物联网环境下国有大型企业存货资产的优化管理

李 林，王立峰，董金哲，王 智，樊慧洁

（中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司，河北 任丘 062552）

1 引言

华北石油管理局有限公司物资分公司主要担负华北油田油区生产生活物资的供应管理及保障工作，每年负责采购的物资品种达14 000多项，仓储面积约320 470m2。自物资分公司引入中国石油勘探与生产ERP 系统后，对物资管理全面信息化的需求也日益剧增。作为国有大型企业物资采购供应的专业单位，如何在物联网环境下对存货资产实现进一步的优化管理，并且将物联网信息与ERP 系统内的相关资讯整合，促进存货资产的各个业务环节与物联网信息实时交互，是物资分公司物资管理工作向高科技、高效率发展的当务之急[1-3]。

2 项目实施背景

2.1 国有大型企业传统存货管理模式的现状

我国在2010年首次将物联网写入《政府工作报告》，并在“十二五”规划中把物联网列入战略性新兴产业。不过，在国家政策层面给予充分重视的基础上，我国国有大型企业的存货管理模式目前仍存在着较多问题，如存货方式单一，存货记录不准确，存货占用流动资金比重大和供应链各节点沟通不畅等。

存货管理在企业成本中占据的比重较大，会直接影响到企业生产与经营。如果企业的库存量小，企业就不能及时地将产品供应给客户，企业和客户都遭受缺货损失的同时，企业的客户满意度也随之降低，树立的形象遭到破坏，客户对企业的期望值也大打折扣，影响了长期合作。但是企业的库存量过大，就会大幅度的占用流动资金，增加保管保养的费用。若因市场不景气而导致产品滞销，还可能造成库存积压风险，从而使产品的价值受到损失。在油田物资领域，企业的存货管理问题，突出表现为如下几个方面：

2.1.1 作业效率和存货控制水平较低。由于油田所用物资除了主要服务于生产，还涉及矿区服务和居民生活，品种多、数量大、料性复杂、存储方式不一，但仓储作业还依赖传统的人工模式，工作量巨大，耗时费力，作业效率低，存货控制水平也因此日益低下。入库、出库、盘点作业通过人工方式核查，容易导致系统的库存数量与库内实际数量产生误差，出现账实不符的现象。

2.1.2 信息集成性和共享性程度低。传统的存货管理模式下，物资信息采集难、效率低且采集的信息无法同步在信息系统完成集成与共享，业务环节信息与财务核算信息无法实时对接，这为企业后期的账务处理增加了重复步骤，带来了工作难度，也容易产生问题。

2.1.3 存货管理存在风险性和安全隐患。对于部分价值高、用量大、易混淆的物资，可能存在串换货的风险，给物资供应部门和生产用料单位带来了巨大的经济损失，埋下了安全隐患，严重影响了正常的生产生活，破坏了物资供应部门的经营管理秩序。

2.1.4 现有信息系统不具备现场实物管理功能。目前，油田已经全面应用ERP系统进行物资管理，但系统只能管理到“信息”本身，难以触及业务现场，无法将信息与实际物品实时对应，容易造成物品与信息脱节。仓储工作人员在现场进行实物的收发存操作时，需暂时使用纸质方式手工记录，再返回到电脑上使用系统补录手续，没有实现存货管理的实时性要求，信息系统的现场实物管理功能待提高。

2.2 物联网技术在油田物资领域的应用

在国家与社会大力推动物联网建设的大环境下，国有大中型企业的存货管理要实现快速、及时、节约和降库存的目标，最切实可行的方案就是采用现代物联网技术，从而帮助企业降低库存成本，提升企业的利润价值，实现精细化管理。

物联网技术主要包括射频识别技术（RFID）、云计算、供应商管理存货（VMI）、地理信息系统技术（GIS）、电子数据交换技术（EDI）和条码技术。结合油田的生产生活条件及物资供应特点，在油田物资管理领域可应用的物联网技术主要归纳为射频识别技术（RFID）和条码技术。

3 主要措施及做法

3.1 前期工作

3.1.1 项目调研

（1）充分的需求调研。物资分公司各业务单位针对客户和供应商分别进行深入的市场调研，并进行深入的需求分析；各仓储单位从物流、仓库的业务角度做分析与总结，以书面格式形成文字加图表的调研分析报告。

