煙草物流配送中心智能倉(cāng)儲(chǔ)探索

文/鐘 亮 陳超艷 彭云俊

關(guān)鍵字：物流、配送中心、智能倉(cāng)儲(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化

新形式下，我國(guó)通過(guò)“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，以創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)引領(lǐng)和支撐升級(jí)發(fā)展，部署推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+物流”，要求提升倉(cāng)儲(chǔ)智能化水平，降低物流成本。煙草行業(yè)卷煙物流配送中心經(jīng)過(guò)多年信息化建設(shè)，成效顯著，作業(yè)模式已從人抬肩扛、賬本統(tǒng)計(jì)過(guò)渡到依靠信息系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行卷煙倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)。但是，從智慧物流角度來(lái)看，諸多方面還有待提高。因此，落實(shí)新發(fā)展理念，完善內(nèi)在短板，成為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵因素，智慧物流應(yīng)運(yùn)而生。

智慧物流是一種以信息技術(shù)為支撐，通過(guò)在物流的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、裝卸搬運(yùn)、流通加工、配送、信息服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)感知、全面分析、自動(dòng)處理、智能調(diào)整，實(shí)現(xiàn)物流規(guī)整智慧、發(fā)現(xiàn)智慧、創(chuàng)新智慧和系統(tǒng)智慧的現(xiàn)代綜合性物流系統(tǒng)。智能倉(cāng)儲(chǔ)是智慧物流中的重要一環(huán)，就卷煙物流配送中心而言，倉(cāng)儲(chǔ)、分揀作為核心業(yè)務(wù)，涉及諸多設(shè)備、信息、管理等方面數(shù)據(jù)，為建設(shè)智能倉(cāng)儲(chǔ)提供了基礎(chǔ)。因此，建設(shè)一套“高效、穩(wěn)定、安全、成本最低、價(jià)值最優(yōu)、消除浪費(fèi)”的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)全流程的降本、提質(zhì)、增效，將是智慧物流的一個(gè)發(fā)展方向。

圖1：智能倉(cāng)儲(chǔ)拓?fù)鋱D

一、煙草智能倉(cāng)儲(chǔ)

智能倉(cāng)儲(chǔ)是自動(dòng)化與信息化的高度集成，自動(dòng)化又依托于數(shù)字化控制、信息化管理、網(wǎng)絡(luò)化連接等。目前，火熱異常的物聯(lián)網(wǎng)就是設(shè)備的數(shù)字化控制和網(wǎng)絡(luò)化連接的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)可以延伸自動(dòng)化的感知觸角，使系統(tǒng)集成更加便捷，同時(shí)產(chǎn)生海量的設(shè)備數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析工具可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能維護(hù)。自動(dòng)化設(shè)備接受管理系統(tǒng)調(diào)度，大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)同樣可以被采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)加工、提取，結(jié)合智能算法可以用于輔助決策，提高效率。智能倉(cāng)儲(chǔ)拓?fù)鋱D，如圖1。

1.庫(kù)區(qū)高度自動(dòng)化

件煙卸貨：卸貨作為倉(cāng)儲(chǔ)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，是倉(cāng)儲(chǔ)管理高效、友好的展示。為提高效率，可將互聯(lián)網(wǎng)+自動(dòng)化技術(shù)引入件煙卸貨中，具體來(lái)說(shuō)：一是信息協(xié)同。在車(chē)輛到達(dá)物流中心前，營(yíng)銷(xiāo)中心采購(gòu)數(shù)據(jù)同步到物流中心，建立卸貨預(yù)約，決策系統(tǒng)根據(jù)已有庫(kù)存和最短路徑原則計(jì)算來(lái)煙儲(chǔ)位信息，生成卸貨站臺(tái)信息，指導(dǎo)貨車(chē)?？吭谥付ㄐ敦浾九_(tái)。二是使用機(jī)器人和AGV（自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)）。當(dāng)前煙草物流常用的卸貨有兩種方式，一種是通過(guò)人將件煙搬卸至伸縮鏈板機(jī)上運(yùn)至庫(kù)區(qū)；另一種是整托盤(pán)搬運(yùn)，利用叉車(chē)進(jìn)入車(chē)廂進(jìn)行搬運(yùn)。在智慧倉(cāng)儲(chǔ)中，這兩種方式都可以采用自動(dòng)化設(shè)備完成。針對(duì)第一種卸貨方式，采用可伸縮式直角坐標(biāo)機(jī)器人配合伸縮鏈板機(jī)完成；第二種卸貨方式，采用AGV進(jìn)入車(chē)廂自動(dòng)卸車(chē)。

組盤(pán)環(huán)節(jié)：組盤(pán)是將托盤(pán)與件煙進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可利用圖像識(shí)別技術(shù)、RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化。具體來(lái)說(shuō)：當(dāng)件煙進(jìn)入庫(kù)區(qū)時(shí)，通過(guò)圖像識(shí)別（一維碼、二維碼、拍照對(duì)比）識(shí)別當(dāng)前入庫(kù)的件煙品牌，機(jī)器人對(duì)該品牌件煙自動(dòng)碼垛后，將件煙信息直接通過(guò)RFID讀寫(xiě)器寫(xiě)入RFID芯片，完成組盤(pán)。

