進企業(yè)創(chuàng)新和制造業(yè)發(fā)展的深度融合，夯實建設(shè)制造強國的基礎(chǔ)。積極投身數(shù)字煙草建設(shè)，運用優(yōu)勢技術(shù)賦能制造業(yè)發(fā)展，助力我國煙草行業(yè)建設(shè)的原料智能倉儲系統(tǒng)的升級改造，有效推進供應(yīng)鏈數(shù)字化的智能化升級。

2.高質(zhì)量建設(shè)

數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)建設(shè)是我國煙草行業(yè)對原料管理規(guī)范作業(yè)、標準管理的新需求，進而量身打造的，能夠幫助我們實現(xiàn)從原料數(shù)量型保管到質(zhì)量養(yǎng)護型保管的轉(zhuǎn)變，有序推進原料管理數(shù)字化、作業(yè)智能化、倉儲智慧化等建設(shè)目標，使其成為加速推進企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。

3.精細化工作

通過對倉儲流程的梳理再造，分析關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動化、云平臺等技術(shù)，實現(xiàn)了原料業(yè)務(wù)流程數(shù)字化及互聯(lián)互通，供應(yīng)鏈上下游動態(tài)協(xié)同，徹底解決了原料數(shù)據(jù)孤島、信息煙囪問題。數(shù)字化倉庫主要體現(xiàn)在智能采集、數(shù)據(jù)驅(qū)動、組織協(xié)同、動態(tài)分析、移動智能作業(yè)、數(shù)字化存檔等方面。系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采集器，實現(xiàn)了溫濕度數(shù)據(jù)的自動采集分析；通過無線定位標簽，智能規(guī)劃路線，提高了庫區(qū)巡檢效率及準確度；通過移動化掃碼和無紙化采集，建立蟲害圖像知識庫，實現(xiàn)蟲情采集智能化，降低了運行成本，并建立起監(jiān)測預(yù)警策略規(guī)則，實時觸發(fā)報警和處置。系統(tǒng)利用蟲情大數(shù)據(jù)的挖掘分析，最終為蟲情綜合防治工作提供了有效支撐。

4.降低存儲風(fēng)險

在存儲配備上具有多種智能設(shè)備管理和裝卸作業(yè)更優(yōu)化便捷。從入園自動核驗車牌開閘，再通過PDA 拍照票據(jù)上傳到系統(tǒng)，將票據(jù)在系統(tǒng)留檔，之后可在PC 或移動端根據(jù)流程指示使用PDA 進行掃碼入庫或無碼入庫，叉抱車根據(jù)平板引導(dǎo)信息到指定地點進行卸貨入垛。入庫后所有庫存信息將實時呈現(xiàn)在大屏、電視、移動端等顯示設(shè)備上。實現(xiàn)了移動作業(yè)，加快了各級聯(lián)動，達到精準調(diào)度。原料在庫后，通過溫濕度傳感器實時采集環(huán)境數(shù)據(jù)，超出系統(tǒng)設(shè)定范圍則系統(tǒng)自動預(yù)警。通過區(qū)域蟲情點位進行蟲情采集，實時把控原料存放環(huán)境的蟲情指數(shù)，同時利用大數(shù)據(jù)分析，能預(yù)測蟲情增減，煙葉存放的環(huán)境風(fēng)險將變得可控和可視。

五、結(jié)論

通過原料智能化倉儲的應(yīng)用，極大地提高了倉儲精細化管理水平。通過搭建3D 可視化管控工作臺，實現(xiàn)業(yè)務(wù)管控直達垛位。將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成業(yè)務(wù)管理信息，業(yè)務(wù)信息實時全面，指導(dǎo)管理層、作業(yè)層開展進一步工作。實施車輛、園區(qū)的分級精準調(diào)度，新增智能入園、園區(qū)導(dǎo)航和叉抱車作業(yè)派車，預(yù)判原料到貨時間，提前安排入庫作業(yè)，設(shè)置運輸準點率指標，提高人、車、貨、場的匹配利用率。滿足行業(yè)需求，助力行業(yè)創(chuàng)新升級，智慧發(fā)展的道路上，數(shù)字化倉儲管理及應(yīng)用助力企業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動質(zhì)量變革、效率變革和動力變革，共同構(gòu)建賦能創(chuàng)新發(fā)展的智能制造生態(tài)體系。