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浙江中烟工业有限责任公司:基于RFID的多层平库卷烟成品仓储信息管理系统

时间:2018-09-09 22:50:59来源:本站 作者: 点击:
  

  浙江中烟工业有限责任公司(以下简称“浙江中烟”)由浙江中烟工业公司改制而成,是中国烟草总公司的全资子公司,拥有杭州、宁波两个卷烟生产制造基地,并持有甘肃中烟工业有限责任公司近40%的股份。公司的主要经营范围为:烟草制品的生产、销售,烟用物资、烟机零配件的经营,烟叶进口和卷烟出口业务,与烟草制品生产销售相关的生产经营,多元化经营,资产经营等。

  按照现代企业制度的要求,公司努力构建高效顺畅的内部运行机制,共有内设机构16个部门,以及杭州、宁波2家卷烟厂,拥有员工3500余人,资产总额近250亿元。公司主推“利群”、“大红鹰”、“雄狮”三大品牌,其中“利群”、“大红鹰”均为“中国名牌”和“中国驰名商标”。“利群”还是国家商务部首批认定的“中华老字号”之一,2010年批发市值达到417亿元。在主攻国内市场的同时,公司认真贯彻落实国家局“两个跨越”的要求,积极开拓海外市场,“摩登”等品牌远销中东、南美、印尼等二十多个国家和地区。

  2011年,公司共生产卷烟244万箱,实现销售收入416.4亿元,实现税利274.34亿元。公司效益总量在行业中排名第6位,单箱税利在行业中排名第3位。税利总量和利润总量等各项经济运行质量指标居烟草行业领先地位。

  2009年2月,国务院审议并原则通过了《物流调整与振兴规划》,物流成为了继钢铁、汽车、船舶、石化、纺织、轻工、有色金属、装备制造、电子信息之后的第十大支柱产业;同年5月,全国烟草行业现代物流建设工作会议在南京召开,会议明确提出了烟草物流是烟草行业的核心业务,建设烟草现代物流,是中国烟草面向未来提升核心竞争力的重要支撑。

  卷烟成品仓储是烟草现代物流的一个重要组成部分,在烟草供应链中起着至关重要的作用,高效合理的仓储可以帮助烟草工业企业加快卷烟成品流动的速度,降低成本,保障生产的顺利进行,并可以实现对烟草资源的有效控制和管理。从浙江中烟卷烟成品物流现状看,由于未实现对卷烟的全程动态追踪,常常因为存储位置不确定、流量流向难以掌握而造成作业混乱、流程流转时间长等问题。因此,基于浙江中烟仓储现状建立功能全面、技术先进实用、运行稳定可靠的卷烟成品仓储信息管理系统具有重要的意义。

  卷烟成品仓储信息管理是指广泛使用现代化技术对卷烟成品仓储过程中的各类信息,包括卷烟成品出入库、调度、库位、各项特征等的采集与统一管理;对仓储各项业务形成相应的电子单据作为业务数据结果并用于分析管理,全面提高仓储管理水平和服务效率。

  目前仓储过程中绝大多数的单证仍然采用纸质介质和传统的传输方式,即使采用了电子化的部分信息,也主要靠人工录入,信息自动采集技术尚未普及使用。

  由于企业对仓储管理的信息化所需的财力、物力、人力的认识不足,所以导致对信息化的投入不足,使得企业的仓储信息化水平较低。一般都是通过经营者的工作经验和管理的条条框框来指定仓储计划等各种决策计划,造成信息准确性差,市场竞争力很小。

  目前国内的企业对各种数据的采集还停留在原始的阶段,缺少实时沟通与联合作业的信息交流平台,缺少对出入库、调度等仓储各个环节进行信息标准化采集和交换的手段,缺少能够提炼各种信息实现宏微观决策支持的支持信息。造成各环节制度、技术、组织等各方面的差别以及所存在的信息失真和延迟等因素的影响,造成数据不能通用、不准确,因此影响了各环节的相互联系,使得信息不能充分共享、需求不能准确传递、反映不及时等,最终导致仓储运作不能够达到高度统一与协调,从而减弱了仓储的效果。

