物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下構(gòu)建煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)的分析

任國(guó)璽，向玲玲

（平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 平頂山 467001）

0 引言

隨著現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模和業(yè)務(wù)范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)的智能化、信息化和現(xiàn)代化提出了更高層次的要求，越來(lái)越多的煤礦企業(yè)將目光投向了構(gòu)建智能化的捆成管理系統(tǒng)。而傳統(tǒng)的庫(kù)存管理方式無(wú)法及時(shí)對(duì)煤礦數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜集、整合、傳輸?shù)?，增加了煤礦企業(yè)庫(kù)存管理的成本，使得庫(kù)存決策的效率和精準(zhǔn)度無(wú)法滿足煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的需求。因此，在新時(shí)期，煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)的構(gòu)建必須融合好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化和信息化特性。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦庫(kù)存管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前，較為常見的幾項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)有RFID、通信技術(shù)和AI 技術(shù)[1]。其中射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在射頻信號(hào)的作用下無(wú)需與物體直接接觸和其他人工手段就能傳遞信息，以識(shí)別物品，且能在極為惡劣的環(huán)境下開展工作。RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其特點(diǎn)顯著，如操作便捷、數(shù)據(jù)讀取快捷、識(shí)別快捷、應(yīng)用廣、使用期限長(zhǎng)、數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存容量大，能進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，標(biāo)簽數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更改等。利用該技術(shù)組成的RFID 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由RFID 中間件、電子標(biāo)簽和讀寫器構(gòu)成。其中RFID中間件是核心組件，在讀寫器和應(yīng)用程序之間，能將讀寫器傳遞的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、傳輸和處理。智能（AI）技術(shù)是在物體內(nèi)植入智能系統(tǒng)后，促使物體能主動(dòng)地、被動(dòng)地和用戶進(jìn)行交流和溝通，讓物體擁有相應(yīng)的智能特性。利用AI 技術(shù)，能極大促進(jìn)物質(zhì)世界的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦庫(kù)存管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀。近年來(lái)，我國(guó)在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和實(shí)踐中取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，在煤礦庫(kù)存管理中，已經(jīng)將傳感器技術(shù)、RFID 技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于庫(kù)存業(yè)務(wù)處理工作中，尤其是在煤礦庫(kù)存管理業(yè)務(wù)流程、煤礦途中物品跟蹤和煤礦庫(kù)存環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面有較為廣泛的應(yīng)用。首先，在煤礦庫(kù)存管理業(yè)務(wù)流程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在收貨入庫(kù)、動(dòng)態(tài)盤點(diǎn)、送貨出庫(kù)等環(huán)節(jié)中應(yīng)用廣泛。在物料入庫(kù)時(shí)，在庫(kù)門置放固定的RFID 閱讀器來(lái)自動(dòng)獲取物料信息，利用RFID中間件技術(shù)對(duì)獲取的信息進(jìn)行處理，然后利用ZigBee技術(shù)將物料入庫(kù)，并完成信息的更新[2]。其次，在煤礦途中物品跟蹤中，能利用GPS、GIS 等技術(shù)對(duì)運(yùn)輸物品進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，一旦發(fā)現(xiàn)異常系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，以免造成不必要的損失。最后，在對(duì)煤礦庫(kù)存環(huán)境監(jiān)控中，能利用無(wú)線傳感技術(shù)或者傳感器技術(shù)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度等環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)生異常就會(huì)發(fā)出警報(bào)，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出控制指令，調(diào)整各項(xiàng)異常環(huán)境指標(biāo)，直至正常。

2 構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)的基本構(gòu)架

（1）總體結(jié)構(gòu)構(gòu)建。傳統(tǒng)的煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，而利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的智能化煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)信息的集成、共享和服務(wù)封裝見圖1。

結(jié)構(gòu)圖中表示層位于結(jié)構(gòu)最上層，主要是用于接收用戶輸入的數(shù)據(jù)信息和對(duì)數(shù)據(jù)信息的展現(xiàn)，是一個(gè)能為用戶提供交互式操作的界面。服務(wù)層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下煤礦智能化庫(kù)存管理系統(tǒng)的核心所在，在表示層上實(shí)現(xiàn)了Web 服務(wù)，如核對(duì)服務(wù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)等，基礎(chǔ)是WDSL[3]。業(yè)務(wù)邏輯層的作用是對(duì)數(shù)據(jù)交換的承上啟下，功能是處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)訪問層能為表示層和業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，發(fā)貨數(shù)據(jù)表的刪除、修改、查看等功能。

