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編者按：

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的飛速發(fā)展，以及IT與OT技術(shù)的進(jìn)一步融合，工業(yè)制造、城市交通、電力能源、農(nóng)業(yè)等各大行業(yè)領(lǐng)域的智慧化發(fā)展已成為必然趨勢。推進(jìn)各領(lǐng)域向智慧化發(fā)展是一項復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程，既需要單一技術(shù)與裝備的突破應(yīng)用，還需要系統(tǒng)化的集成創(chuàng)新。智慧系統(tǒng)解決方案是推廣普及智能化技術(shù)的關(guān)鍵手段，是促進(jìn)各行業(yè)智能化水平提升的核心。

為深化智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步提升智慧產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域系統(tǒng)解決方案應(yīng)用水平，現(xiàn)由中國自動化學(xué)會、智能制造推進(jìn)合作創(chuàng)新聯(lián)盟、工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會主辦，控制網(wǎng)（www.dlhxzk.com.cn）＆《自動化博覽》承辦的2020智慧系統(tǒng)解決方案征集活動已正式啟動，面向全行業(yè)公開征集智慧系統(tǒng)解決方案。本刊特開設(shè)智慧系統(tǒng)解決方案專欄，刊發(fā)其中優(yōu)秀的解決方案以饗讀者。

1 目標(biāo)和概述

在全國經(jīng)濟體制改革和市場經(jīng)濟發(fā)展的推動下，中國的煙草行業(yè)飛速發(fā)展。為了適應(yīng)全球市場需求，傳統(tǒng)的人工管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)煙草行業(yè)的發(fā)展和市場經(jīng)濟競爭的需要。全國各個煙草企業(yè)紛紛引進(jìn)自動化物流系統(tǒng)，來提高煙草企業(yè)管理水平，這也成為煙草行業(yè)步入現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。目前，煙草行業(yè)自動化物流系統(tǒng)主要應(yīng)用于原料、輔料、濾棒、煙絲和成品等立體倉庫。通過自動化物流系統(tǒng)，各種信息均可通過計算機集成管理系統(tǒng)得到行之有效的管理。計算機系統(tǒng)根據(jù)信息的關(guān)鍵屬性，制定統(tǒng)一的格式進(jìn)行存儲，使得信息標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。但是，卷煙廠自動化物流管理系統(tǒng)之前大多采用條碼識別。由于條碼只能提供一組序列號作為識別碼，如果采用條碼識別方式，所有的物料或產(chǎn)品信息都需要通過訪問上位的數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行查詢，按設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行關(guān)聯(lián)從而顯示信息，無法脫離數(shù)據(jù)庫平臺，大大增加了數(shù)據(jù)訪問時間。而且，條碼易污損，不利于長期循環(huán)使用。

為了解決這些問題，卷煙廠開始嘗試射頻識別（Radio Frequency Identification, RFID）技術(shù)。RFID的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)識別技術(shù)的一種突破性創(chuàng)新，有改進(jìn)，同時，還有用戶關(guān)心的效益的提高。所以，RFID一經(jīng)推出，立即受到了廣泛的關(guān)注和歡迎。卷煙廠中的RFID應(yīng)用，在讀寫便捷性、信息存儲容量、數(shù)據(jù)安全性、出錯率、使用環(huán)境適應(yīng)性、批量識別和使用壽命等方面表現(xiàn)突出?？梢詫ξ锪先霂?、出庫、庫存盤點等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化采集，保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的快速、準(zhǔn)確，確保企業(yè)及時準(zhǔn)確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫存。RFID信息存儲容量很大，可以存儲包括煙箱狀態(tài)（空箱、實箱等）、牌號、箱號、批次、重量及裝箱時間等大量信息，而且能脫離數(shù)據(jù)庫平臺隨時對物料進(jìn)行信息讀取和校對。即使發(fā)生后臺數(shù)據(jù)丟失或存儲數(shù)據(jù)庫崩潰的情況，也能確保信息的完整。融入了RFID技術(shù)的自動化物流管理系統(tǒng)對卷煙生產(chǎn)中的多品種多規(guī)格、耗材的存儲和供應(yīng)、成品的入庫和發(fā)貨以及煙絲的儲絲與柔性供絲進(jìn)行靈活處理與實時調(diào)整，以適應(yīng)卷煙廠生產(chǎn)需求。而且，它還可以及時掌握所有庫存物資當(dāng)前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率，從而實現(xiàn)了數(shù)字化自動倉儲及自動化生產(chǎn)的煙草自動化物流系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)的自動化和信息化程度進(jìn)一步提高，控制方案更加完美。

為適應(yīng)煙草企業(yè)多品種、小批量、精細(xì)加工、柔性加工的生產(chǎn)需要，RFID信息管理系統(tǒng)以托盤為單位對物料進(jìn)行存儲，存儲單元小，出入庫靈活，能夠做到點對點自動存取，不僅可以自如應(yīng)對小批量柔性化生產(chǎn)，而且可以降低物料損耗、實現(xiàn)差異化生產(chǎn)，還可以對各種牌號物料的入庫、儲存、出庫、批次管理以及質(zhì)量跟蹤追溯等環(huán)節(jié)實現(xiàn)全過程跟蹤。

