基于RFI D技術(shù)的煙葉物流管理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

吳 亮,周 宏,張 兵

1.貴州師范大學經(jīng)濟與管理學院,貴陽市寶山北路116號 550002

2.貴州省畢節(jié)地區(qū)煙草公司,貴州省畢節(jié)市天河路 551700

3.四川九洲電器集團成都技術(shù)中心,成都市高新區(qū)天府軟件園A 2棟 610041

現(xiàn)代物流管理通過將資產(chǎn)、資源、人員和業(yè)務等有機結(jié)合,實現(xiàn)歸口管理、集中配送、統(tǒng)一結(jié)算、信息集成,從而構(gòu)建供應鏈管理體系一體化[1-2]。煙草行業(yè)的煙葉物流倉儲管理長期采用手工單據(jù)的人工操作方式,難以適應煙葉生產(chǎn)管理規(guī)模化、專業(yè)化和標準化要求,無法有效提高煙葉生產(chǎn)調(diào)控能力和抗風險能力[3]。近年來,有煙草企業(yè)利用條形碼進行物流環(huán)節(jié)的管理[4],但是煙葉作為農(nóng)產(chǎn)品,其收購、運輸、倉儲環(huán)節(jié)多,線路長,包裝特殊,許多條形碼在運輸途中容易損壞和丟失,從而使信息傳遞發(fā)生中斷。因此,只有建立實時的信息采集系統(tǒng),并將各個分離的煙葉信息系統(tǒng)整合起來,才能通過對信息流的監(jiān)控實現(xiàn)對煙葉物流過程的有效管理。RF ID(Radiofrequency Identification)作為一項射頻識別技術(shù),已成為現(xiàn)代物流信息管理中廣泛應用的技術(shù)手段[5]。RF ID標簽存儲的唯一商品標識號可以通過編碼存儲大量與物資相關的信息,并可通過無線方式進行傳輸,具有快速準確的特點。例如長沙卷煙廠將RF ID技術(shù)運用到收貨、揀貨、盤點、移庫、調(diào)整等倉儲管理環(huán)節(jié)[6],取得了庫存準確及時、物流成本下降、客戶滿意度提升的管理效果。為此,基于RF ID技術(shù)設計了煙葉物流管理信息系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)煙葉物流管理模型

如圖1所示,在傳統(tǒng)煙葉物流供應鏈管理模型中,煙草公司作為物流的核心,處于供應鏈的中游;煙農(nóng)作為煙葉原料的供應者,處于供應鏈的上游,且數(shù)量較多;卷煙廠(或委托復烤廠)作為煙葉采購方,處于供應鏈的下游。在傳統(tǒng)模型中,正向為物流方向,逆向為資金流方向,雙向為信息流。由于信息不對稱,流通不暢,物流與資金流不同步,當進行需求預測時,上(下)游節(jié)點企業(yè)只能通過訂單或反饋來獲取信息[7]。因此在煙葉物流過程中主要存在以下問題:①煙葉數(shù)據(jù)采集方式繁瑣,效率低。煙葉生產(chǎn)、收購、倉儲、調(diào)撥等環(huán)節(jié)中,數(shù)據(jù)采集主要依靠人工錄入、PDA掃碼、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸?shù)确绞?人力成本和硬件設施投入較大,數(shù)據(jù)采集效率低;②煙葉物流數(shù)據(jù)缺乏可追溯性。整個物流過程的信息不能貫通和共享,導致煙葉生產(chǎn)經(jīng)營不能進行有效管理。消除信息孤島,實現(xiàn)信息貫通,是建立高效物流管理的前提[6];③煙葉供應鏈缺乏有效監(jiān)控。煙葉物流涉及多個環(huán)節(jié)和多個部門的協(xié)同,在信息采集、跟蹤方面難度較大,從而增加了物流過程監(jiān)控的復雜性。雖然煙草公司在煙葉業(yè)務管理上,根據(jù)實際需要設置了一些監(jiān)控點,但由于監(jiān)控手段的局限性,有些監(jiān)控并不能有效發(fā)揮作用。

2 嵌入RF ID技術(shù)的煙葉物流管理模型

圖1 傳統(tǒng)煙葉物流管理模型

嵌入RF ID電子標簽的煙葉物流管理信息系統(tǒng)見圖2。在煙葉物流過程中,煙草公司從煙農(nóng)處收購煙葉,收購點分散在農(nóng)村,與煙葉倉庫相距很遠。按照國家煙草專賣局的管理要求,煙葉收購執(zhí)行“原收原調(diào)”(即收購和調(diào)出的等級完全一致)和“零庫存”(即收購點不準存儲煙葉)[6]方案。因此,在煙葉收購入庫后,立即按照50 kg/包進行包裝,并將與該包煙葉相關的PPI(Product Process Information,生產(chǎn)過程信息)寫入RF ID標簽,上傳信息到數(shù)據(jù)庫同步存儲。

