廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司 王 鵬

近幾年來 煙草行業(yè)的生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目大部分包括煙絲庫的建設(shè) 用于煙絲箱式存儲(chǔ)和出入庫。該系統(tǒng)的建設(shè)必須確保煙絲信息的安全準(zhǔn)確 既要確保煙絲信息在存儲(chǔ)過程中的安全性 又要確保煙絲信息傳遞過程的準(zhǔn)確性。在已建的各種煙絲庫中 有些是單純依靠煙絲庫的倉庫管理系統(tǒng)對煙絲進(jìn)行信息管理 存儲(chǔ)的信息全部存儲(chǔ)在倉庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中 無法有效滿足煙絲信息傳遞過程的需求 且過于依賴倉儲(chǔ)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定 有些應(yīng)用到電子標(biāo)簽存儲(chǔ)信息 但信息傳遞中存在丟失等問題。因此 采用RFID技術(shù)和信息交互技術(shù)在煙絲箱本體進(jìn)行信息存儲(chǔ) 既減少對倉儲(chǔ)系統(tǒng)信息存儲(chǔ)的依賴 又可以在信息傳遞過程中 實(shí)時(shí)進(jìn)行信息核對 確保信息的安全準(zhǔn)確。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

煙絲存儲(chǔ)和出入庫系統(tǒng) 包括或涉及MES、制絲集控、卷包集控、物流系統(tǒng) 倉庫管理系統(tǒng)WMS和倉庫控制系統(tǒng)WCS 以及裝翻箱控制系統(tǒng)各系統(tǒng)之間通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行信息交互。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

煙絲箱的信息通過安裝在箱子底部的RFID芯片 在裝箱時(shí)寫入信息并校驗(yàn)信息寫入的準(zhǔn)確性 同時(shí)通過信息交互傳遞到WMS中 確保本體與系統(tǒng)信息的一致性。出庫翻箱時(shí) 通過交互傳遞的信息 利用RFID讀寫裝置對信息進(jìn)行識別校核 確保信息的安全、準(zhǔn)確。下面針對系統(tǒng)中應(yīng)用到的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行說明。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 RFID技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

RFID(Radio Frequency Identification)是一種無線射頻識別技術(shù) 它是自動(dòng)識別技術(shù)的一種 可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù) 而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)在煙絲庫中的應(yīng)用 很好地實(shí)現(xiàn)了對各種牌號煙絲的入庫、儲(chǔ)存、出庫、批次管理以及質(zhì)量跟蹤追溯等環(huán)節(jié)的全過程跟蹤。

圖2 WCS和PLC信息交互圖

RFID芯片安裝在煙絲箱底部 通常選用高頻、128字節(jié)的芯片 存儲(chǔ)內(nèi)容見表2。

當(dāng)煙絲箱到達(dá)指定的讀/寫站臺時(shí) 系統(tǒng)通過安裝在輸送設(shè)備上的讀/寫單元發(fā)出電磁脈沖 對存儲(chǔ)于芯片相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。借助RFID技術(shù) 有效地解決了因人為操作錯(cuò)誤或信息傳遞故障可能導(dǎo)致煙箱送錯(cuò) 從而造成煙絲混牌、錯(cuò)牌等嚴(yán)重的工藝質(zhì)量事故。在煙絲裝箱時(shí) 將煙絲牌號、批次號、版本號、煙絲凈重等煙絲信息寫入煙箱下面的RFID 在翻箱站臺翻箱時(shí) 讀取RFID信息 核對煙絲是否為當(dāng)前正在生產(chǎn)的煙絲 核對正確則翻箱 否則 退庫處理 對于存儲(chǔ)在庫區(qū)的煙絲 可以隨時(shí)通過盤庫 確認(rèn)RFID存儲(chǔ)信息和倉儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)信息一致。

