文/張 宇

目前，關(guān)于煙草物流的研究絕大多數(shù)都集中于商業(yè)公司的外部配送、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，而工業(yè)公司生產(chǎn)過程中的煙草物流及倉儲等內(nèi)部物流研究則相對較少。工業(yè)公司物流的合理化可以促進生產(chǎn)過程中資源配置的合理化，資源配置的合理化可以大大提高工業(yè)企業(yè)的競爭力。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的物流自動化水平?jīng)Q定了企業(yè)的生產(chǎn)效率和成本的高低，是提高企業(yè)競爭力的重要環(huán)節(jié)。

RFID技術(shù)作為一種極為高效、快捷、方便的識別技術(shù)，在各個行業(yè)中均有非常廣泛的應(yīng)用。寶雞卷煙廠將RFID技術(shù)引入到煙草工業(yè)物流系統(tǒng)中來，主要為了提高其煙草工業(yè)生產(chǎn)的效率，降低生產(chǎn)成本。

一、RFlD技術(shù)特點

1.RFID概述

射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是一種利用射頻信號及其空間耦合和傳輸特性進行非接觸雙向通信，實現(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別，并進行數(shù)據(jù)交換的一項自動識別技術(shù)。

將RFID技術(shù)引入煙草工業(yè)物流系統(tǒng)，可提高煙草工業(yè)生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本

RFID具有識讀距離遠、識讀速度快、可讀寫性好、可同時讀寫多個物品、適應(yīng)各種工作環(huán)境等優(yōu)點，隨著RFID技術(shù)的不斷進步，成本的不斷降低，RFID開始進入物流和供應(yīng)鏈領(lǐng)域。

2.RFID組成

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：標簽(tag)、讀寫器(reader)和天線(antenna)。

標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；

閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式；

天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

3.工作原理

RFID技術(shù)的基本工作原理為：標簽進入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標簽或被動標簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽）；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

4.分類及工作頻率

按電子標簽獲得能量的方法，一般可分為無源和有源兩類，無源電子標簽自身不帶有電源，通過天線從閱讀器發(fā)出的能量中產(chǎn)生工作所需的電壓，其特點是重量輕、體積小、壽命長，但是工作距離短；有源電子標簽通過自身帶有電池供電，特點是識別距離長、價格較高且壽命短。

按電子標簽的存儲器類型，可分為只讀和可讀寫兩種類型。一般電子標簽存儲器的大小為16bit～512Kbyte。

通常閱讀器所使用的頻率稱為RFID系統(tǒng)的工作頻率，可分為3個范圍：低頻(30kHz～300kHz)、高頻(3 M H z～3 0 M H z)和超高頻(300MHz～3GHz)。常見的工作頻率有低頻125KHz、高頻13.56MHz及超高頻915MHz、2.54GHz。一般而言，工作頻率在100MHz以下的RFID系統(tǒng)是通過線圈之間的磁場耦合的方式工作，通常具有工作距離近、成本低、天線尺寸大、通訊速度低等特點；而400MHz以上的RFID系統(tǒng)是通過無線電波發(fā)射和反射的方式工作，通常具有工作距離遠、天線尺寸小、通訊速度高等特點。不同的國家和地區(qū)對頻率的分配和最大發(fā)射功率的規(guī)定是不同的。

二、 寶雞卷煙廠物流系統(tǒng)特點

寶雞卷煙廠異地技改以后，引入了目前國內(nèi)最為先進的綜合自動化物流系統(tǒng)，實現(xiàn)了煙葉、煙梗、煙用輔料、卷煙成品的全自動化入庫和出庫作業(yè)流程，極大地提高了物料出入庫效率，減少了出錯率，節(jié)約了人力成本，杜絕了安全隱患，提高了企業(yè)競爭力，目前已經(jīng)成為該卷煙廠的一個亮點。按照功能區(qū)域分類，寶雞卷煙廠的物流高架庫分為三個：原料高架庫、輔料高架庫和成品高架庫。

原料高架庫主要負責(zé)煙葉、煙梗、薄片等煙用原料的出入庫工作，具體的工作流程如下：煙葉、煙梗和薄片從原料高架庫一樓，使用叉車或者夾包機送入輸送機自動入庫，在需要時，煙梗、薄片從原料高架庫一樓的出庫站臺出庫，煙葉從原料高架庫二樓鋼平臺出庫，使用提升機將煙包送到自動開包機上進行拆包工作。

輔料高架庫主要負責(zé)煙用原輔材料，如盒皮、箱皮、玻璃紙、卡紙、商標紙等的出入庫工作，具體的工作流程如下：原輔材料由人工配盤，然后在輔料高架庫三樓，使用叉車或者夾包機送入輸送機自動入庫，在需要時，從輔料高架庫一樓出庫站臺出庫，然后使用AGV（自動導(dǎo)引小車）運送到各個機臺使用。