（2）充分的技术调研。检索国内外相关文献，深入了解国内外在该领域的相关研究动态和先进思想，学习和借鉴已有的管理模式。调查和比较RFID技术和条码技术在存货管理方面，尤其在油田物资领域应用的实例和应用的实际效果，根据现有研究成果及存在问题，在已有的研究基础上，进行创新和突破。

3.1.2 企业诊断。由项目主管单位（企业管理部门和物资管理部门）牵头，根据各单位的调研报告进行汇总，找出共性、区别差异，项目负责人（企业主要领导和主管领导）和项目参加人以物资分公司的实际条件和业务为前提，以物联网技术环境下新的管理思路为导向，对物资分公司现行的存货管理业务流程进行评议和诊断，找出存在的问题，寻求解决方案。在对业务流程充分熟悉的基础上进行优化与改进。

3.1.3 需求分析。在引入物联网技术之前，还需要全方位地、理智地对企业需求进行分析，明确预期目标，并规定评价实现目标的标准。

（1）该项目是否遵守集团公司、油田公司的管理制度和相关规定，是否符合其总体部署和安排。

（2）该项目的合规性和安全性是否进行了全面评价，是否预测了该项目应用过程中可能产生的风险。

（3）现阶段应用物联网技术的时机和条件是否成熟，特别是在财力、人力资源上是否支持该项目的实施。

（4）存货管理工作当前最迫切需要解决的问题是什么？该技术的应用是否能解决该问题又能帮助解决其他哪些问题？

（5）配合该项目实施的基础管理工作有没有理顺？是否制定了相关暂行办法和体系文件？

（6）是否对该项目的投资回报率或投资效益进行了分析预测？

（7）选择RFID 技术还是条码技术？目前RFID技术虽已日趋成熟，但是购置RFID相关硬件设备和配套设施，如门禁、读写器、电子芯片、纸质封装材料等都需额外购买；另外，重新搭建符合RFID 技术的信息系统，可能占用企业过多时间，消耗企业过多预算和各方面资源。

（8）为应用上述物联网技术是新建系统平台还是在现有信息系统基础上进行升级改造？

3.1.4 目标确定。经过以上前期工作，在管理科室、业务单位进行了调研分析，仓储单位对库房环境开展了现场勘查后，基本确定了项目的核心目标：

（1）根据条码技术设备结构简单、用户操作简便、条码制作简易和成本较低的特点，本项目采用的物联网技术为条码技术。

（2）按照集团公司、油田公司的规范性要求，结合物资分公司现有信息系统条件，以中国石油勘探与生产ERP系统（物资模块）接口形式应用条码系统。

（3）条码系统应用于物资分公司物资仓储业务全过程的电子化管理，包括验收、入库、出库、移库、盘点等全部环节。

（4）条码管理选择物资分公司任丘仓储物流中心综合库为试点，后续应用于物资分公司全部仓储单位，包括任丘仓储物流中心、保定物资转运站、天津物资转运站、苏里格供应项目部、煤层气供应项目部、保定转运站二连分库、江苏储气库中心库等其他外围库区。

（5）库区范围内实现全幅度、全方位、全面积管理，包括库房、料棚和料场。

3.2 实施准备阶段

3.2.1 项目组织。物联网环境下实施存货管理是一个大型的系统工程，首先应确定组织和成员以保证项目在总体方面和具体方面的各项安排。

（1）领导小组：由物资分公司主要领导负责，并与业务主管领导一起组成领导小组，统筹实施周期、监督实施情况。

（2）项目实施小组：主要项目实施工作由该小组完成。分公司管理科科长、副科长作为项目经理、副经理来领导组织工作，本科室科员作为小组成员，具体执行领导小组和项目经理交办的工作。

（3）业务组：由各业务单位、各仓储单位选派核心业务员、保管员固定组成，并按业务分工成立2-3个业务组。业务组成员作为系统关键用户，负责带着业务处理中的实际问题，通过对ERP 和条码系统的学习和掌握，提出用户需求，测试和验证新的业务流程和解决方案，配合协同项目实施小组一起制定新的流程和工作办法。

（4）专家组：为了确保系统各方面功能的专业性与先进性，聘请工程师和系统运维团队组成专家组。专家组需协助领导小组、项目实施小组和业务组对系统性能进行整体规划、方案设计，对实施过程和系统运维给予技术指导，及时处理用户反馈的系统故障以及维保期内的其他运维工作。