存儲(chǔ)環(huán)節(jié)：托盤(pán)的存儲(chǔ)有多種方式，如三層貨架、立庫(kù)、密集庫(kù)等。自動(dòng)化的存儲(chǔ)需要一些關(guān)鍵設(shè)備配合，三層貨架采用高層自動(dòng)導(dǎo)引叉車(chē)，自動(dòng)規(guī)劃路徑、保證先進(jìn)先出，從而避免人工存取的隨意性及低效率；立庫(kù)、密集庫(kù)的關(guān)鍵設(shè)備有堆垛機(jī)、高速穿梭車(chē)等，通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效率自動(dòng)化存取。

圖2：網(wǎng)絡(luò)互連

2.數(shù)字化管理

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)（射頻、圖像識(shí)別、紅外通訊、激光測(cè)距及導(dǎo)引等），采集設(shè)備數(shù)據(jù)。以自動(dòng)化技術(shù)為依托，收集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)。海量數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)智慧物流的前提，它為決策系統(tǒng)提供了大量的模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)。在智能倉(cāng)儲(chǔ)中，數(shù)字化管理的展現(xiàn)形式為看板管理和調(diào)度管理?？窗骞芾黻P(guān)注的是倉(cāng)庫(kù)作業(yè)情況，如進(jìn)度、品牌、庫(kù)存、設(shè)備使用等，可展示當(dāng)前或者歷史情況；調(diào)度管理根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)情況，對(duì)人員、設(shè)備進(jìn)行調(diào)度，人員調(diào)度包括人員出勤、作業(yè)時(shí)間、位置信息、運(yùn)動(dòng)軌跡等，以此作為人員考評(píng)依據(jù)；設(shè)備調(diào)度包括點(diǎn)檢、巡檢、故障應(yīng)急處理。

3.智能決策

智能決策是智能倉(cāng)儲(chǔ)的終極目標(biāo)，其基礎(chǔ)在于大數(shù)據(jù)的收集、加工，輔之人工智能算法，深入挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，構(gòu)建數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)，為決策系統(tǒng)提供模擬分析，結(jié)合歷史值、環(huán)境因素等約束條件，為管理層提供決策輔助。在智能倉(cāng)儲(chǔ)中，智能決策的兩個(gè)指向性目標(biāo)分別是：對(duì)外輔助營(yíng)銷(xiāo)采購(gòu)決策和對(duì)內(nèi)人員設(shè)備管理調(diào)度。

二、智能倉(cāng)儲(chǔ)的設(shè)計(jì)框架

通過(guò)軟件和硬件兩大支撐，實(shí)現(xiàn)下面幾個(gè)功能。一是設(shè)備層：系統(tǒng)感知和路徑優(yōu)化功能；二是網(wǎng)絡(luò)層：互聯(lián)互通的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)；三是管理層：全面分析和決策支撐。

硬件支撐方面，分為傳感器和控制器。對(duì)于傳感器的選擇，需要滿足如下功能：一是低功耗傳輸；二是長(zhǎng)距離傳輸；三是布線方便；四是通信協(xié)議開(kāi)放，便于集成。這些是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)感知的基礎(chǔ)，主要包括溫濕度傳感器、RFID、儲(chǔ)位傳感器、車(chē)載終端、藍(lán)牙等。單機(jī)控制器集成所有區(qū)域內(nèi)傳感器，組成子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間依靠WIFI、網(wǎng)關(guān)、各種現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息交互，彼此連接完成相應(yīng)作業(yè)。網(wǎng)絡(luò)互連，如圖2。

軟件支撐方面：一是系統(tǒng)功能規(guī)劃。分別搭建倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)（WCS）、現(xiàn)場(chǎng)子控制系統(tǒng)和智能調(diào)度系統(tǒng)等三個(gè)系統(tǒng)。其中，倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)（WCS）主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)對(duì)接和系統(tǒng)交互；現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和動(dòng)作執(zhí)行；二是算法模型設(shè)計(jì)。智能倉(cāng)儲(chǔ)最終要實(shí)現(xiàn)智能，其落腳點(diǎn)是算法模型的設(shè)計(jì)。一個(gè)算法模型必然需要大量數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練該模型，數(shù)據(jù)越多、模型越準(zhǔn)確。因此，大數(shù)據(jù)是算法模型的基礎(chǔ)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，我們可以預(yù)測(cè)成品卷煙的存儲(chǔ)趨勢(shì)、銷(xiāo)量的趨勢(shì)，可以感知倉(cāng)庫(kù)內(nèi)在溫濕度變化，可以挖掘設(shè)備潛能。通過(guò)算法模型，我們可以實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化、智能判斷等。軟件支撐結(jié)構(gòu)，如圖3。

三、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前智慧物流的發(fā)展正處于風(fēng)口期，相關(guān)國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)均未形成，競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略高點(diǎn)主要集中在算法和物聯(lián)網(wǎng)底層通信協(xié)議。就卷煙智能倉(cāng)儲(chǔ)而言，一方面需要保持對(duì)新技術(shù)的持續(xù)關(guān)注、深入了解；另一方面，充分考慮企業(yè)實(shí)際情況，對(duì)成熟的技術(shù)加大推廣應(yīng)用，推動(dòng)卷煙智能倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)和煙草物流高質(zhì)量發(fā)展。