2 方案介紹

以卷煙廠煙絲庫的RFID信息管理系統(tǒng)為例。煙絲箱式存儲物流系統(tǒng)主要由煙絲計量裝箱系統(tǒng)、激光自動導(dǎo)引車（AGV）系統(tǒng)、自動輸送機系統(tǒng)、平庫存儲貨架、翻箱喂料系統(tǒng)等以及與之配套的監(jiān)控、倉庫管理（WMS）、倉庫控制（WCS）等子系統(tǒng)組成。整個系統(tǒng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域有工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)、RFID技術(shù)、機器人技術(shù)、無線通訊、激光導(dǎo)引、以太網(wǎng)通訊、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等，是一個集光、機、電、信息技術(shù)于一體的系統(tǒng)工程。

煙絲箱式存儲物流系統(tǒng)從功能上劃分為裝箱入庫、出庫和翻箱倒絲三個工藝段。在WMS與WCS的協(xié)同作業(yè)下，AGV小車能及時將空煙箱從高架庫取出送到裝箱站，再將裝入煙絲的煙箱運回到高架庫中；同時，通過卷包集控系統(tǒng)與WMS的接口，煙絲庫小車能夠及時接受制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System, MES）下達(dá)的出庫任務(wù)，將煙箱從高架庫中運送到翻箱站，并把翻箱的空箱送回高架庫。

系統(tǒng)選用IP67防護等級的現(xiàn)場級RFID組件。載碼體安裝在每個煙絲箱的底部，當(dāng)煙絲箱到達(dá)指定的讀寫站臺時，系統(tǒng)通過安裝在輸送設(shè)備上的讀寫頭發(fā)出電磁脈沖，對存儲于載碼體相應(yīng)存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸式讀寫操作。借助RFID技術(shù)，該系統(tǒng)有效地避免了因人為操作錯誤或信息傳遞故障可能導(dǎo)致的煙箱送錯，從而造成煙絲混牌、錯牌等嚴(yán)重的工藝質(zhì)量事故。

3 推廣價值

RFID信息管理系統(tǒng)在中國煙草行業(yè)被廣泛應(yīng)用。它使得產(chǎn)品從一開始就保存了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在各個重要環(huán)節(jié)進(jìn)行讀取或?qū)懭?，實現(xiàn)物流和數(shù)據(jù)的實時同步。對于企業(yè)來說，構(gòu)建一個高效流暢的物流信息系統(tǒng)至關(guān)重要，而RFID信息管理系統(tǒng)的合理規(guī)劃影響著整個物流系統(tǒng)運行的流暢性和高效性。信息載體（如：RFID標(biāo)簽）處于整個信息系統(tǒng)的前端，只有數(shù)據(jù)更安全可靠地被采集，才能避免在數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程中出現(xiàn)的信息錯誤，從而保證整個系統(tǒng)的正常運行。煙草企業(yè)利用RFID技術(shù)建立數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)，對倉庫管理的總體進(jìn)行整合，實現(xiàn)系統(tǒng)運作高質(zhì)量數(shù)據(jù)交互，有利于物流活動過程中數(shù)據(jù)的跟蹤與追溯。隨著RFID信息管理系統(tǒng)在煙草行業(yè)中不斷被推廣應(yīng)用，物流系統(tǒng)的智能化和信息化水平得到了不斷地提升，為煙草企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

RFID信息管理系統(tǒng)同樣可以被復(fù)制到其他行業(yè)。它提高了供應(yīng)鏈物流管理的透明度和庫存周轉(zhuǎn)率，有效減少缺貨損失，提高企業(yè)內(nèi)的物流效率。根據(jù)目前倉儲管理的現(xiàn)狀和對RFID技術(shù)在物流管理中的可行性研究，在倉儲管理系統(tǒng)（Warehouse Management System,WMS）中嵌入先進(jìn)的RFID數(shù)據(jù)采集功能可以實現(xiàn)對RFID載碼體標(biāo)識的庫位和托盤的管理。這樣一來，既能實現(xiàn)企業(yè)物流管理的信息化與現(xiàn)代化，還能提高企業(yè)物流管理水平和管理效率，降低企業(yè)管理成本。從未來全球物流發(fā)展的動向來看，網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)是倉儲物流未來發(fā)展的趨勢。以RFID為代表的新技術(shù)正在深刻地影響著倉儲管理，甚至孕育著一場“物流4.0革命”。

當(dāng)今在中國，人們越來越多地意識到信息化管理的重要性。小到一個企業(yè)的內(nèi)部生產(chǎn)管理，或是上下游企業(yè)之間的有效合作，大到整個社會產(chǎn)品生產(chǎn)和商品流通過程中的信息共享，無不對信息化程度提出越來越高的要求。RFID信息管理系統(tǒng)目前在中國處于一個剛剛起步的階段，但是它的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，?yīng)用前景是非常誘人的。

作者簡介：

林強（1982-），男，天津人，工程師，本科，現(xiàn)任圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID團隊主管&高級產(chǎn)品經(jīng)理，主要研究方向為產(chǎn)品及市場管理。

摘自《自動化博覽》2020年3月刊