3.2.2 系统规划

（1）系统开发：专家组成员对业务组成员进行面对面、一对一的用户需求调研，包括调研业务流程、系统实施情况、仓库分布情况、物资种类及特性、无线网络实施等工作，编写用户需求调研报告并提交给项目实施小组。专家组针对调研情况进行分析，项目实施小组根据管理办法给予指导意见，评估分析系统功能是否能够满足用户需求，如果不能满足，对需要进行客户化开发的功能进行设计及工作量评估，编写并提交需求规格说明书。

（2）制定条码粘贴规范：专家组根据物资种类及存储环境进行条码材料选择，并根据不同的物资种类制定条码粘附规范，包括粘贴方式及位置，协助项目实施小组编写物资条码粘贴规范。

（3）系统部署：专家组按照领导小组的统筹安排进行条码系统功能部署、接口部署等工作。配合和协助仓储业务组的关键用户（保管员）进行期初库存的条码打印及粘贴、仓位的规划等细节性任务。

（4）数据准备：专家组协同项目实施小组、业务组收集和录入系统上线前不存在或未明确规定的基础数据，如物资明细、质检信息、库存信息、供应商信息、客户信息以及系统用户信息等数据。必要时筛查系统内的过时、无效和错误数据，定期做转移或删除处理以帮助提升上线后数据库和服务器的运行效率。

3.2.3 费用测算。按照集团公司和油田公司的相关规范，以物资分公司的实际情况和发展规划为依据，根据参考标准对专家组的聘请费用、软硬件的实施费用逐一进行测算。

3.3 项目试运行及用户化

3.3.1 软硬件安装调试。专家组到现场对系统软硬件设施进行安装调试，包括无线网络现场实施（链路接入、强电接入等）、条码打印机和手持设备的安装调试、条码系统测试。

3.3.2 系统培训。由项目实施小组制定培训计划、落实讲师和参培人员，并安排培训时间和场地；由专家组亲自授课、实地指导。具体包括最终用户系统操作培训、手持系统软件安装及基本操作培训、打印机安装及使用培训、系统管理员培训等。

3.3.3 系统试运行及现场支持。业务组在基本掌握硬件、软件功能的基础上，选择具有代表性或者时间紧的业务，对条码系统进行试运行。试运行期间，专家组和项目实施小组的核心成员应常驻现场及时跟进服务。包括系统操作问题解决、软硬件使用问题支持、系统功能完善修改等。

3.3.4 客户化定制开发。项目实施小组根据专家组提供的用户需求进行审核并与专家组共同评估开发量。业务组用户可对系统除基础功能以外，提出个性化需求，经与专家组和项目实施小组充分研讨后，专家组针对用户需要定制开发：包括客户化开发功能（如PC系统功能增强、仓储可视化、供应商交互平台等）的设计、开发、测试及部署等工作。

3.4 项目运维及验收

（1）维保期内由专家组负责系统全面运维工作，保障系统的正常运行。

（2）维保期后专家组所有工作完成，编制和提交项目预验收报告，确保实施质量后，经过领导小组审批，项目实施小组、业务组关键用户在验收报告上签字表示通过，验收完成。

（3）维保期后由项目实施小组成立企业内运维团队，指定一名系统管理员，负责日常运维工作和用户权限的管理，并与公司上级部门、专家顾问、用户及时沟通，落实公司安排，协调解决问题，规避应用风险。

（4）维保期后在必要时可继续聘请工程师进行上线现场支持，包括软硬件操作问题的解决、系统功能升级改造、二期培训及水平提升培训等工作。

3.5 条码系统的业务流程

3.5.1 系统设计

（1）总体设计。条码系统基于中国石油勘探与生产ERP系统物资模块仓储相关业务流程及功能进行设计，结合物联网自动化识别技术实现仓储移动应用。系统总体包含条码生成及物资仓储业务管理两大功能模块。

（2）安全性设计。条码系统登录与中国石油身份认证信息系统集成。条码在生成、应用、传输各环节遵守集团公司、油田公司信息安全管理要求，采取统一加密措施，保证信息的安全性。

