盧鑫
摘要:煙葉作為一種具有專賣屬性的特殊經(jīng)濟作物,其背后蘊含巨大的經(jīng)濟利益,對種植、采收、儲運等環(huán)節(jié)都有較高的管控要求。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)水平已經(jīng)使得實現(xiàn)煙葉產(chǎn)地標簽化和在途實時監(jiān)控成為可能。
關(guān)鍵詞:煙葉;產(chǎn)地標簽化;在途運輸;物聯(lián)網(wǎng)
煙葉在途運輸一直是沒有得到有效監(jiān)控,從成包煙葉透過第三方物流車隊運輸至中心倉庫或復(fù)烤廠過程中并不透明,除了車輛調(diào)度系統(tǒng)對車輛進行管控外,實際上車上的煙包并沒有得到有效的過程管理手段,進而發(fā)生多起疑似煙葉“調(diào)包”、少包的案例,由于事件發(fā)生在煙站和復(fù)烤廠間,也沒有過程管理方法,實難追責究竟是煙站、復(fù)烤廠還是運輸車隊的問題。
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)水平已經(jīng)使得實現(xiàn)煙葉產(chǎn)地標簽化和在途實時監(jiān)控成為可能。
一、主要過程研究
首先,研究利用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù),開發(fā)一套煙葉智能倉儲管理系統(tǒng);一套根據(jù)煙站倉庫業(yè)務(wù)情況,設(shè)計的具有自動盤點功能、識讀管理功能的物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)的布設(shè)方案;一套從煙葉分級、稱重收購、打包入框、煙葉盤點、到智能出庫的物聯(lián)網(wǎng)作業(yè)管理流程;一種為煙葉包裝裝配帶有物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的有源電子標簽,一種煙站周轉(zhuǎn)小車的數(shù)字化管理方法。
具體方案如下:
對所有周轉(zhuǎn)小車進行編號賦碼,登記到煙葉智能倉儲管理系統(tǒng)中,納入系統(tǒng)管理范圍。
在煙葉分級環(huán)節(jié),分級員將相同等級的煙葉放入帶有電子標簽的周轉(zhuǎn)小車中。
在煙葉收購環(huán)節(jié),由操作人員將周轉(zhuǎn)小車推至地磅稱重處。通過布設(shè)在稱重處的物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備讀取小車編號,上傳至煙葉智能倉儲管理系統(tǒng)中,系統(tǒng)將小車編號與獲取到的稱重信息、等級信息、煙農(nóng)信息、交易信息等進行關(guān)聯(lián)存儲。
在煙葉打包環(huán)節(jié),由操作人員將周轉(zhuǎn)小車推至打包區(qū)域指定煙框旁,通過布設(shè)在打包區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備,識讀周轉(zhuǎn)小車編號和煙框標簽,將周轉(zhuǎn)小車上的煙葉數(shù)據(jù)計入對應(yīng)的煙框中,包括州市名、煙葉品種、等級、重量、煙站名、收購點等。從而保證煙框內(nèi)煙葉實物與煙葉智能倉儲管理系統(tǒng)中記錄的煙葉數(shù)據(jù)保持一致。
庫存盤點環(huán)節(jié),在確認完成煙葉的打包工作時,系統(tǒng)自動完成入庫操作。系統(tǒng)通過布設(shè)在煙站倉庫中的自動盤點設(shè)備,實時監(jiān)控統(tǒng)計庫存煙葉數(shù)量,并將統(tǒng)計結(jié)果通過大屏/APP等方式展示給倉庫管理人員。使倉庫管理人員能夠?qū)崟r了解庫存動態(tài),為分級、收購、出庫等工作的安排提供數(shù)據(jù)支撐。
在出庫環(huán)節(jié),通過煙葉智能倉儲系統(tǒng)APP,選擇裝載車輛,識別出庫煙葉包裝的電子標簽,裝載完畢后形成出庫清單。煙葉智能倉儲管理系統(tǒng)自動將出庫清單數(shù)據(jù)同步給煙葉智能物流系統(tǒng)。
其次,研究一套煙葉智能物流系統(tǒng),一種車載煙葉監(jiān)管設(shè)備,一套從煙站出庫、裝載運輸?shù)綇?fù)烤廠/中心庫的預(yù)約、卸貨、驗收入庫等環(huán)節(jié)的作業(yè)流程。根據(jù)煙站實際煙葉收購情況,通過車輛調(diào)度系統(tǒng),精準調(diào)度運輸任務(wù)計劃,合理分配車輛運輸;復(fù)烤廠或中心庫收煙單位可以提前掌握當日預(yù)約、到達、入庫、卸貨車輛及煙葉實時動態(tài)情況,及時調(diào)整貨場貨位和人員班組作業(yè)調(diào)度,優(yōu)化卸車方案,提升復(fù)烤廠或中心庫的運作效率。
