編者按：

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、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)展是一項復雜而龐大的系統工程，既需要單一技術(shù)與裝備的突破應用，還需要系統化的集成創(chuàng )新。智慧系統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)域系統解決方案應用水平，現由中國自動(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(huì )主辦，控制網(wǎng)（fcfhome.com）＆《自動(dòng)化博覽》承辦的2020智慧系統解決方案征集活動(dòng)已正式啟動(dòng)，面向全行業(yè)公開(kāi)征集智慧系統解決方案。本刊特開(kāi)設智慧系統解決方案專(zhuān)欄，刊發(fā)其中優(yōu)秀的解決方案以饗讀者。

1 目標和概述

在全國經(jīng)濟體制改革和市場(chǎng)經(jīng)濟發(fā)展的推動(dòng)下，中國的煙草行業(yè)飛速發(fā)展。為了適應全球市場(chǎng)需求，傳統的人工管理模式已經(jīng)不能適應煙草行業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟競爭的需要。全國各個(gè)煙草企業(yè)紛紛引進(jìn)自動(dòng)化物流系統，來(lái)提高煙草企業(yè)管理水平，這也成為煙草行業(yè)步入現代化的重要標志之一。目前，煙草行業(yè)自動(dòng)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(guò)自動(dòng)化物流系統，各種信息均可通過(guò)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(guān)鍵屬性，制定統一的格式進(jìn)行存儲，使得信息標準化和規范化。但是，卷煙廠(chǎng)自動(dòng)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(chǎn)品信息都需要通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)上位的數據庫來(lái)進(jìn)行查詢(xún)，按設定的規則進(jìn)行關(guān)聯(lián)從而顯示信息，無(wú)法脫離數據庫平臺，大大增加了數據訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間。而且，條碼易污損，不利于長(cháng)期循環(huán)使用。

為了解決這些問(wèn)題，卷煙廠(chǎng)開(kāi)始嘗試射頻識別（Radio Frequency Identification, RFID）技術(shù)。RFID的出現，是對傳統識別技術(shù)的一種突破性創(chuàng )新，有改進(jìn)，同時(shí)，還有用戶(hù)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(chǎng)中的RFID應用，在讀寫(xiě)便捷性、信息存儲容量、數據安全性、出錯率、使用環(huán)境適應性、批量識別和使用壽命等方面表現突出?？梢詫ξ锪先霂?、出庫、庫存盤(pán)點(diǎn)等各個(gè)環(huán)節的數據進(jìn)行自動(dòng)化采集，保證倉庫管理各個(gè)環(huán)節數據輸入的快速、準確，確保企業(yè)及時(shí)準確地掌握庫存的真實(shí)數據，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(shí)箱等）、牌號、箱號、批次、重量及裝箱時(shí)間等大量信息，而且能脫離數據庫平臺隨時(shí)對物料進(jìn)行信息讀取和校對。即使發(fā)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(shù)的自動(dòng)化物流管理系統對卷煙生產(chǎn)中的多品種多規格、耗材的存儲和供應、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(shí)時(shí)調整，以適應卷煙廠(chǎng)生產(chǎn)需求。而且，它還可以及時(shí)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(shí)現了數字化自動(dòng)倉儲及自動(dòng)化生產(chǎn)的煙草自動(dòng)化物流系統，使得控制系統的自動(dòng)化和信息化程度進(jìn)一步提高，控制方案更加完美。

為適應煙草企業(yè)多品種、小批量、精細加工、柔性加工的生產(chǎn)需要，RFID信息管理系統以托盤(pán)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(diǎn)對點(diǎn)自動(dòng)存取，不僅可以自如應對小批量柔性化生產(chǎn)，而且可以降低物料損耗、實(shí)現差異化生產(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)節實(shí)現全過(guò)程跟蹤。

2 方案介紹

以卷煙廠(chǎng)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(dòng)導引車(chē)（AGV）系統、自動(dòng)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(gè)系統涉及的技術(shù)領(lǐng)域有工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、RFID技術(shù)、機器人技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊、激光導引、以太網(wǎng)通訊、數據庫系統等，是一個(gè)集光、機、電、信息技術(shù)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(gè)工藝段。在WMS與WCS的協(xié)同作業(yè)下，AGV小車(chē)能及時(shí)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(shí)，通過(guò)卷包集控系統與WMS的接口，煙絲庫小車(chē)能夠及時(shí)接受制造執行系統（Manufacturing Execution System, MES）下達的出庫任務(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。

系統選用IP67防護等級的現場(chǎng)級RFID組件。載碼體安裝在每個(gè)煙絲箱的底部，當煙絲箱到達指定的讀寫(xiě)站臺時(shí)，系統通過(guò)安裝在輸送設備上的讀寫(xiě)頭發(fā)出電磁脈沖，對存儲于載碼體相應存儲區中的數據進(jìn)行非接觸式讀寫(xiě)操作。借助RFID技術(shù)，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(zhì)量事故。

3 推廣價(jià)值

RFID信息管理系統在中國煙草行業(yè)被廣泛應用。它使得產(chǎn)品從一開(kāi)始就保存了關(guān)鍵數據，在各個(gè)重要環(huán)節進(jìn)行讀取或寫(xiě)入，實(shí)現物流和數據的實(shí)時(shí)同步。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，構建一個(gè)高效流暢的物流信息系統至關(guān)重要，而RFID信息管理系統的合理規劃影響著(zhù)整個(gè)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(gè)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(chǎn)生過(guò)程中出現的信息錯誤，從而保證整個(gè)系統的正常運行。煙草企業(yè)利用RFID技術(shù)建立數字化倉庫管理系統，對倉庫管理的總體進(jìn)行整合，實(shí)現系統運作高質(zhì)量數據交互，有利于物流活動(dòng)過(guò)程中數據的跟蹤與追溯。隨著(zhù)RFID信息管理系統在煙草行業(yè)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(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

RFID信息管理系統同樣可以被復制到其他行業(yè)。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(yè)內的物流效率。根據目前倉儲管理的現狀和對RFID技術(shù)在物流管理中的可行性研究，在倉儲管理系統（Warehouse Management System,WMS）中嵌入先進(jìn)的RFID數據采集功能可以實(shí)現對RFID載碼體標識的庫位和托盤(pán)的管理。這樣一來(lái)，既能實(shí)現企業(yè)物流管理的信息化與現代化，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 )信息化建設是倉儲物流未來(lái)發(fā)展的趨勢。以RFID為代表的新技術(shù)正在深刻地影響著(zhù)倉儲管理，甚至孕育著(zhù)一場(chǎng)“物流4.0革命”。

當今在中國，人們越來(lái)越多地意識到信息化管理的重要性。小到一個(gè)企業(yè)的內部生產(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)不對信息化程度提出越來(lái)越高的要求。RFID信息管理系統目前在中國處于一個(gè)剛剛起步的階段，但是它的發(fā)展潛力是巨大的，應用前景是非常誘人的。

作者簡(jiǎn)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(chǎn)品經(jīng)理，主要研究方向為產(chǎn)品及市場(chǎng)管理。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年3月刊