2.2 信息交互技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

為了保證通信的準(zhǔn)確性和一致性 調(diào)度系統(tǒng)與設(shè)備之間的信息交互采用雙方握手原則 WCS發(fā)送給設(shè)備系統(tǒng)的信息 需要收到設(shè)備的反饋然后才能確認(rèn)信息發(fā)送成功。系統(tǒng)初始化時(shí) 所有Request信號置低位所有Confirm信號置高位。每個(gè)通信過程都由Request信號0-＞1發(fā)起 通信另一方監(jiān)控到Request信號 0-＞1 后 進(jìn)行相關(guān)過程處理 而后把相對應(yīng)Confirm信號1-＞0 通信過程發(fā)起方在監(jiān)控到另一方Confirm信號 1-＞0 后 進(jìn)行相關(guān)處理 而后把 Request信號 1-＞0 通信另一方監(jiān)控到 Request 1-＞0 后 把相對應(yīng)的Confrim信號 0-＞1。具體如圖2所示。

表2 RFID芯片內(nèi)容

在煙絲的存儲(chǔ)和出入庫過程中通過信息交互技術(shù)的應(yīng)用 以記錄煙絲信息的RFID為載體 進(jìn)行煙絲的裝箱入庫和出庫翻箱。系統(tǒng)中關(guān)鍵的兩個(gè)作業(yè)的信息傳遞實(shí)現(xiàn)方式及信息流向如下

（1） 煙絲裝箱入庫。制絲集控系統(tǒng)收到MES計(jì)劃后下達(dá)將要裝箱的煙絲的批次、品規(guī)以及裝箱重量給裝箱系統(tǒng) 裝箱系統(tǒng)收到裝箱指令后 發(fā)送批次開始信號給倉儲(chǔ)控制系統(tǒng),同時(shí)根據(jù)空箱緩存站臺情況向物流控制系統(tǒng)請求空箱出庫 倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)收到空箱出庫指令后，向倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）請求空箱出庫；物流設(shè)備完成搬運(yùn)任務(wù)，倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)（WCS）發(fā)送到達(dá)指令給裝箱系統(tǒng)，裝箱系統(tǒng)進(jìn)行煙絲裝箱，并將煙絲信息寫入RFID芯片，同時(shí)將煙絲信息發(fā)送給物流控制系統(tǒng)，由物流系統(tǒng)完成入庫。具體如圖3所示。

圖3 裝箱入庫信息交互圖

（2） 煙絲出庫翻箱。卷包集控系統(tǒng)根據(jù)已設(shè)定的煙絲牌號向物流系統(tǒng)發(fā)出煙絲箱出庫請求，同時(shí)提供批次、品規(guī)和出庫站臺等信息。物流系統(tǒng)將煙絲箱出庫到指定站臺并將煙絲信息發(fā)送給翻箱系統(tǒng)。翻箱系統(tǒng)對煙絲箱的RFID信息進(jìn)行讀取，與調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的牌號進(jìn)行比對，確認(rèn)批次和品規(guī)等信息正確后，進(jìn)行煙絲翻箱倒入喂絲儲(chǔ)柜，翻箱后對RFID芯片進(jìn)行信息更新，翻箱產(chǎn)生的空箱通過物流系統(tǒng)入庫；一旦發(fā)現(xiàn)牌號或箱號不匹配，立即做出質(zhì)量安全報(bào)警，同時(shí)上報(bào)調(diào)度系統(tǒng)將該煙箱做退庫處理，退庫的煙箱可以通過實(shí)箱質(zhì)檢流程進(jìn)行事故追溯。具體如圖4所示。

圖5 翻箱出庫信息交互圖

3 應(yīng)用效果

煙絲存儲(chǔ)和出入庫的信息安全方案已應(yīng)用于廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司的煙絲庫中。從投入使用到現(xiàn)在，共出入庫近27萬次，先后存儲(chǔ)了130多個(gè)煙絲規(guī)格，滿足了1800多個(gè)貨位、2個(gè)裝箱入庫站臺、13個(gè)翻箱出庫站臺、6個(gè)回?fù)匠鰩煺九_的煙絲存儲(chǔ)和出入庫要求，沒有出現(xiàn)一起煙絲信息問題產(chǎn)生的質(zhì)量事故。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，應(yīng)用了RFID技術(shù)和信息交互技術(shù)的煙絲庫存儲(chǔ)和煙絲出入庫信息方案能夠滿足卷煙生產(chǎn)日益發(fā)展的工藝和加工要求。