（2）功能模塊的構(gòu)建。智能化煤礦庫(kù)存關(guān)系系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)內(nèi)容有基礎(chǔ)信息、庫(kù)存分析、系統(tǒng)、報(bào)表、綜合查詢、盤點(diǎn)、入庫(kù)、移庫(kù)、出庫(kù)等大模塊[4]。其中基礎(chǔ)信息管理模塊包括了人員信息、企業(yè)信息、倉(cāng)庫(kù)信息、物料信息、成品信息等管理模塊；庫(kù)存分析管理模塊包括了庫(kù)存量對(duì)比、庫(kù)存消耗對(duì)比、庫(kù)存成本對(duì)比等分析管理模塊；報(bào)表管理模塊包括了庫(kù)存明細(xì)表、庫(kù)存余額日和月報(bào)表、庫(kù)存貨位明細(xì)賬等；綜合查詢包括了入庫(kù)單匯總和明細(xì)查詢、出庫(kù)單匯總和明細(xì)查詢等；盤點(diǎn)分為普通盤點(diǎn)和RFID 識(shí)別盤點(diǎn)；入庫(kù)分為普通入庫(kù)和RFID 識(shí)別入庫(kù)；移庫(kù)分為庫(kù)間和庫(kù)內(nèi)移庫(kù)；出庫(kù)分為普通出庫(kù)和RFID 識(shí)別出庫(kù)。

圖1 煤礦智能庫(kù)存系統(tǒng)總體構(gòu)架圖Fig.1 The overall framework of the intelligent inventory system in coal mine

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建。數(shù)據(jù)庫(kù)的科學(xué)設(shè)計(jì)能有效支撐煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)要建立合理的索引，盡量減少冗余，建立完善的數(shù)據(jù)信息表[5]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息表構(gòu)建具體包括了登錄信息表、用戶信息表、角色信息和權(quán)限表、菜單信息表、物料信息表、成品信息表、企業(yè)信息表、人員信息表、煤礦單位信息表、煤礦倉(cāng)庫(kù)信息表、物料種類信息表、驗(yàn)收單明細(xì)表、入庫(kù)單明細(xì)表、領(lǐng)料單明細(xì)表、出庫(kù)單明細(xì)表和盤點(diǎn)單明細(xì)表等。每個(gè)數(shù)據(jù)表詳細(xì)明確各項(xiàng)具體信息，以物料種類信息表為例，詳見表1。

表1 物料種類信息數(shù)據(jù)表Tab.1Thetypesofmaterialinformationdatatable

（4）系統(tǒng)流程的構(gòu)建。在煤礦庫(kù)存的智能化管理中，成品和物料入庫(kù)時(shí)，倉(cāng)庫(kù)部門安排入庫(kù)后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成入庫(kù)單，將入庫(kù)單發(fā)送到財(cái)務(wù)部門；貨物存儲(chǔ)期間，倉(cāng)庫(kù)部門要定期進(jìn)行盤點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)利用RFID 閱讀器將結(jié)果發(fā)送到財(cái)務(wù)部門；審核后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成出貨單，并將出貨單發(fā)送給財(cái)務(wù)部門。系統(tǒng)的整體業(yè)務(wù)流程見圖2。由圖2 可知，智能煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程主要由入庫(kù)流程、出庫(kù)流程、用戶權(quán)限管理流程和盤點(diǎn)流程組成。

圖2 煤礦庫(kù)存智能管理整體業(yè)務(wù)流程圖Fig.2 Coal inventory intelligent management overall business flow chart

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦庫(kù)存智能管理系統(tǒng)中的科學(xué)實(shí)現(xiàn)

