原烟物流管理系统中物联网技术

针对原烟物流管理行业信息化水平低、自动化程度低、信息采集和管理困难等问题，本文研究了物联网技术在原烟物流管理系统中的应用，使用物联网技术有效提升了原烟物流管理的自动化和信息化水平，减少了人力，提高了工作效率，改善了原烟的可追溯性，提高了原烟的质量管理水平。

1引言

本文研究了物联网技术在原烟物流管理系统中的应用；以RFID标签为原烟信息载体，结合GPS、传感器、GIS、网络通信、自动化等物联网技术，提升原烟收购、调运、仓储等环节中的信息化和自动化水平；详细说明了基于物联网技术的原烟物流管理系统的组成情况、实际应用效果及评价情况。

1.1现状分析

烟草行业的物流可以分为烟叶生产和收购的原烟物流、卷烟制造商生产过程中的内部物流即工业物流、以及成品烟销售环节外部物流即商业物流。近几年，经过国家烟草行业卷烟生产经营决策管理系统工程（一号工程）的实施，各卷烟生产企业已经在仓储管理，物流配送，终端防伪等方面，实现了一定水平的信息化管理。

但是在原烟物流领域，虽有涉及站点收购储运的内容，但功能应用少，缺乏对烟叶物流全流程的应用支撑，烟叶物流管理方式较原始落后，主要表现为如下问题：

1、物流各环节数据采集方式落后，还处于手工录入和未采集的现状，导致统计的数据缺乏权威性和准确性；

2、尚未实现物流环境、设备、作业的全面感知；

3、供应链的全程互联以及设备、货物、信息系统等对象之间的全面互联仍有不足；

4、整体调度无序，缺少在途监控管理；

5、物流管理各环节，信息化自动化水平低，烟包的出入库基本靠人工搬运。

1.2技术分析

物联网（Internet of Things）是“传感网”在国际上的通称，是传感网在概念上的一次拓展。通俗地讲，物联网就是万物都接入到互联网，物体通过装入射频识别（RFID）设备传感器、GPS 等信息传感器，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信。以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

本文结合烟叶物流的全流程，将RFID、传感器、GPS等传感设备部署到信息采集流程节点，实现烟叶物流过程中运输、存储、包装、装卸等诸环节智能一体化，以构建完整的烟叶物流的物联网信息系统，实现基础作业层各类作业数据的采集、挖掘，支撑构建烟叶物流的数据中心（数据中心是物联网时代智能的主要特征），从而实现烟叶物流各个环节智能管理。

2系统组成

烟叶物流管理系统的系统架构如下图所示。

图1 系统层次结构图

　　图1 系统层次结构图

2.1信源层

信源层通过为目标物体贴上标签，对其进行信息采集。当前物流行业主要应用的标签有条码和RFID标签两类，二者的基本情况对比如下：

对于一个要实现自动化、且应用环境恶劣的现代烟叶物流系统来说，使用RFID标签虽然价格高一些，但其它大部分特性均能很好地满足需求，且RFID标签可重复应用，长期综合成本将显着下降。

当前RFID标签技术也有很多种类，适合烟叶行业应用的主要是UHF技术和HF技术，二者对比如下：

可见，对于一个需要实现全面感知、全面采集的现代烟叶物流系统来说，使用UHF RFID标签有利于适应各类应用需求，以便使用统一的采集设备，还有利于将来与卷烟物流系统的整合，形成整个烟草物流的全流程管理。

2.2采集层

采集层需要解决的关键问题是如何将信源层数据正确地采集上来，并且采集过程不能影响原有流程的工作效率。原烟物流涉及烟叶收购站、营销中心、中心仓库和复烤厂多个环节，在各个环节需要根据环境的不同设计专门的采集设备完成信息采集功能。

图2 基于物联网的烟叶仓储物流管理高端流程图

　　图2 基于物联网的烟叶仓储物流管理高端流程图

2.2.1收烟站部署场景

1.标签打印挂标场景

在烟站原有标签打印系统的基础上，添加RFID发卡功能，在标签打印时将RFID标签同时放置在发卡器上，在数据库中将RFID 标签ID与条码信息进行关联。涉及的产品有RFID发卡器、RFID烟包标签、标签打印机。