  目前,国内烟草工业企业物流中心大多采用条码扫描技术作为仓储管理中货物流和信息流同步的载体,但是随着企业对信息化要求的不断提高,条码技术由于存在信息无法更改、存储容量小、读取信息不方便等缺点已无法满足要求。RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术以其非接触、可重复使用、快速扫描、读取方便快捷、数据容量大、使用寿命长等优点在物流仓储行业获得越来越多的重视。在此背景下,浙江中烟作为国家发展和改革委员会首批信息化试点示范工程单位(RFID方向),按照“高度信息化、适度自动化”的设计思路,开展基于RFID的多层平库卷烟成品仓储信息管理系统建设工作,通过在传统仓库管理信息系统中引入RFID技术,实现货物的先进先出,电子货位管理,作业流程监控管理,以解决条形码带来的不足,同时提高仓储管理、控制的精度,从而在数字化和信息化的基础上最大限度提高物流仓储作业管理效率。下面将结合卷烟成品仓储的各环节具体介绍浙江中烟基于RFID的多层平库卷烟成品仓储信息管理系统。

  按照仓库的结构分类,在物流仓储中常用的仓库有自动化仓库和多层平库。自动化仓库具有机械化和自动化程度高等优点,但结构复杂、配套设备多等特点决定其建造和维护成本高、对设备供应商过度依赖等缺点;同时,自动化仓库存储弹性小,难以应付高峰的需求,对可存储的货物品种也有一定限制,需要单独设立存储系统用于存放长、大、笨重的货物以及要求特殊保管条件货物。而多层平库具有建造和维护成本低、存储弹性大等优点,能够很好的满足卷烟存储的要求,且具有极大的推广应用价值,因此,本项目采用多层平库存储卷烟成品。

  国内现有的仓储管理系统主要有两种,一种是由功能比较简单的管理系统与人工记忆相结合,这种方式不仅费时费力,而且容易出错,使得物品仓储环节效率低下,给企业带来不可估量的损失;另一种是基于RFID技术的自动化仓储管理系统。这种方式虽然增加了查询和盘点精度,加快了出入库的流转速度,但现阶段由于管理理念、体制、技术标准及成本因素,使这种系统的实际应用相对较少。基于此,本方案提出一种基于RFID的多层平库卷烟仓储信息管理系统,该系统不仅具有基于RFID技术的自动化仓储管理系统的优点,同时也能够在多层平库仓储条件下实现自动化仓库式的运作模式。

  RFID的数据采集系统与WMS(warehouse management system)相结合应用到仓储物流的各个环节,可以优化其物流流程,实现流程中数据的自动采集。

  在应用中,我们在生产仓储中的每个托盘(视为一个单元商品,其上装有30件卷烟)上安装了一个RFID电子标签,电子标签用于存储详细的卷烟信息。托盘电子标签上的信息可以通过手持式读写器、固定读写器(门禁)、研制的移动式读写装置或叉车数据采集终端系统进行更新。主机系统通过移动式读写装置或叉车数据采集终端系统收集托盘电子标签的信息,并进行实时处理。该应用模式有助于烟草工业企业实现对各种物流资源的实时跟踪和及时履行销售订单,提高物流资源的跟踪、定位和管理水平,提升烟草制造企业物流自动化水平和整体运作效率。

  第一层是采集:主要是通过RFID设备以及其他自动识别设备采集数据,包括货位电子标签、件烟条码、无线数据终端、叉车数据采集终端系统等。

  第二层是移动:即通过无线通信技术,把采集到的数据传递到中央数据库,包括无线接入设备和相关的网络设备。

  硬件部分主要由地埋式货位标签、托盘电子标签、移动式读写装置、地埋式读写器、叉车数据采集终端系统、电梯门禁系统、管理系统服务器、管理终端机组成。

  该货位标签为国内烟草行业首创,由无源RFID电子标签、铜片、结构件组成,用于对平库内的托盘货位进行管理,库内每一托盘位上安装了唯一对应的地埋式货位标签。

  该装置为国内烟草行业首创,由扫描枪、固定式RFID读写器及天线、PC机、移动式小车组成,用于对托盘上的件烟进行调整。

  该系统为国内烟草行业首创,由固定式RFID读写器及天线、移动数据终端、防撞块组成,根据作业状态固定于叉车上,用于采集出入库的托盘卷烟信息,并可对托盘卷烟信息进行调整。

  由电梯、固定式RFID读写器及天线组成,用于出入非底层(即二楼及以上)需要电梯运载的托盘卷烟信息进行采集。

  1)RFID中间件 主要包括两层次功能:第一个层次是为后一个层次提供改善RFID在互联网上性能和功效 的服务;第二个层次是负责与RFID硬件设备之间的通信,对RFID读写器所提供的数据进行过滤、整理。