實現(xiàn)煙葉運輸大數(shù)據(jù)應(yīng)用,建立完整的煙葉運輸數(shù)據(jù)監(jiān)測制度、專業(yè)的煙葉運輸數(shù)據(jù)分析制度、有效的煙葉運輸服務(wù)制度,形成煙葉運輸大數(shù)據(jù)“一張圖”。
具體方案如下:
將涉及煙葉運輸?shù)臒熣?、?fù)烤廠、中心庫、運輸公司等機構(gòu)信息,和相關(guān)人員、車輛信息錄入煙葉智能物流系統(tǒng)中。
煙站倉庫管理人員根據(jù)從煙葉智能倉儲系統(tǒng)中得到的數(shù)據(jù),安排出庫工作,預(yù)約運輸車輛。車輛領(lǐng)取運輸任務(wù),在約定時間到達煙站。
在出庫環(huán)節(jié),煙葉智能倉儲系統(tǒng)將出庫清單推送給煙葉智能運輸系統(tǒng);將煙葉包裝的電子標簽與車載智能終端進行關(guān)聯(lián)綁定。煙站出庫人員依照既有煙包裝車操作程序執(zhí)行后,在擁有煙草準運證的司機準備駛離前對設(shè)備二維碼掃碼,確認運輸任務(wù)開始進行,云端推送通知給駕駛員對運輸任務(wù)的進行與否做第二次確認,同時云端收到煙站負責出庫人員和駕駛員的確認后發(fā)送下行命令激活車載電子標簽閱讀器,并且運行ALOHA算法開始對車上每個煙包搭建類心跳機制通訊渠道,在對車輛進行定位后,將搜集的數(shù)據(jù)上傳云端進行分析演算。
在運輸環(huán)節(jié),車輛駛離煙站后,車載終端自動喚醒工作模式,對車輛位置進行定位并記錄行駛軌跡。并每隔一定時間,車載終端會上傳定位信息以及與各個煙包電子標簽的連接情況和溫濕度信息至云端,云端在追蹤車輛定位繪制成行車軌跡之外,持續(xù)進行多車輛多煙包的分析演算,持續(xù)納入新數(shù)據(jù)與歷史行車軌跡、歷史車輛停滯點做對比,持續(xù)更新演算結(jié)果,當分析出異常結(jié)果時實時推送告警給予管理人員。煙葉智能運輸系統(tǒng)根據(jù)各運輸車輛情況,運輸所需時間,綜合分析,提交復(fù)烤廠/中心庫預(yù)約貨位。
在預(yù)約環(huán)節(jié),復(fù)烤廠倉庫管理人員登陸系統(tǒng)對車上不同等級的煙葉進行堆碼區(qū)域貨位分配;貨車司機通過手機會收到,系統(tǒng)下發(fā)的短信,顯示該車煙葉不同等級指定的貨位號。
在卸貨環(huán)節(jié),貨車司機按照預(yù)約的時間駛?cè)霃?fù)烤廠/中心庫;貨車到達復(fù)烤廠或中心庫周圍一定范圍,復(fù)烤廠收貨人員會收到即將到貨車輛信息通知,提醒復(fù)烤廠人員及時調(diào)撥人員卸貨。
在驗收入庫環(huán)節(jié),在完成卸貨,辦理完驗收入庫手續(xù)后,工作人員通過APP上報完成運輸任務(wù)。系統(tǒng)立刻更新貨車狀態(tài),便于后續(xù)運輸任務(wù)的調(diào)撥。
二、技術(shù)關(guān)鍵點研究
煙葉智能倉儲系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵點在于煙站倉庫物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備的布置方案;綜合利用掃碼、RFID識讀、藍牙等多種技術(shù)手段,實現(xiàn)從煙葉分級到煙站出庫的合理有效管控。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使數(shù)據(jù)在各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)間有效銜接,確保數(shù)據(jù)與實物的一致性。
煙葉智能倉儲系統(tǒng)的另一個技術(shù)關(guān)鍵點在于利用藍牙技術(shù)進行庫存實時盤點的功能。通過技術(shù)手段解決當煙葉密集堆放時,由于煙葉自身和煙葉包裝的遮擋造成信號傳輸?shù)乃p問題;通過智能算法提升盤點設(shè)備對于盤點效率和并發(fā)盤點的處理能力。
煙葉智能運輸系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵點在于綜合運用大數(shù)據(jù)、GIS、GPS、RS等技術(shù),為運輸各環(huán)節(jié)建立數(shù)據(jù)模型,科學(xué)合理的調(diào)配各方資源,安全高效的完成煙葉運輸任務(wù)。通過利用前期的采集的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),對各煙站的收購量曲線、庫容量、裝載出貨能力進行評估;對運輸公司的運力和效率進行評估;對各煙站到復(fù)烤廠/中心庫的運輸軌跡時間進行評估;對復(fù)烤廠卸貨驗收能力、庫容量、生產(chǎn)能力進行評估。根據(jù)評估結(jié)果完善數(shù)據(jù)模型,為煙葉運輸工作安排提供數(shù)據(jù)參考。
