卷煙物流自動(dòng)分揀系統(tǒng)庫(kù)存盤點(diǎn)功能設(shè)計(jì)

雷加進(jìn)，韋盛作，郭廷武，唐 揚(yáng)，黃 琳，潘裕遠(yuǎn)

（廣西煙草公司欽州市公司，廣西欽州 535000）

0 引言

近年來(lái)，隨著行業(yè)物流高質(zhì)量發(fā)展，對(duì)物流運(yùn)行提出了更高的要求，數(shù)字化、綠色化成為物流發(fā)展的主流，提質(zhì)、降本、增效是物流發(fā)展的目標(biāo)[1]。煙草行業(yè)卷煙分揀管理控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“分揀系統(tǒng)”）的自動(dòng)化程度是提升煙草物流運(yùn)行能力的重要保障，它涉及倉(cāng)儲(chǔ)、揀選、包裝等多個(gè)環(huán)節(jié)。由于集成了多種現(xiàn)代技術(shù)，分揀管理控制系統(tǒng)近年來(lái)一直是分揀環(huán)節(jié)研究的重點(diǎn)[2-3]。某物流配送中心在前期的技改項(xiàng)目中，已大大降低了分揀線上的故障率，降低人工分揀的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高分揀效率。但是由于分揀系統(tǒng)功能較為單一，系統(tǒng)無(wú)庫(kù)存管理、無(wú)盤點(diǎn)功能，在分揀完成后需要人工盤點(diǎn)當(dāng)天庫(kù)存，這部分工作需要耗費(fèi)較多時(shí)間，進(jìn)而影響整體分揀效率。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研得到的分揀前數(shù)據(jù)獲取和人工盤點(diǎn)工作占用時(shí)間分析結(jié)果可知，分揀系統(tǒng)的分揀數(shù)據(jù)下載、盤點(diǎn)表打印、分揀數(shù)據(jù)導(dǎo)入和庫(kù)存盤點(diǎn)操作平均每天需要花費(fèi)約55 min，而其中分揀數(shù)據(jù)下載與庫(kù)存盤點(diǎn)所花費(fèi)時(shí)間占78%（圖1、表1）。

表1 分揀線分揀前后所需時(shí)間統(tǒng)計(jì) min

圖1 分揀前數(shù)據(jù)獲取和盤點(diǎn)工作占用時(shí)間分析

為解決分揀系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取時(shí)間長(zhǎng)、盤點(diǎn)困難等問(wèn)題，減小員工工作強(qiáng)度和有效提升分揀效率，本文在現(xiàn)有軟、硬件基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)分揀系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行優(yōu)化改造，增加分揀系統(tǒng)與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口連接、庫(kù)存管理和實(shí)時(shí)盤點(diǎn)功能模塊，實(shí)現(xiàn)分揀系統(tǒng)數(shù)據(jù)與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接、分揀系統(tǒng)庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)建立及庫(kù)存管理功能設(shè)計(jì)、卷煙數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)盤點(diǎn)及顯示功能設(shè)計(jì)，有效減少分揀數(shù)據(jù)導(dǎo)入與庫(kù)存盤點(diǎn)等操作時(shí)間，提升分揀效率，解決分揀作業(yè)的堵點(diǎn)問(wèn)題。

1 原因分析

經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因主要有3 個(gè)：①倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)與分揀系統(tǒng)無(wú)直接數(shù)據(jù)接口，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)銷及倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)無(wú)法直接到達(dá)分揀系統(tǒng)，導(dǎo)致分揀數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)間花費(fèi)較多；②分揀系統(tǒng)內(nèi)無(wú)庫(kù)存管理功能，分揀前、分揀時(shí)以及分揀后的庫(kù)存信息無(wú)法直接在分揀系統(tǒng)獲取，也無(wú)法自動(dòng)計(jì)算剩余庫(kù)存數(shù)；③分揀系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)時(shí)盤點(diǎn)及顯示功能，員工無(wú)法在倉(cāng)位上實(shí)時(shí)了解該倉(cāng)位上的當(dāng)前庫(kù)存盤點(diǎn)數(shù)據(jù)，無(wú)法及時(shí)糾錯(cuò)。