成品高架庫主要負責(zé)成品卷煙的出入庫工作，具體工作流程如下：成品卷煙從卷包車間一樓，使用螺旋式輸送機將成品卷煙送到成品高架庫二樓，再通過分揀道將成品煙分類，然后使用ABB機器人自動碼垛后，由堆垛機送入貨架。出庫時由堆垛機將成品煙箱從貨架取出，輸送機將其送到成品高架庫一樓出庫口，由人工裝車運走。

三、 RFID技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.總體設(shè)計原則

在三個高架庫的出入庫作業(yè)中，采取半自動化的方式，引入一定的自動化技術(shù)和機械，輔以人工作業(yè)，達到效率與成本的平衡。

在托盤、煙梗箱底部部署電子標簽，對應(yīng)地在分揀道、入庫口、出庫口和封箱機部署閱讀器，并結(jié)合“煙草行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策管理系統(tǒng)工程(即一號工程)”的規(guī)定，能夠?qū)崿F(xiàn)“一打兩掃”—卷煙工業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)的每件煙打貼主管部門統(tǒng)一下發(fā)的條碼，并進行出庫掃碼和卷煙商業(yè)企業(yè)入庫掃碼，使煙草主管部門能夠?qū)煵萜髽I(yè)的進貨、生產(chǎn)、銷售信息及時掌握并實施有效控制，實現(xiàn)信息采集并與倉儲管理系統(tǒng)合理連接，通過有線和無線相結(jié)合的方式將數(shù)據(jù)信息傳輸給倉儲管理系統(tǒng)進行存儲、分析、處理，達到物流控制快速化、透明化的目的。

2.業(yè)務(wù)流程設(shè)計

為了進行有效的定位，首先要對貨位進行編碼，編碼信息寫入倉庫管理系統(tǒng)WMS，一般采用地址式編碼。

（1）入庫業(yè)務(wù)流程設(shè)計原料和煙用輔料入庫時，使用叉車將煙葉、煙梗、煙用材料等放在貼有電子標簽的托盤上，入庫口的閱讀器對碼盤完畢的托盤進行托盤電子標簽掃描，完成對托盤信息和商品信息的匹配，匹配信息傳輸至倉儲管理系統(tǒng)。隨后輸送機將貨物送至巷道堆垛機，由堆垛機進行入庫操作。

成品卷煙入庫時，首先要通過分揀道進行卷煙類別分揀。在每個分揀道口安裝閱讀器，件煙通過時對煙箱上的電子條碼進行掃描，快速識別出其類型，假如符合類型，由側(cè)推裝置將件煙推入該道內(nèi)，再由ABB機器人進行碼垛，碼垛完成后，輸送機將整托盤煙送到入庫口，由閱讀器對該托盤進行掃描紀錄，然后再由輸送機送到堆垛機站臺進行入庫。

倉儲管理系統(tǒng)（WMS）依據(jù)預(yù)先設(shè)定的存儲策略(如分類隨機儲放)、貨位指派原則(如先入先出)、貨物庫存狀態(tài)等，確定該種貨物的存放位置并將分配的儲位信息傳輸至倉庫控制系統(tǒng)（WCS），倉庫控制系統(tǒng)驅(qū)動輸送機和巷道堆垛機完成入庫操作。

（2）出庫業(yè)務(wù)流程設(shè)計當(dāng)有出庫要求時，倉儲管理系統(tǒng)WMS根據(jù)庫存狀況和出庫規(guī)則確定應(yīng)出庫貨物的位置，將出庫信息(如出庫貨物名稱、數(shù)量、存放位置等)傳輸至倉庫控制系統(tǒng)WCS。倉庫控制系統(tǒng)WCS驅(qū)動巷道堆垛機取出貨物，通過輸送機送至出庫站臺，RFID閱讀器自動掃描貨物或者托盤標簽，進行確認，完成貨位信息更新，無誤后由穿梭車、叉車或者AGV小車將貨物送到指定位置。出庫作業(yè)完成。

出庫完畢后，手工或者自動將托盤送入碼盤機，倉儲管理系統(tǒng)WMS分配空貨位給空托盤組，同時將信息傳輸?shù)絺}庫控制系統(tǒng)WCS，倉庫控制系統(tǒng)WCS驅(qū)動輸送機和堆垛機將空托盤組送回倉庫的指定位置，下次使用時再自動出庫使用。