大數(shù)據(jù)分析采用開放性平臺架構(gòu)設(shè)計,可根據(jù)中心存儲數(shù)據(jù)進行海量數(shù)據(jù)集中高效處理分析。單臺數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器可支持高并發(fā)數(shù)據(jù)查詢,可彈性規(guī)模擴展;數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)達到秒級;基于開放性平臺架構(gòu)的設(shè)計能夠滿足廣泛的第三方接口需求;數(shù)據(jù)處理引擎支持高可用性及集群需求。
基于煙葉智能倉儲和運輸系統(tǒng)向用戶提供一個簡單易用的智能硬件數(shù)據(jù)接入、存儲和處理以及數(shù)據(jù)應(yīng)用一站式數(shù)據(jù)分析處理展示服務(wù)平臺,旨在降低物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)門檻及運營成本,滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品原型開發(fā)、商業(yè)運營和規(guī)模發(fā)展各階段的需求。
提供快捷方便的硬件接入方式,支持主流物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通訊協(xié)議TCP/IP、 HTTP以及輕量級通信協(xié)議MQTT,支持JSON數(shù)據(jù)格式協(xié)議,數(shù)據(jù)上報使用了間斷式連接,大大降低了設(shè)備上的代碼足跡和數(shù)據(jù)帶寬和流量。
數(shù)據(jù)傳輸對應(yīng)的后臺服務(wù)器支持負載均衡、高可用,支持第三方協(xié)議接入、設(shè)備GIS信息管理;規(guī)則引擎基于系統(tǒng)大數(shù)據(jù)智能分析,可以實現(xiàn)基于幾乎任何行為或場景的觸發(fā)機制,并且能夠讓用戶通過電子郵件、短信或推送獲得事件被觸發(fā)的通知;設(shè)計前置和后置規(guī)則引擎,可根據(jù)用戶可自定義的規(guī)則設(shè)置預(yù)警機制,通過郵件短信或手機端app推送預(yù)警通知。
三、技術(shù)創(chuàng)新點研究
煙葉智能倉儲系統(tǒng)的創(chuàng)新點,體現(xiàn)在將煙葉分級和打包環(huán)節(jié)納入系統(tǒng)管理范疇,真正做到了煙站工作的全業(yè)務(wù)流程信息化。利用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù),代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工庫存管理方式,極大的提高了工作效率,減輕了庫管人員的工作強度。將各煙站收購情況、庫存情況進行匯總,形成煙草儲運的大數(shù)據(jù)管理中心,使云南文山煙草能夠通過物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)實時掌握全州市的煙葉收購進展,統(tǒng)籌安排,合理調(diào)配。
煙葉智能運輸系統(tǒng)的創(chuàng)新點,體現(xiàn)在新型物聯(lián)使能管理架構(gòu)在數(shù)據(jù)絕對安全的情況下使用并集成NB-IoT、北斗+GPS雙系統(tǒng)、電子標簽閱讀器和天線的一體機,做到足以在形成車載可接受的體積,并且通訊范圍可覆蓋一般平板車(9.6米 * 2.4米 * 4.5米)面積。
指向性電子標簽閱讀器與電子標簽之間的類心跳機制通訊渠道,高頻次檢查煙包間接距離,確定煙包是否被移動或超出通訊渠道距離。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建全州煙草運輸?shù)臄?shù)據(jù)模型,對運輸情況進行動態(tài)分析,為運輸任務(wù)的統(tǒng)籌安排提供數(shù)據(jù)支撐,有效提升運輸效率。
通過數(shù)據(jù)共享,將煙葉的生產(chǎn)種植、收購、倉儲運輸?shù)葦?shù)據(jù)信息提供給卷煙工業(yè)企業(yè),以此為契機,打通在煙葉交割過程中的信息隔閡,推動煙草全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。利用產(chǎn)地信息,協(xié)助工業(yè)企業(yè)對煙葉調(diào)制的生產(chǎn)安排,提升煙葉的均質(zhì)化加工水平。
(云南省煙草公司文山州公司?云南?文山?663099)