1.1 倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)與分揀系統(tǒng)無(wú)直接數(shù)據(jù)接口

省級(jí)卷煙營(yíng)銷平臺(tái)系統(tǒng)提供當(dāng)天各條線路所需的卷煙種類與數(shù)量，并將其數(shù)據(jù)進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，分揀系統(tǒng)則根據(jù)營(yíng)銷數(shù)據(jù)進(jìn)行卷煙分揀與包裝。但是這兩個(gè)系統(tǒng)是屬于不同的平臺(tái)，因此兩者之間的數(shù)據(jù)交流方式將會(huì)影響分揀效率。目前，從上級(jí)卷煙營(yíng)銷平臺(tái)中導(dǎo)出當(dāng)天分揀數(shù)據(jù)時(shí)，需要先選擇導(dǎo)出數(shù)據(jù)的內(nèi)容，如物流中心、配送部、配送域、配送日期、審核狀態(tài)等，然后選擇需要導(dǎo)出的線路，這樣才能將導(dǎo)出數(shù)據(jù)保存到本地磁盤指定的文件夾中供分揀系統(tǒng)讀取。最后，在分揀系統(tǒng)中以讀入文件數(shù)據(jù)的方式，將已保存到文件的營(yíng)銷數(shù)據(jù)導(dǎo)入到分揀系統(tǒng)中。在數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)，需登錄分揀系統(tǒng)在操作窗口進(jìn)入訂單導(dǎo)入界面，點(diǎn)擊右上角的“導(dǎo)入”按鈕彈出窗口選擇訂單數(shù)據(jù)下載的文件保存路徑，再根據(jù)需要選擇導(dǎo)入分揀的線路，這樣才能得到各配送線路上的卷煙種類與數(shù)量（圖2）。

圖2 分揀數(shù)據(jù)導(dǎo)入

在數(shù)據(jù)的導(dǎo)入操作中，由于沒(méi)有直接的數(shù)據(jù)接口，通過(guò)間接的文件傳遞方式操作步驟較為繁瑣，對(duì)操作人員的操作熟練程度要求比較高，每次導(dǎo)出數(shù)據(jù)之前必須把上一次導(dǎo)出的數(shù)據(jù)文件刪除，防止數(shù)據(jù)累加造成分揀數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。操作過(guò)于繁瑣和使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將直接影響卷煙出庫(kù)時(shí)間，進(jìn)而影響分揀效率。另外，采用文件傳輸?shù)姆绞?，還可能有文件損壞、文件被誤刪除、文件被誤覆蓋的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 分揀系統(tǒng)缺少庫(kù)存管理

通過(guò)外部文件的數(shù)據(jù)傳送，分揀系統(tǒng)從營(yíng)銷系統(tǒng)得到當(dāng)天分揀的卷煙種類和數(shù)量。但由于分揀系統(tǒng)中缺少庫(kù)存管理，分揀系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)得知相應(yīng)卷煙品種的庫(kù)存余量和實(shí)時(shí)庫(kù)存。這需要等所有分揀任務(wù)完成后進(jìn)行人工盤點(diǎn)，再與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的剩余庫(kù)存核對(duì)，如果出現(xiàn)差錯(cuò)則有可能需要較多花費(fèi)時(shí)間來(lái)找出問(wèn)題的原因，有時(shí)還需要重新拆包分揀并重新打包。

1.3 缺少實(shí)時(shí)盤點(diǎn)功能

當(dāng)天分揀完成后，員工需要首先從營(yíng)銷系統(tǒng)下載打印出訂單備貨盤點(diǎn)表，然后由員工進(jìn)行人工現(xiàn)場(chǎng)盤點(diǎn)，將現(xiàn)場(chǎng)剩余的各種類卷煙數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn)、記錄，并與盤點(diǎn)表核對(duì)每個(gè)倉(cāng)位卷煙品牌的數(shù)量。由于倉(cāng)位數(shù)量較多，這種盤點(diǎn)方式工作量大、盤點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng)，容易出錯(cuò)，同時(shí)也造成用電用工成本的增加，增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度（圖3）。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)人工盤點(diǎn)