引入RFID技術(shù)后，可實時對貨位信息進行查詢，為其他作業(yè)環(huán)節(jié)提供指導(dǎo)。查詢主要包括兩個方面：

貨物查詢：某種貨物的庫存量、分布狀況、貨物基本特性等。

貨位查詢：貨位利用情況(已占用貨位、可用貨位、不可用貨位)、貨位利用率等。

3.RFID與系統(tǒng)的信息交互

（1）與WCS系統(tǒng)的信息交互。通過RFID將物料或者托盤的信息進行上傳，發(fā)送給WCS控制系統(tǒng)以后，WCS就能夠通過PLC向具體的物流設(shè)備下發(fā)控制指令，物流設(shè)備接到WCS系統(tǒng)下發(fā)的控制指令后，就能準確將物料或者托盤輸送到指定的目標位置，然后再由RFID進行最終的確認，將確認信息反饋給WCS，完成RFID與WCS系統(tǒng)之間的信息交互。在這一交互過程中，RFID起到了信息的采集和發(fā)起者的作用，最后又作為確認者和反饋者，結(jié)束了本次的信息交互。

（2）與WMS系統(tǒng)的信息交互。RFID將與WCS交互完成的信息反饋給WCS以后，WCS再將結(jié)果傳送給WMS，通過WCS實現(xiàn)了RFID與WMS之間的間接信息交互。WMS將這些信息進行匯總和分析，就可以實時地了解庫存信息、貨位信息、物料的分類情況、需要補料的種類和數(shù)量等，這些信息將直接指導(dǎo)物料的調(diào)配和采購，直接影響生產(chǎn)的正常運行。通過這些信息，WMS系統(tǒng)才能向WCS系統(tǒng)下達具體的指令，間接指導(dǎo)設(shè)備的運行。

因此RFID在整個WCS和WMS系統(tǒng)中扮演了非常重要的角色，既是信息的采集者，又是最終信息的確認者，在整個信息的流動過程中，起到了至關(guān)重要的作用。可以說，RFID是煙草工業(yè)倉儲物流系統(tǒng)的核心和靈魂。

四、效果評估

借助RFID技術(shù)，煙葉、煙用輔料、成品和在制品上的電子標簽使得生產(chǎn)計劃管理人員能夠?qū)ζ溲杆俣ㄎ弧⒘私鉄熑~和煙用原料的耗損情況，這將大大提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量；同時，RFID技術(shù)還能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行信息的收集、處理，幫助生產(chǎn)人員輕松掌握整個生產(chǎn)線的運作情況和產(chǎn)品的生產(chǎn)進度。進一步，由于RFID 的可讀寫特性，其可提供不斷更新的實時數(shù)據(jù)流，與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補，RFID所提供的信息可用來保證正確地使用勞動力、機器、工具和部件，從而實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機時間，促進生產(chǎn)物流的順利進行。

庫存管理對企業(yè)來說是一項繁瑣復(fù)雜的工作，每天要處理大量的單據(jù)數(shù)據(jù)。將RFID技術(shù)應(yīng)用于制造企業(yè)的庫存管理后，由于RFID實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入的自動化，在入庫和出庫時，出入庫口處的閱讀器將自動識別標簽，不需人工掃描。根據(jù)得到的信息，管理系統(tǒng)會自動更新存貨清單。這一過程將傳統(tǒng)的貨物驗收入庫程序大大簡化，省去了繁瑣的檢驗、記錄、清點等大量需要人工完成的工作。

RFID技術(shù)的應(yīng)用可以對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量實時數(shù)據(jù)進行自動化快速收集，通過計算機網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理。RFID技術(shù)的應(yīng)用能使企業(yè)更輕松地管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提高產(chǎn)品的品質(zhì)，減少和避免半成品的積壓，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率。由于RFID實現(xiàn)了數(shù)據(jù)錄入的自動化，可以實現(xiàn)更多的信息收集和跟蹤操作，使得確定貨物的位置更為精確具體，因此，借助RFID技術(shù)可實現(xiàn)精確的庫存管理。

更進一步，將RFID與現(xiàn)有的制造信息系統(tǒng)如ERP、MES等結(jié)合，可以建立更為強大的信息鏈，并且實現(xiàn)在準確的時間及時傳遞準確的數(shù)據(jù)，從而可以進行各種在線測量以及質(zhì)量控制，提高資產(chǎn)利用率，增強生產(chǎn)力。

五、結(jié)束語

應(yīng)用RFID技術(shù)對煙草行業(yè)的出入庫流程進行方案設(shè)計，對生產(chǎn)效率的提高產(chǎn)生了很大的促進作用。采用RFID技術(shù)，極大地提高了對出入庫產(chǎn)品信息記錄采集的準確性；為后續(xù)系統(tǒng)的升級改造提供良好的環(huán)境和接口；系統(tǒng)能實時顯示當(dāng)前庫存狀態(tài)、庫存水平；實時信息收集和傳輸能有效地提高工作效率，簡化了管理，降低了重復(fù)勞動，減少了人員開支。所以可以大膽地預(yù)測，隨著煙草行業(yè)對自動化技術(shù)需求的不斷提高，RFID技術(shù)必定會有更廣闊的應(yīng)用空間。