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編者按：

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)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(shì)。推進(jìn)各領(lǐng)域向智慧化發(fā)展是一項(xiàng)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(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)、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(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)主辦，控制網(wǎng)（www.miconline.com.cn）＆《自動(dòng)化博覽》承辦的2020智慧系統(tǒng)解決方案征集活動(dòng)已正式啟動(dòng)，面向全行業(yè)公開(kāi)征集智慧系統(tǒng)解決方案。本刊特開(kāi)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(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，中國(guó)的煙草行業(yè)飛速發(fā)展。為了適應(yīng)全球市場(chǎng)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的需要。全國(guó)各個(gè)煙草企業(yè)紛紛引進(jìn)自動(dòng)化物流系統(tǒng)，來(lái)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(dòng)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(cāng)庫(kù)。通過(guò)自動(dòng)化物流系統(tǒng)，各種信息均可通過(guò)計(jì)算機(jī)集成管理系統(tǒng)得到行之有效的管理。計(jì)算機(jī)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(chǔ)，使得信息標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。但是，卷煙廠自動(dòng)化物流管理系統(tǒng)之前大多采用條碼識(shí)別。由于條碼只能提供一組序列號(hào)作為識(shí)別碼，如果采用條碼識(shí)別方式，所有的物料或產(chǎn)品信息都需要通過(guò)訪問(wèn)上位的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)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(wú)法脫離數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，大大增加了數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)間。而且，條碼易污損，不利于長(zhǎng)期循環(huán)使用。

為了解決這些問(wèn)題，卷煙廠開(kāi)始嘗試射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification, RFID）技術(shù)。RFID的出現(xiàn)，是對(duì)傳統(tǒng)識(shí)別技術(shù)的一種突破性創(chuàng)新，有改進(jìn)，同時(shí)，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(chǔ)容量、數(shù)據(jù)安全性、出錯(cuò)率、使用環(huán)境適應(yīng)性、批量識(shí)別和使用壽命等方面表現(xiàn)突出。可以對(duì)物料入庫(kù)、出庫(kù)、庫(kù)存盤點(diǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化采集，保證倉(cāng)庫(kù)管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的快速、準(zhǔn)確，確保企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫(kù)存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫(kù)存。RFID信息存儲(chǔ)容量很大，可以存儲(chǔ)包括煙箱狀態(tài)（空箱、實(shí)箱等）、牌號(hào)、箱號(hào)、批次、重量及裝箱時(shí)間等大量信息，而且能脫離數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)隨時(shí)對(duì)物料進(jìn)行信息讀取和校對(duì)。即使發(fā)生后臺(tái)數(shù)據(jù)丟失或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰的情況，也能確保信息的完整。融入了RFID技術(shù)的自動(dòng)化物流管理系統(tǒng)對(duì)卷煙生產(chǎn)中的多品種多規(guī)格、耗材的存儲(chǔ)和供應(yīng)、成品的入庫(kù)和發(fā)貨以及煙絲的儲(chǔ)絲與柔性供絲進(jìn)行靈活處理與實(shí)時(shí)調(diào)整，以適應(yīng)卷煙廠生產(chǎn)需求。而且，它還可以及時(shí)掌握所有庫(kù)存物資當(dāng)前所在位置，有利于提高倉(cāng)庫(kù)管理的工作效率，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)及自動(dòng)化生產(chǎn)的煙草自動(dòng)化物流系統(tǒng)，使得控制系統(tǒng)的自動(dòng)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(duì)物料進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)單元小，出入庫(kù)靈活，能夠做到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自動(dòng)存取，不僅可以自如應(yīng)對(duì)小批量柔性化生產(chǎn)，而且可以降低物料損耗、實(shí)現(xiàn)差異化生產(chǎn)，還可以對(duì)各種牌號(hào)物料的入庫(kù)、儲(chǔ)存、出庫(kù)、批次管理以及質(zhì)量跟蹤追溯等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程跟蹤。

2 方案介紹

以卷煙廠煙絲庫(kù)的RFID信息管理系統(tǒng)為例。煙絲箱式存儲(chǔ)物流系統(tǒng)主要由煙絲計(jì)量裝箱系統(tǒng)、激光自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）系統(tǒng)、自動(dòng)輸送機(jī)系統(tǒng)、平庫(kù)存儲(chǔ)貨架、翻箱喂料系統(tǒng)等以及與之配套的監(jiān)控、倉(cāng)庫(kù)管理（WMS）、倉(cāng)庫(kù)控制（WCS）等子系統(tǒng)組成。整個(gè)系統(tǒng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域有工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、RFID技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、無(wú)線通訊、激光導(dǎo)引、以太網(wǎng)通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等，是一個(gè)集光、機(jī)、電、信息技術(shù)于一體的系統(tǒng)工程。

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

系統(tǒng)選用IP67防護(hù)等級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)RFID組件。載碼體安裝在每個(gè)煙絲箱的底部，當(dāng)煙絲箱到達(dá)指定的讀寫站臺(tái)時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)安裝在輸送設(shè)備上的讀寫頭發(fā)出電磁脈沖，對(duì)存儲(chǔ)于載碼體相應(yīng)存儲(chǔ)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(cuò)誤或信息傳遞故障可能導(dǎo)致的煙箱送錯(cuò)，從而造成煙絲混牌、錯(cuò)牌等嚴(yán)重的工藝質(zhì)量事故。

3 推廣價(jià)值

RFID信息管理系統(tǒng)在中國(guó)煙草行業(yè)被廣泛應(yīng)用。它使得產(chǎn)品從一開(kāi)始就保存了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在各個(gè)重要環(huán)節(jié)進(jìn)行讀取或?qū)懭耄瑢?shí)現(xiàn)物流和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，構(gòu)建一個(gè)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(gè)物流系統(tǒng)運(yùn)行的流暢性和高效性。信息載體（如：RFID標(biāo)簽）處于整個(gè)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(guò)程中出現(xiàn)的信息錯(cuò)誤，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。煙草企業(yè)利用RFID技術(shù)建立數(shù)字化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，對(duì)倉(cāng)庫(kù)管理的總體進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)作高質(zhì)量數(shù)據(jù)交互，有利于物流活動(dòng)過(guò)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(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(kù)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(cāng)儲(chǔ)管理的現(xiàn)狀和對(duì)RFID技術(shù)在物流管理中的可行性研究，在倉(cāng)儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)對(duì)RFID載碼體標(biāo)識(shí)的庫(kù)位和托盤的管理。這樣一來(lái)，既能實(shí)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(lái)全球物流發(fā)展的動(dòng)向來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)是倉(cāng)儲(chǔ)物流未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。以RFID為代表的新技術(shù)正在深刻地影響著倉(cāng)儲(chǔ)管理，甚至孕育著一場(chǎng)“物流4.0革命”。

當(dāng)今在中國(guó)，人們?cè)絹?lái)越多地意識(shí)到信息化管理的重要性。小到一個(gè)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(gè)社會(huì)產(chǎn)品生產(chǎn)和商品流通過(guò)程中的信息共享，無(wú)不對(duì)信息化程度提出越來(lái)越高的要求。RFID信息管理系統(tǒng)目前在中國(guó)處于一個(gè)剛剛起步的階段，但是它的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮模瑧?yīng)用前景是非常誘人的。

作者簡(jiǎn)介：

林強(qiáng)（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(tuán)隊(duì)主管&高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理，主要研究方向?yàn)楫a(chǎn)品及市場(chǎng)管理。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年3月刊