通過(guò)上述分析，由于分揀系統(tǒng)沒(méi)有相關(guān)庫(kù)存數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)致卷煙分揀完成后，需人工檢查盤點(diǎn)數(shù)據(jù)是否相符；如果在盤點(diǎn)時(shí)才發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不符，則需要大量人力查找錯(cuò)煙并重新包裝，降低工作效率。而且，目前分揀系統(tǒng)的分揀數(shù)據(jù)獲取操作步驟比較繁瑣、操作用時(shí)比較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)接口落后、系統(tǒng)無(wú)盤點(diǎn)、無(wú)庫(kù)存管理功能，沒(méi)有顯示實(shí)時(shí)盤點(diǎn)數(shù)量，現(xiàn)場(chǎng)盤點(diǎn)困難，同時(shí)耗費(fèi)大量人力和時(shí)間。因此，為了降低生產(chǎn)成本、減少作業(yè)時(shí)間、提高分揀效率，就必須對(duì)現(xiàn)有的卷煙分揀系統(tǒng)功能進(jìn)行升級(jí)改造。主要功能包括：在分揀系統(tǒng)中，利用倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口功能，開(kāi)發(fā)分揀系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)接口，與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)接數(shù)據(jù)，獲取庫(kù)存數(shù)據(jù)；增加庫(kù)存管理功能，查看分揀線當(dāng)天分揀需要訂購(gòu)的數(shù)量、分揀線倉(cāng)位上庫(kù)存余量、需要出庫(kù)補(bǔ)貨數(shù)量和實(shí)時(shí)庫(kù)存數(shù)量的統(tǒng)計(jì)；增加盤點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)分揀中實(shí)時(shí)盤點(diǎn)，盤點(diǎn)信息實(shí)時(shí)顯示，減少盤點(diǎn)差錯(cuò)和盤點(diǎn)時(shí)間。

2 分揀系統(tǒng)功能優(yōu)化

經(jīng)過(guò)上述分析，本文主要工作是在分揀系統(tǒng)軟件上開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口功能、增加庫(kù)存管理與實(shí)時(shí)盤點(diǎn)功能，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括通信接口及其界面設(shè)計(jì)、庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、庫(kù)存與盤點(diǎn)業(yè)務(wù)功能算法設(shè)計(jì)等。通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，將盤點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼屏上，實(shí)現(xiàn)卷煙庫(kù)存數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新與實(shí)時(shí)盤點(diǎn)，提高人工盤點(diǎn)效率。

2.1 增加數(shù)據(jù)接口

分揀系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口主要采用對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)的方式。倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)（歐康系統(tǒng)）開(kāi)放有數(shù)據(jù)接口，外部系統(tǒng)可以通過(guò)此接口訪問(wèn)庫(kù)存信息。因此，在分揀系統(tǒng)中采用SQL 語(yǔ)句訪問(wèn)歐康系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，將所需要的庫(kù)存信息讀入分揀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，構(gòu)建分揀系統(tǒng)的庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)。為了與以前的功能銜接，分揀數(shù)據(jù)導(dǎo)入界面提供了兩種接口方式，一種是保持原來(lái)的文件導(dǎo)入方式，另一種就是通過(guò)分揀系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口訪問(wèn)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、直接獲取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入方式（圖4）。選擇“歐康倉(cāng)儲(chǔ)接口”就可以在分揀系統(tǒng)上直接獲取倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)里的庫(kù)存相關(guān)數(shù)據(jù)信息，其流程如圖5 所示。

圖4 分揀數(shù)據(jù)導(dǎo)入界面的兩種接口方式

圖5 直接獲取庫(kù)存數(shù)據(jù)接口流程

2.2 庫(kù)存管理功能設(shè)計(jì)