煙葉從收購點調(diào)出時,通過安裝在倉庫門口的讀寫設備掃描煙包上的RF ID標簽,記錄出庫信息,并通過遠程通訊網(wǎng)絡將出庫信息傳送至中心數(shù)據(jù)庫。也就是當煙葉即使從數(shù)百千米外的農(nóng)村收購點調(diào)出時,煙葉中心倉庫已經(jīng)能夠查詢到其相關信息,從而統(tǒng)一安排物流調(diào)度,并在整個調(diào)度過程中利用GPS跟蹤監(jiān)控車輛的運輸線路。

煙葉到達倉儲中心倉庫后,煙包經(jīng)過讀卡設備逐包掃描電子標簽核對煙包PPI驗收入庫,同時記錄二檢質(zhì)量信息等寫入托盤RF ID標簽,并通過無線局域網(wǎng)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)庫。對二檢入庫的每包煙葉所在庫房、庫位、移庫等信息記錄登記,在系統(tǒng)中可隨時查詢庫存狀態(tài),通過虛擬庫存技術(shù)動態(tài)顯示庫區(qū)庫位狀況。在每個庫位都安裝有網(wǎng)絡攝像頭,可遠程查看庫位實時信息。

煙葉調(diào)撥給卷煙廠或進行集中整選時,逐包掃描登記,該信息可轉(zhuǎn)讓給卷煙廠對未來卷煙進行質(zhì)量追蹤,同時收集整個物流過程的PPI,對員工績效和過程管理進行考核。

上述信息過程的管理在產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM,Product Lifecycle Management)協(xié)調(diào)下,對煙農(nóng)的客戶關系管理系統(tǒng)(CRM,Customer Relationship Management)、物流過程的供應鏈管理系統(tǒng)(SCM,Supply Chain Management)和卷煙廠的企業(yè)資源計劃(ERP,Enterprise Resource Planning)進行整合,實現(xiàn)信息共享和煙葉全生命周期的過程追蹤。

圖2 基于RFI D標簽的煙葉物流信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 基于RF ID技術(shù)的煙葉物流信息系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

整個煙葉物流追蹤系統(tǒng)由RF ID標簽讀寫設備、現(xiàn)場控制設備、數(shù)據(jù)采集器、信息交互中心、瀏覽與查詢系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡系統(tǒng)構(gòu)成,見圖3。信息交互中心將分散在不同地點、不同部門的設備和系統(tǒng),如煙葉站點收購系統(tǒng)、RF ID讀寫設備、監(jiān)控裝置和信息顯示設備等聯(lián)系在一起,在C/S模式下持續(xù)可靠地工作。

用戶數(shù)據(jù)管理模塊通過讀取公司系統(tǒng)下達的煙葉生產(chǎn)、收購計劃,編制煙葉生產(chǎn)和運輸?shù)淖鳂I(yè)任務和調(diào)度計劃,并與生產(chǎn)現(xiàn)場過程信息相組合,生成煙包的電子信息編碼。RF ID讀寫設備和現(xiàn)場控制設備實時采集煙包信息,發(fā)出現(xiàn)場控制和調(diào)度信號,通過電子顯示屏、信號燈、蜂鳴器、攝像頭完成提示和監(jiān)控,并通過無線通訊服務上傳實時數(shù)據(jù)信息。瀏覽和查詢系統(tǒng)采用B/S模式設計,通過遠程控制接口訪問W EB服務器,實現(xiàn)授權(quán)查詢功能和遠程控制。

3.2 硬件組成

系統(tǒng)硬件構(gòu)成見圖4,煙葉站點收購環(huán)節(jié)采用煙農(nóng)排號控制器,煙農(nóng)持嵌入RF ID芯片的銀行“一卡通”按次序排隊交煙,提高收購和結(jié)算效率。站點打包稱重環(huán)節(jié)采用煙葉一體稱重打包機,該機是基于嵌入式軟件在L inux操作系統(tǒng)下設計,自動采集煙包重量并將信息寫入RF ID標簽。

站點運輸煙葉到倉儲中心過程中采用GPS和電子調(diào)運單,GPS技術(shù)可隨時觀察運輸車輛在途中的詳細情況,便于數(shù)據(jù)傳輸和對車輛調(diào)度進行管理;電子調(diào)運單記錄該車煙葉的電子信息,進行數(shù)據(jù)備份和交接。倉儲中心煙葉入庫通過讀取電子調(diào)運單信息與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫信息對比獲取交接數(shù)據(jù),讀卡系統(tǒng)逐包掃描RF ID標簽并進行自動稱重和生成磅碼單數(shù)據(jù),完成煙葉入庫交接過程。煙葉入庫后,系統(tǒng)制作托盤RF ID標簽,自動分配庫位實現(xiàn)動態(tài)倉儲管理。

