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編者按：

隨著物聯網、云計算、移動互聯網、大數據、人工智能等新技術的飛速發展，以及IT與OT技術的進一步融合，工業制造、城市交通、電力能源、農業等各大行業領域的智慧化發展已成為必然趨勢。推進各領域向智慧化發展是一項復雜而龐大的系統工程，既需要單一技術與裝備的突破應用，還需要系統化的集成創新。智慧系統解決方案是推廣普及智能化技術的關鍵手段，是促進各行業智能化水平提升的核心。

為深化智慧產業發展，進一步提升智慧產業各領域系統解決方案應用水平，現由中國自動化學會、智能制造推進合作創新聯盟、工業控制系統信息安全產業聯盟、邊緣計算產業聯盟、中國儀器儀表行業協會主辦，控制網（www.miconline.com.cn）＆《自動化博覽》承辦的2020智慧系統解決方案征集活動已正式啟動，面向全行業公開征集智慧系統解決方案。本刊特開設智慧系統解決方案專欄，刊發其中優秀的解決方案以饗讀者。

1 目標和概述

在全國經濟體制改革和市場經濟發展的推動下，中國的煙草行業飛速發展。為了適應全球市場需求，傳統的人工管理模式已經不能適應煙草行業的發展和市場經濟競爭的需要。全國各個煙草企業紛紛引進自動化物流系統，來提高煙草企業管理水平，這也成為煙草行業步入現代化的重要標志之一。目前，煙草行業自動化物流系統主要應用于原料、輔料、濾棒、煙絲和成品等立體倉庫。通過自動化物流系統，各種信息均可通過計算機集成管理系統得到行之有效的管理。計算機系統根據信息的關鍵屬性，制定統一的格式進行存儲，使得信息標準化和規范化。但是，卷煙廠自動化物流管理系統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，所有的物料或產品信息都需要通過訪問上位的數據庫來進行查詢，按設定的規則進行關聯從而顯示信息，無法脫離數據庫平臺，大大增加了數據訪問時間。而且，條碼易污損，不利于長期循環使用。

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。RFID的出現，是對傳統識別技術的一種突破性創新，有改進，同時，還有用戶關心的效益的提高。所以，RFID一經推出，立即受到了廣泛的關注和歡迎。卷煙廠中的RFID應用，在讀寫便捷性、信息存儲容量、數據安全性、出錯率、使用環境適應性、批量識別和使用壽命等方面表現突出。可以對物料入庫、出庫、庫存盤點等各個環節的數據進行自動化采集，保證倉庫管理各個環節數據輸入的快速、準確，確保企業及時準確地掌握庫存的真實數據，合理保持和控制企業庫存。RFID信息存儲容量很大，可以存儲包括煙箱狀態（空箱、實箱等）、牌號、箱號、批次、重量及裝箱時間等大量信息，而且能脫離數據庫平臺隨時對物料進行信息讀取和校對。即使發生后臺數據丟失或存儲數據庫崩潰的情況，也能確保信息的完整。融入了RFID技術的自動化物流管理系統對卷煙生產中的多品種多規格、耗材的存儲和供應、成品的入庫和發貨以及煙絲的儲絲與柔性供絲進行靈活處理與實時調整，以適應卷煙廠生產需求。而且，它還可以及時掌握所有庫存物資當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率，從而實現了數字化自動倉儲及自動化生產的煙草自動化物流系統，使得控制系統的自動化和信息化程度進一步提高，控制方案更加完美。

為適應煙草企業多品種、小批量、精細加工、柔性加工的生產需要，RFID信息管理系統以托盤為單位對物料進行存儲，存儲單元小，出入庫靈活，能夠做到點對點自動存取，不僅可以自如應對小批量柔性化生產，而且可以降低物料損耗、實現差異化生產，還可以對各種牌號物料的入庫、儲存、出庫、批次管理以及質量跟蹤追溯等環節實現全過程跟蹤。

2 方案介紹

以卷煙廠煙絲庫的RFID信息管理系統為例。煙絲箱式存儲物流系統主要由煙絲計量裝箱系統、激光自動導引車（AGV）系統、自動輸送機系統、平庫存儲貨架、翻箱喂料系統等以及與之配套的監控、倉庫管理（WMS）、倉庫控制（WCS）等子系統組成。整個系統涉及的技術領域有工業現場總線技術、RFID技術、機器人技術、無線通訊、激光導引、以太網通訊、數據庫系統等，是一個集光、機、電、信息技術于一體的系統工程。

煙絲箱式存儲物流系統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的協同作業下，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，通過卷包集控系統與WMS的接口，煙絲庫小車能夠及時接受制造執行系統（Manufacturing Execution System, MES）下達的出庫任務，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。

系統選用IP67防護等級的現場級RFID組件。載碼體安裝在每個煙絲箱的底部，當煙絲箱到達指定的讀寫站臺時，系統通過安裝在輸送設備上的讀寫頭發出電磁脈沖，對存儲于載碼體相應存儲區中的數據進行非接觸式讀寫操作。借助RFID技術，該系統有效地避免了因人為操作錯誤或信息傳遞故障可能導致的煙箱送錯，從而造成煙絲混牌、錯牌等嚴重的工藝質量事故。

3 推廣價值

RFID信息管理系統在中國煙草行業被廣泛應用。它使得產品從一開始就保存了關鍵數據，在各個重要環節進行讀取或寫入，實現物流和數據的實時同步。對于企業來說，構建一個高效流暢的物流信息系統至關重要，而RFID信息管理系統的合理規劃影響著整個物流系統運行的流暢性和高效性。信息載體（如：RFID標簽）處于整個信息系統的前端，只有數據更安全可靠地被采集，才能避免在數據產生過程中出現的信息錯誤，從而保證整個系統的正常運行。煙草企業利用RFID技術建立數字化倉庫管理系統，對倉庫管理的總體進行整合，實現系統運作高質量數據交互，有利于物流活動過程中數據的跟蹤與追溯。隨著RFID信息管理系統在煙草行業中不斷被推廣應用，物流系統的智能化和信息化水平得到了不斷地提升，為煙草企業帶來巨大的經濟效益和社會效益。

RFID信息管理系統同樣可以被復制到其他行業。它提高了供應鏈物流管理的透明度和庫存周轉率，有效減少缺貨損失，提高企業內的物流效率。根據目前倉儲管理的現狀和對RFID技術在物流管理中的可行性研究，在倉儲管理系統（Warehouse Management System,WMS）中嵌入先進的RFID數據采集功能可以實現對RFID載碼體標識的庫位和托盤的管理。這樣一來，既能實現企業物流管理的信息化與現代化，還能提高企業物流管理水平和管理效率，降低企業管理成本。從未來全球物流發展的動向來看，網絡信息化建設是倉儲物流未來發展的趨勢。以RFID為代表的新技術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。小到一個企業的內部生產管理，或是上下游企業之間的有效合作，大到整個社會產品生產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信息管理系統目前在中國處于一個剛剛起步的階段，但是它的發展潛力是巨大的，應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，現任圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID團隊主管&高級產品經理，主要研究方向為產品及市場管理。

摘自《自動化博覽》2020年3月刊