  2)仓库管理信息系统 控制流程各环节的动作,完成卷烟入库管理、盘点调拨管理、拣货出库管理以及整个系统的数据备份、数据查询、数据统计、报表生成、报表管理。

  卷烟成品件烟生产下线件卷烟为一垛,通过机械手对件烟进行组垛,并通过固定式扫描器采集每一个垛对应的件烟条码信息,同时把这些件烟条码数据进行压缩,通过电子标签读写设备将该压缩信息写入到垛托盘上安装的电子标签中。

  当车辆到达仓库大门时,门口安装的ECT设备感应到车辆信息,并自动把该车辆信息传送到仓库的WMS系统;WMS系统根据车辆信息与其对应的入库单据关联,自动分配入库卷烟的存放货位,并通过无线网络把入库单下发到库区装卸人员的叉车数据采集终端系统上;装卸人员根据叉车数据采集终端系统上的单据提示进行入库装卸作业;当装卸人员把该托盘卷烟放到库内指定货位上时,此时叉车数据采集终端系统上的RFID读写器读取该货位上的地埋式电子货位标签,系统提示成功读取到地埋标签信息,表明完成了该卷烟托盘的入库作业任务。此入库过程完成了托盘、卷烟、货位三者的关联,同时实现了托盘卷烟的货位数字化管理。

  当完成入库单据上所示的所有卷烟入库任务时,该单据在叉车数据采集终端系统中自动消失。卷烟入库作业信息流如图4所示。

  当入库的指定货位非仓库的底层时,须通过电梯环节完成入库任务。在仓库的每一个电梯门口均安装了固定式RFID读写器及天线,在电梯厢体内安装工业一体机,并通过有线网络与外部进行通信(这些装置构成的系统统称为“电梯门禁系统”)。当卷烟托盘到达电梯门口时,首先利用电梯门禁系统获得该托盘卷烟信息,并把该信息传送到WMS系统,WMS根据获得的信息,把该托盘卷烟对应的任务单据下发到电梯内的一体机上;电梯司机根据一体机上显示的任务单据信息把托盘卷烟送到指定的楼层;当到达指定楼层出电梯时,电梯口的RFID读写器读取托盘卷烟信息,并把该信息传送到WMS系统,WMS获得该信息后,发送指令取消电梯一体机上此托盘卷烟的任务信息,表明此托盘卷烟已到达指定楼层,完成电梯环节;读取电梯门禁后放到指定货位的入库环节与底层入库一致。

  库内转储是根据库内业务的需要,把卷烟从库内某一库区移到另一库区的过程。库内转储的过程与入库过程类似,首先业务人员根据需要在WMS系统上制作转储单,并下发到库区的叉车终端系统上,转储单上有转储卷烟的各种信息,包括卷烟品牌规格、数量、原存放位置、须转储目的地等,库内装卸人员根据转储单上信息进行转储作业。当叉车叉起一托盘卷烟时,叉车数据采集终端系统上的RFID读写器读取托盘上的电子标签,获取该托盘的卷烟信息;当把托盘卷烟放到指定的转储货位上时,叉车数据采集终端系统上的RFID读写器读取该货位的地埋式电子货位标签,系统提示读取到该标签时,表明已成功完成该托盘卷烟的转储作业。与入库过程类似,整个转储过程通过RFID技术的应用,实现了转储全过程的透明化、精确化、无纸化管理。

  卷烟的在库盘点有三个步骤:盘点前,业务人员选择所需要的盘点策略,生成相应的盘点指令,并将盘点任务下发到指定的叉车终端系统;盘点时,指定的盘点工通过叉车数据采集终端系统上的RFID读写器读取需盘点区域的货位电子标签,将该货位信息回传至WMS系统,WMS系统根据获得的货位信息获取该货位的卷烟信息,并下发到叉车数据采集终端系统显示;同时,利用叉车数据采集终端系统的RFID读写器读取该托盘上的电子标签,获取其卷烟信息,并在叉车数据采集终端系统上显示;盘点工根据托盘电子标签上获得的卷烟信息与WMS系统上获得的账面库存进行核对,核对完毕后,盘点工再与现场实物进行核对,并将核对结果记录在叉车数据采集终端系统上,上传至WMS系统。