煤炭企業(yè)的智能庫(kù)存管理系統(tǒng)最為重要的物品的庫(kù)存，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能化煤礦物品庫(kù)存管理中的應(yīng)用，對(duì)分析和控制煤炭物流庫(kù)存量和成本具有巨大影響。本文以某煤炭公司為例進(jìn)行論述，該煤炭公司的庫(kù)存包括集團(tuán)內(nèi)各煤礦單位生成的產(chǎn)品以及進(jìn)貨的物料，其中進(jìn)貨物料包括了鋼材、五金、火工、設(shè)備、配件等不同型號(hào)的物料。

（1）實(shí)現(xiàn)途徑。結(jié)合上述分析所構(gòu)建的煤礦庫(kù)存智能化總體結(jié)構(gòu)、智能模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)流程，該煤炭公司將物流網(wǎng)技術(shù)，尤其是RFID 技術(shù)有效的應(yīng)用到基礎(chǔ)信息管理、入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤點(diǎn)管理、庫(kù)存分析管理和報(bào)表管理等環(huán)節(jié)[6]。以入庫(kù)流程為例，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的煤礦入庫(kù)流程方式可以使用RFID 閱讀器自動(dòng)識(shí)別進(jìn)行入庫(kù)，具體操作如下：①倉(cāng)庫(kù)部門利用RFID 中間件通過(guò)建立好的智能化系統(tǒng)發(fā)出入庫(kù)信息核對(duì)的請(qǐng)求；②收到請(qǐng)求后，會(huì)對(duì)RFID 閱讀器發(fā)送啟動(dòng)指令，RFID閱讀器讀取物料或產(chǎn)品上的RFID 標(biāo)簽，RFID 中間件核對(duì)無(wú)誤后就會(huì)自動(dòng)生成入庫(kù)單，并將入庫(kù)單在系統(tǒng)的入庫(kù)界面上顯示；③按照入庫(kù)單上物料或產(chǎn)品的數(shù)量和類型，系統(tǒng)進(jìn)行貨位和倉(cāng)庫(kù)位置的自動(dòng)分配[7]；④如果操作人員要想修改貨位信息，可以在系統(tǒng)界面上選中入庫(kù)單中的具體物料或產(chǎn)品，在空余的庫(kù)位上選擇。明確提交之后，就可生產(chǎn)出庫(kù)單并打?。虎輦}(cāng)庫(kù)內(nèi)空余的叉車會(huì)受到系統(tǒng)發(fā)送的貨位安排的相關(guān)指令；⑥收到指令后，叉車會(huì)自動(dòng)搬運(yùn)貨物，人后依據(jù)貨位的具體安排在入庫(kù)設(shè)備的幫助下上架貨物。

（2）實(shí)現(xiàn)效果。該煤炭公司通過(guò)利用RFID 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的媒體庫(kù)存智能管理系統(tǒng)科學(xué)有效，且取得了顯著的效果：首先，優(yōu)化了庫(kù)存的管理結(jié)構(gòu)。相關(guān)部門能及時(shí)整合和調(diào)整倉(cāng)庫(kù)物資，處理長(zhǎng)期不用的物資，減少了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。其次，最大程度發(fā)揮了庫(kù)存控制中的作用。智能化管理系統(tǒng)能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)使用物資的周轉(zhuǎn)和動(dòng)態(tài)，反映庫(kù)存超負(fù)荷儲(chǔ)存及不合理庫(kù)存物資的信息，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置。最后，有效提高了物料計(jì)劃的規(guī)范性。利用智能化煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)，使得企業(yè)在各個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)能及時(shí)獲取整理反饋、處理計(jì)劃的信息，強(qiáng)化了對(duì)物料的計(jì)劃管理工作，增強(qiáng)了物流的采購(gòu)率?？梢姡梦锫?lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的智能化煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，在媒體企業(yè)中得到了科學(xué)實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種創(chuàng)新化的信息技術(shù)，與煤礦庫(kù)存管理系統(tǒng)的有效融合，促使了煤礦智能庫(kù)存管理系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建。利用智能化的煤礦管理系統(tǒng)提高了入庫(kù)、出庫(kù)等庫(kù)存流程環(huán)節(jié)的智能化和信息化水平，提高了煤礦庫(kù)存管理的工作效率，進(jìn)而最大程度的降低了煤礦庫(kù)存管理成本，促使煤炭企業(yè)獲取最大的效益。

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