借鑒倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，對(duì)分揀管理控制系統(tǒng)的庫(kù)存維護(hù)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，以管理分揀線的當(dāng)天分揀需要訂購(gòu)的數(shù)量、分揀線倉(cāng)位上庫(kù)存余量、需要出庫(kù)補(bǔ)貨數(shù)量和實(shí)時(shí)庫(kù)存數(shù)量的統(tǒng)計(jì)、盤點(diǎn)信息實(shí)時(shí)顯示。

庫(kù)存管理是由系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口下載分揀訂單數(shù)據(jù)，分揀系統(tǒng)導(dǎo)入銷售訂單進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)置，根據(jù)訂單品牌訂購(gòu)數(shù)量設(shè)置或調(diào)整倉(cāng)位和庫(kù)存基數(shù)設(shè)定或庫(kù)存校正，然后把品牌名稱寫入LED 屏?；A(chǔ)設(shè)置完成后進(jìn)入一下步驟分析數(shù)據(jù)，調(diào)整分揀線路優(yōu)先分揀順序和校對(duì)卷煙庫(kù)存數(shù)量。數(shù)據(jù)分析完后進(jìn)入分揀配貨環(huán)節(jié)，手動(dòng)寫入盤點(diǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)送到數(shù)據(jù)接收器后再傳送到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼屏顯示，供操作人員開(kāi)機(jī)前盤點(diǎn)。開(kāi)始分揀后，倉(cāng)位出煙，計(jì)數(shù)檢測(cè)光電開(kāi)始計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)信號(hào)傳送給PLC，由PLC 與上位機(jī)分揀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送。分揀系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)處理后，把當(dāng)前庫(kù)存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼LED 屏并顯示出來(lái)，供操作人員隨時(shí)盤點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)盤點(diǎn)操作。

由此可見(jiàn)，通過(guò)庫(kù)存管理功能對(duì)庫(kù)存數(shù)據(jù)的處理，還實(shí)現(xiàn)了將實(shí)時(shí)盤點(diǎn)功能集成在庫(kù)存管理功能設(shè)計(jì)當(dāng)中，拓展庫(kù)存管理功能的應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，設(shè)計(jì)的分揀系統(tǒng)庫(kù)存管理功能主要包括訂單導(dǎo)入、倉(cāng)位設(shè)置、卷煙設(shè)置、現(xiàn)場(chǎng)LED 數(shù)碼屏寫入、庫(kù)存表維護(hù)、訂單分析、分揀配貨、手動(dòng)盤點(diǎn)、自動(dòng)盤點(diǎn)、故障記錄、報(bào)表查詢、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)碼管顯示、啟動(dòng)控制系統(tǒng)等（圖6）。

圖6 庫(kù)存管理功能工作流程

卷煙庫(kù)存維護(hù)界面如圖7 所示，在分揀系統(tǒng)主界面點(diǎn)擊“卷煙庫(kù)存維護(hù)”則可進(jìn)入維護(hù)界面：首先點(diǎn)擊“刪除異型煙”按鈕，刪除多余的異型品牌，防止標(biāo)準(zhǔn)煙跟異型煙混亂；然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右健“編輯”設(shè)置每箱數(shù)量和庫(kù)存數(shù)量即可；“更新庫(kù)存”包括庫(kù)存清零和取批次數(shù)量，庫(kù)存清零一般是在系統(tǒng)開(kāi)始初始化時(shí)將數(shù)據(jù)清空，而取批次數(shù)量是指第一次使用時(shí)取當(dāng)天需要分揀的數(shù)量。這樣就可以完成庫(kù)存管理初始化，當(dāng)天庫(kù)存以及分揀任務(wù)的數(shù)據(jù)則被寫入分揀系統(tǒng)的庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖7 卷煙庫(kù)存維護(hù)界面

2.3 盤點(diǎn)功能設(shè)計(jì)