圖3 煙葉物流追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)還引進了S M S短消息平臺,在煙葉收購環(huán)節(jié)中根據(jù)收購計劃通知煙農(nóng)交煙,合理安排煙葉站點收購工作并減少煙農(nóng)排隊等候時間,提高收購速度和煙農(nóng)滿意度;在車輛調(diào)度過程中使用短消息通知,有序安排車輛運輸?shù)取?/p>

3.3 軟件設計

系統(tǒng)采用了B/S和C/S相結(jié)合的設計模式。在數(shù)據(jù)采集層,采用C/S模式與RF ID硬件設備實現(xiàn)通訊連接,設備作為信息采集和具備信息處理功能的終端,與部署在控制主機上的守護進程進行通訊,守護進程接受其請求并調(diào)用接口實現(xiàn)與信息系統(tǒng)的交互。

在用戶查詢層,則采用B/S模式設計,主要程序架構(gòu)使用C#語言在.NET技術(shù)平臺上進行系統(tǒng)開發(fā)[8],DB2數(shù)據(jù)庫作為存儲平臺。考慮到實施環(huán)境是網(wǎng)絡情況較惡劣的農(nóng)村偏遠山區(qū),通過分布式數(shù)據(jù)庫解決數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性等問題,即在不同地點的庫房部署分數(shù)據(jù)庫,通過守護進程自動偵測數(shù)據(jù)變化,實現(xiàn)與中心數(shù)據(jù)庫同步更新。

3.4 網(wǎng)絡配置

煙葉物流追蹤系統(tǒng)網(wǎng)絡配置主要包括以下幾部分:①煙葉收購站點的Zigbee無線網(wǎng)絡,實現(xiàn)設備與站點服務器的數(shù)據(jù)通訊和傳輸;②企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡系統(tǒng),運行TCP/IP協(xié)議,實現(xiàn)系統(tǒng)的兼容性,方便客戶接入和系統(tǒng)擴充;③W i-Fi無線網(wǎng)絡實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)個人電腦、手持設備與煙葉物流系統(tǒng)的接入;④GPRS/CDMA移動通信網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)通信和信息傳遞;⑤GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)對煙包運輸車輛的跟蹤和物流活動信息采集。

4 應用效果

圖4 煙葉物流硬件結(jié)構(gòu)示意圖

該煙葉物流管理信息系統(tǒng)融合了RF ID、數(shù)據(jù)倉庫、計算機控制及網(wǎng)絡通訊等技術(shù),通過對煙葉數(shù)據(jù)采集、整理、挖掘和分析,為煙葉物流各環(huán)節(jié)的管理人員提供了有效和準確的決策信息,提高了抵御物流風險的能力,提升了物流服務水平。2009年7月該系統(tǒng)在四川涼山36個、貴州畢節(jié)8個收購站點(線)和2個倉儲中心試用,取得了較好的應用效果。

(1)整合了物流體系的各個環(huán)節(jié),科學合理地對煙葉物流過程進行監(jiān)控和追蹤,信息獲取及時,原來需3～5 d才能上報的數(shù)據(jù),現(xiàn)在基本上能夠與現(xiàn)場同步獲取,即使有人工操作環(huán)節(jié),也最多滯后3～5 h,信息獲取效率提高90%以上。

(2)獲取的信息透明和真實,信息系統(tǒng)從煙包自動采集數(shù)據(jù),與過程信息融合生成電子頻譜編碼(EPC編碼),幾乎不可能偽造信息,信息準確度超過99%,與未使用該系統(tǒng)的其他煙葉收購站點相比,提高了12.8%。

(3)實現(xiàn)煙葉質(zhì)量追溯和績效考核的有機結(jié)合,在物流的下游環(huán)節(jié)檢測到煙葉質(zhì)量問題后,通過讀取RF ID電子編碼從信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中能夠回溯上游產(chǎn)生問題的環(huán)節(jié),從而對相關人員進行考核。

[1] 張德海,邵培基,劉德文.面向物流服務供應鏈的商業(yè)智能系統(tǒng)設計[J].管理學報,2007,4(3):288-292.

[2] Wolfe E,P Alling,H Schwefel,et a l.Supp ly Chain Technology Track(ing)to the Future[R].Bear Stearns Equity Research Report,Bear Stearns,2003.

[3] 郭漢華.“三位一體”煙葉生產(chǎn)管理模式介紹[J].煙草科技,2004(1):47-48.

[4] 杜玉蘭,趙磊.煙草企業(yè)決策支持系統(tǒng)模型的研究[J].廣西輕工業(yè),2007,59(9):59-61.

[5] Nath B,Reynolds F,WantR.RF ID Technology and Applications[J].IEEE Pervasive Computing,2006,5(1):22-24.

[6] 耿剛勇,江濤,王宏,等.煙草行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設實施意見[R].北京.國家煙草專賣局.2008.

[7] 徐仲興,楊忠文.煙草企業(yè)自動化物流系統(tǒng)的解決方案[J].煙草科技,2002(3):32-35.

[8] 曹祖圣,吳明哲.V isual C#.NET程序設計經(jīng)典[M].北京:科學出版社,2004.