  卷烟出库过程的信息流走向与入库过程类似,当车辆到达仓库大门时,门口安装的ECT设备感应到车辆信息,并自动把该车辆信息传送到仓库的WMS系统;WMS系统根据车辆信息与其对应的出库单据关联,按照系统设定的出库规则自动分配出库卷烟,并通过无线网络把出库单下发到库区装卸人员的叉车数据采集终端系统上,装卸人员根据叉车数据采集终端系统上的出库单据提示到指定货位取货;

  当装卸人员用叉车叉起一托盘卷烟时,叉车数据采集终端系统上的RFID读写器读取该托盘上的电子标签,获得该托盘上的卷烟信息;在库区内,每一个月台的指定区域内都安装了RFID读写器,当托盘卷烟到达出库车辆所在的月台上时,须在该月台指定的RFID读写区域内进行扫码,以获得该托盘卷烟的信息,并实时传送到国家烟草专卖局一号工程系统中;经一号工程读取后的托盘卷烟才可放至出库车辆,至此,该托盘卷烟的出库任务完成;当完成出库单据上所示的所有卷烟出库任务时,该单据在叉车数据采集终端系统中自动消失。

  本应用模式将整个仓储系统与射频识别技术相结合,能够高效地完成各种业务操作,改进仓储管理。具体来说能够较为突出地实现以下几项主要功能:

  库存管理依靠手工方式,只能实现楼层级的管理,根本无法区分各批次的库存卷烟,从仓库出货时无法做到卷烟的先进先出管理,导致部分卷烟长期存在仓库中,影响卷烟产品的品质和公司的形象,而利用RFID技术,可以对卷烟信息及时、准确地收集,实现货位管理。对于每一批入库的卷烟,其入库时间、存放货位等信息均存入托盘货位标签并由系统自动记录,当卷烟出库时可在此基础上实现卷烟的先进先出管理。

  托盘电子标签能够存储大量信息,可以对卷烟的各种特性(如年限、地点、品种、等级等)进行描述,并存入管理系统进行管理,在查找时更加准确、快捷。

  结合计算机技术和托盘管理,可以在很大程度上优化业务流程。入库时,卷烟托盘电子标签数据传入管理系统后,由系统自动分配货位,而后装卸人员在叉车终端系统的指示下快速的将托盘卷烟存放到指定货位。出库时,管理系统根据销售订单需求,按照先进先出的总体原则对出库卷烟进行自动分配,装卸人员在叉车终端系统的指示下快速的将托盘卷烟运送到运输车辆上。通过对托盘的有效管理和运用,减少了卷烟的搬运次数,提高了出入库的运行效率。

  利用RFID技术可以随时动态掌握库存信息,从而提高数据的实时性,精确掌握卷烟情况,优化合理库存,从而简化了盘点作业。

  利用RFID技术可以实时追踪卷烟调度,实现图形化管理的功能。这一功能使得库存卷烟移动可以非常直观、迅速地以图形化的方式反映出来,极大地提高了仓储精细度。

  库存信息依靠手工报表、人工统计的方式来实现,会导致公司领导和物流中心等相关部门无法及时确切了解仓库的库存信息。此外,随着公司业务的发展,日进出卷烟数量、品种逐步扩大,客户需求也日趋复杂,能否实现仓库库存的实时管理已经成为影响建立快速、高效的运营体系的重要因素。利用RFID技术,管理人员和相关部门可以通过管理系统实时、准确地掌握仓库的库存情况,为经营决策提供科学的依据。

  通过应用研制的托盘货位标签,实现了同层平库内托盘卷烟的货位化管理;同时,通过设计电梯门禁系统,优化仓储业务流程,实现了托盘卷烟在空间纵向上运行轨迹的自动跟踪与管理,使卷烟在多层平库仓储条件下实现了自动化仓库式的运作模式,具有重要的推广价值。

  针对本项目,公司成立了专门的项目组织以保障项目的顺利实施。项目组织包括三个层次:决策层、项目管理层、项目执行层。具体结构如图7所示:

  (1)项目领导小组主要职责:负责确定项目目标、项目范围、项目计划;负责确定项目人员的组织、协调和安排;负责跟踪项目进度,处理项目中的各种风险;负责相应的资源匹配;负责相应的项目考核。

  (2)咨询专家项目小组主要职责:负责按项目计划完成项目实施的相应内容;负责保障系统能够满足业务需要而做必要的修改、完善和补充;负责为项目的有效实施而提出咨询方案并保障实施;负责对系统的技术转移和培训;负责处理系统中出现的各种问题;负责向领导小组汇报工作情况。