2.烟包出库信息采集

通过固定式扫描通道或手持机，对出库烟包RFID标签信息进行采集，形成出库记录。涉及的产品有带RFID识读的装车机、RFID手持机、RFID烟包标签。

2.2.2烟叶调运环节部署场景

在烟叶调运环境，需要实现智能化调运系统，根据烟叶收购和收烟站库存情况下达烟叶调运任务。通过在车辆上部署车辆管理电子标签、GPS设备、图像采集设备和无线传输设备，实现车辆在途监控功能。

2.2.3中心仓库部署场景

1.烟包入库信息采集

烟包到达中心仓库后，经RFID传送带式识读通道对烟包标签进行采集，完成烟包的到货确认功能；同时现代烟叶立体仓库需要按照托盘为单位进行管理，需要实现按照烟叶等级的分拣、组盘和货位分配功能，需要部署RFID传送带式识读通道、自动化分拣线和数字化叉车。

2.仓储管理

需要部署视频监控设备、温湿度监控设备、库位检测设备和叉车调度设备，同时配合手持式终端完成仓库内部的智能监控和智能调度。

3.烟包出库信息采集

烟包调拨出库时，通过RFID一体机、手持机或智能RFID叉车进行托盘标签扫描，通过传送带式采集装置实现烟包标签信息采集。

2.2.4复烤厂部署场景

烟包到达复烤厂后，使用RFID一体机或RFID传送带式识读通道对数据进行采集，并给出烟叶等级信息提示。

2.3平台层

烟叶物流管理平台为应用提供各种支撑和管理，如数据管理、权限管理、网络管理、安全管理、日志管理、报表管理和可视化显示等。

2.4应用层

应用层构建于烟叶物流管理平台之上，包括烟包追溯子系统、烟叶调运子系统和仓储管理子系统三个部分。

2.4.1烟包追溯子系统

烟包追溯子系统由信息录入、标签发放、出库管理、库存控制、可视化分析、盘点管理、查询统计、标签回收等组件组成，通过烟叶打包发卡，烟包标签可以全流程记录烟叶物流信息，实现了烟叶的追溯

2.4.2烟叶调运子系统

烟叶调运子系统由车辆排班、入场管理、出场管理、在途管理、可视化分析、场内调度等组件组成，通过RFID/GIS/GPS/GPRS技术相结合，实现烟叶的智能化调运、车辆的智能化调度和在途监控、快速通行。

2.4.3仓储管理子系统

烟叶仓储管理子系统由入库管理、出库管理、盘点管理、可视化分析、监控系统等组件组成，通过三维虚拟现实技术与视频技术相结合的方式，实现可视化仓储管理。

3效果评价

本系统在贵州省烟草公司经过2012和2013两年的设计、实施和改进，经过了实际收烟季节应用的检验，实践证明，系统在烟包的出入库自动化、信息化、质量追溯、客户服务、生产和物流监管、生产安全等几个方面均得到了大幅度提升和改善：

3.1自动化提升

基于物联网技术，结合自动化技术，多种自动化设备的应用，实现出入库管理、扫码、组盘、垛位分配、操作指引自动化，提升整个系统的自动化水平。

3.2信息化提升

研究RFID技术在烟叶物流中的应用，实现烟叶全程跟踪的信息化管理，实现仓库内部的自动化、可视化、智能化管理，以保证满足烟叶调运“可追溯、易管理”及“快进、快出”的要求，逐渐改变烟叶管理信息化程度低、管理不规范、无法实现监控和质量追溯的难题，为现代烟草物流管理、数字仓储管理打下了良好的基础，全面提升烟叶物流的信息化水平。

3.3质量可追溯

通过RFID技术设备的应用，实现了烟叶信息在各流通环节的信息采集及关联，有利于烟叶质量追踪体系的建立，做到烟叶质量的“正追踪、反追溯”，为烟叶质量数据库的建立奠定了扎实的基础，为卷烟上水平提高优质的原料保障。

3.4客户服务提升

推广基于RFID的烟草行业应用，可以随时监控货物状态，通知客户货运情况，改进到货签收方式，提升客户服务。

3.5监管加强

通过对物流各关键业务环节作业信息的深度挖掘和分析，实现了物流信息和资源的实时跟踪、动态分析和全程控制，有效地提升了物流监管水平，可促进公司业务规则和管理制度的贯彻执行，避免规章制度制定和贯彻落实出现“两张皮”现象。

3.6安全生产提升

通过制定烟叶信息化规范、引入自动化设备、规范烟叶物流操作管理流程、降低人员干预程度、降低劳动强度，降低烟叶生产安全隐患，全面提升烟叶安全生产环境。

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