在分揀系統(tǒng)的庫(kù)存管理界面中增加盤點(diǎn)功能，通過(guò)RS-485 串口協(xié)議、標(biāo)簽控制器與分揀線上數(shù)碼LED屏進(jìn)行連接。分揀過(guò)程中，實(shí)時(shí)盤點(diǎn)卷煙數(shù)量，分揀任務(wù)完成時(shí)，數(shù)碼LED 屏顯示剩余庫(kù)存，方便分揀操作人員快速核對(duì)。盤點(diǎn)功能界面如圖8 所示。界面中，庫(kù)存余數(shù)是指前一天分揀完成余留在分揀線上的卷煙數(shù)量；訂購(gòu)數(shù)量：當(dāng)天分揀的總分揀量；補(bǔ)貨數(shù)量則是系統(tǒng)跟據(jù)庫(kù)存余數(shù)以及當(dāng)天的分揀量，自動(dòng)算出倉(cāng)庫(kù)需要補(bǔ)貨的出庫(kù)卷煙數(shù)量，用于分揀系統(tǒng)進(jìn)行分揀；實(shí)時(shí)庫(kù)存表示指前一天分揀線上余留下的數(shù)量加上當(dāng)天倉(cāng)庫(kù)出庫(kù)補(bǔ)貨的數(shù)量或者當(dāng)天分揀完成后分揀線上剩余的數(shù)量；已分揀條數(shù)是指根據(jù)訂單已分揀的數(shù)量，它會(huì)根據(jù)分揀線分揀進(jìn)度實(shí)時(shí)更新變化，做加法運(yùn)算直到當(dāng)天數(shù)據(jù)分揀完成。

圖8 卷煙庫(kù)存維護(hù)界面

通過(guò)庫(kù)存余數(shù)、訂購(gòu)數(shù)量、每箱數(shù)量、補(bǔ)貨條數(shù)以及已分揀條數(shù)，可以計(jì)算得到實(shí)時(shí)庫(kù)存（圖9）。在分揀時(shí)，倉(cāng)位上的光電傳感器會(huì)檢測(cè)是否有卷煙從該倉(cāng)位打出，有則光電傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)給PLC，PLC 再將此信號(hào)傳送到上位機(jī)分揀系統(tǒng)；分揀系統(tǒng)接收到此信號(hào)，則認(rèn)為相應(yīng)種類的卷煙庫(kù)存中已有一條香煙進(jìn)行了分揀，實(shí)時(shí)庫(kù)存減少了一條，即實(shí)時(shí)盤點(diǎn)數(shù)據(jù)減少了一條。實(shí)時(shí)盤點(diǎn)數(shù)據(jù)可通過(guò)界面的“寫盤點(diǎn)數(shù)據(jù)”按鈕，將分揀系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果傳送到數(shù)碼LED 屏控制器，將實(shí)時(shí)盤點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼LED 屏（圖10）。

圖9 實(shí)時(shí)盤點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算流程

圖10 寫入盤點(diǎn)數(shù)據(jù)

2.4 優(yōu)化效果

通過(guò)增加分揀系統(tǒng)和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口、增加庫(kù)存管理功能以及實(shí)時(shí)盤點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)卷煙數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)盤點(diǎn)以及分揀庫(kù)存與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接，有效減少卷煙出庫(kù)、分揀盤點(diǎn)等操作時(shí)間，提升分揀效率，解決分揀作業(yè)的堵點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，每天分揀盤點(diǎn)用時(shí)從30.04 min 下降至13.16 min，減少了16.88 min、即51.35%，有效提高了分揀效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了分揀系統(tǒng)與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，以及分揀系統(tǒng)的庫(kù)存管理和實(shí)時(shí)盤點(diǎn)功能，通過(guò)數(shù)據(jù)接口，將倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的庫(kù)存數(shù)據(jù)提取到分揀系統(tǒng)，并結(jié)合當(dāng)天分揀需求及實(shí)時(shí)分揀數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前庫(kù)存；通過(guò)上位機(jī)與下位控制器的通信，利用光電傳感器計(jì)數(shù)，實(shí)時(shí)分揀數(shù)據(jù)通過(guò)PLC 傳送到上位機(jī)，并將實(shí)時(shí)盤點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示在數(shù)據(jù)LED 屏，做到分揀完成、庫(kù)存盤點(diǎn)完成，有效提高了盤點(diǎn)效率。