  (3)公司项目实施小组主要职责:负责与咨询专家讨论和制定项目实施的具体计划 ;负责基本数据的收集整理与编码工作;负责测试和向合作单位反馈系统的相应问题并跟踪解决 ;负责对系统不适合部分与合作单位讨论并跟踪完善;负责按计划完成阶段性目标;负责对具体使用人员的培训、指导和考核;负责跟踪和检查使用人员数据录入完整性、准确性和及时性;负责对技术的掌握并能独立完成补充的开发;负责向领导小组汇报工作情况。

  (4)项目执行小组主要职责:负责积极配合项目的调研和基础准备工作;负责按计划安排各岗位人员参与项目的培训并跟踪培训的合格情况;负责有效安排本部门工作,并尽力保障项目的参与时间;负责对数据的完整性、及时性和准确性进行检查;负责对数据录入人员的动员和参与考核;负责与项目实施人员的沟通和协调;负责对流程改造的具体执行的推动;负责对项目中差异或不足部分与实施人员积极沟通并确定解决的办法;负责向实施人员反馈项目执行中的具体问题并跟踪解决;负责向领导小组汇报项目执行情况。

  第一阶段:2009.4 2009.12,为期8个月,完成项目方案设计与论证工作,并对RFID、无线网络应用等关键技术进行了现场测试与技术论证工作。

  第二阶段:2010.1 2010.10,为期10个月,完成了项目的开发与实施工作,并在10月1日 投入试运行。

  第三阶段:2010.10 2011.6,为期8个月,对系统进行进一步的补充开发与功能完善。

  通过该项目的实施,应用新技术和新方法,对物流技术、管理、流程、模式进行理论研究和创新,全面、系统、完整的提出了浙江中烟基于RFID的多层平库卷烟成品仓储信息系统建设方案,并进行了落地应用,可产生直接经济效益在925万/年。

  1、物流装卸费用每年节约425万元。2011年,浙江中烟发往省内1137.5万件,以平均装300件烟节省4人*0.3小时计算,共节省4.55万人时;发往省外1106.5万件,以平均装300件烟节省4人*0.3小时计算,共节省4.426万人时,不计商业卷烟配送中心节省人时,共节约人时8.976万人时。按照装卸人员平均年费用,年共节省人时费用425万元。

  2、仓储库位的有效利用率提高20%。通过该项目,按照先进先出、就近取货等仓储存货原则实现了仓库的智能化管理,缩短了卷烟在库时间,提高了库存周转效率,仓储库位的有效利用率进一步提高。理论测算,在现有产能、库容不发生变化的情况下,可减少20%的外租仓库面积,减少费用在500万元/年。

  1、卷烟库存进一步降低,使得库存占用资金进一步减少,理论测算可减少10%库存存货,2000箱(平均库存存货减少量)* 3400元/箱/月 (单箱库存资金积压成本) * 12 月= 8160万元。

  2、通过对卷烟成品在仓储环节的数字化、智能化、可视化管理,提高了对卷烟成品的质量和安全的管理能力,以及在发生质量问题时的追溯能力,提高了产品的市场占有率和客户满意率。

  项目采用的卷烟联运平托盘方式已经在烟草行业广泛推广,至今已推广至全国139家烟草商业公司,用托盘联运的卷烟占浙江中烟全年总销量的74.5%;同时,由浙江中烟牵头制定了1个行业标准《卷烟联运平托盘电子标签应用规范》(YCT_272-2008)。

  本项目也是浙江中烟作为国家发展和改革委员会首批信息化试点示范工程单位(RFID方向)的重点项目,项目所采用的基于RFID的仓储应用模式至今已在全国多个烟草工业企业推广应用,起到了良好的示范效应。

  随着烟草行业信息化建设的深入发展,全行业形成了“以信息化带动烟草行业现代化建设”的基本共识,初步形成了“数字烟草”的行业信息化建设格局。浙江中烟通过ERP、MES、物联网系统的建设,在信息化项目实施过程中,取得了一些经验与教训:

  (1)信息化项目是一把手工程,项目团队除了IT部门的技术人员外,还必须有熟悉业务的业务关键用户全程参与,负责需求的识别、确认以及业务流程的梳理,并在项目后绩承担系统测试与培训工作。

  (2)信息化软件系统应该是技术人员和业务人员长期合作的结晶,懂技术、熟悉业务、具有管理经验的复合型人才是开发、应用、实施信息化的成功保证。

  (3)必须制定详细的项目计划、实施计划、开发计划,实施过程严格按计划进行,才能达到预期效果。

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