（3）集成性设计。条码系统与ERP 系统开通集成接口，由负责仓储管理、物资信息系统管理的部门主管，保证仓储管理各业务流程的连贯性和一致性。

（4）软件需求。用户登录条码系统须申请USBKey 工具通过中国石油身份认证信息关联的PIN 码验证，获取ERP系统操作权限。ERP系统操作权限依托油田公司ERP运维管理平台进行申请和批准。用户在条码系统扫描端（PDA 手持终端）与SAP客户端（在中国石油身份认证信息平台点击勘探与生产ERP系统LOGO）登录。

（5）硬件需求。条码系统需要配备的硬件主要包括手持设备、条码打印机等。条码打印机主要实现条码及电子标签的制作和打印功能。手持设备主要实现条码及电子标签数据的读取和处理功能。

（6）网络需求。网络环境需建立在公司内网基础上。提供网络准入机制，确保信息安全。业务操作范围区域信号强度达到-75db；保证终端的操作数据流量达到2mbps；支持802.11/b/g/n 无线网络协议。

3.5.2 条码功能说明

（1）条码码制选择和编码规则。条码及电子标签的样式和规格按照统一要求，统一制作。其中，一维条码采用code128, 符合GB/T 15425-2014 商品条码128条码的要求。二维条码采用PDF417，符合GB/T 17172-1997 四一七条码的要求。电子标签采用UHF无源电子标签。

（2）条码及电子标签类型。物资仓储业务活动中，按照应用对象划分，条码及电子标签包括物料标签、货位标签、料卡标签、单据条码四种类型。

①单据条码。单据条码是打印在业务或管理单据上，用以自动提取单据信息的条码。单据条码适用于仓储业务或管理单据标识，应包括采购订单（或合同附表）、送货单、领料单、移库单等。单据条码至少包括单据编号等信息，可根据需要扩展。单据条码采用一维条码，如图1所示。

②物料标签。物料标签粘贴或固定于物料上，已写入并可被读取出物料相关信息的条码或电子标签。在到货验收时由保管员制作并粘贴，可根据实际情况交由供应商制作并粘贴。物料标签适用于全部仓储物资的标识。物料标签至少包括物料组（符合SY/T 5497 石油工业物资分类与代码的要求）、物料编码、物料描述、计量单位、采购订单号、采购员、入库日期、合同号、供应商等信息，可根据需要扩展。物料标签采用电子标签，如图2、图3所示：

图1 单据条码示例

图2 物料标签示例（小）

图3 物料标签示例（大）

③货位标签。货位标签粘贴是固定于货位货架上，已写入并可被读取出货位相关信息的条码或电子标签，由保管员制作并粘贴。货位标签适用于全部库房货位的标识。货位标签至少包括库、架、层、位信息（符合Q/SY 1281 物资仓储管理规范的要求）。货位标签采用一维条码，如图4所示。

图4 货位标签示例

④料卡标签。料卡标签粘贴是固定于料卡上，已写入并可被读取出物料及货位相关信息的条码或电子标签。在物资入库和货位调整后由保管员制作并粘贴。料卡标签适用于全部料卡的标识。

料卡标签至少包括库房、库位、货位、物料组、物料编码、物料描述、计量单位、日期等信息，可根据需要扩展。料卡标签采用电子标签，如图5所示。

图5 料卡标签示例

（3）条码粘附。条码及电子标签的粘附方式应考虑企业仓储物资的形态、包装类型、存储条件等因素：

①有包装箱的物资，标签应粘贴于包装箱外部，以不遮挡包装箱表面重要信息、不易磨损、易于扫描为宜。

②形状规则的散装物资，标签应粘贴于物资表面，对于不便粘贴于物资上的散装物资，可采用料卡标签置于物资存放处。

③料场中摆放的大宗散装物资，如砂石、煤炭等，标签应采用料卡标签置于物资存放处。

④对于管材类物资的标签，可采用悬挂方式。

3.5.3 物资仓储业务管理功能说明。物资仓储业务管理功能涵盖了从物资验收、入库、出库、移库、退库、退货、盘点、货位调整等物资仓储业务活动全过程的功能。

（1）到货验收。货物送达库房后，保管员通过手持终端扫描物资交接验收单上的条码，系统显示出物资交接验收单中的物资明细，保管员根据物资明细依次核对到货信息，制作并粘贴物料标签。对于非必检物资，系统根据物资交接验收单创建收货，完成到货验收。对于必检物资，在质检过程中，质量管理人员扫描物料标签，核对并在系统中录入质检结果，系统根据物资交接验收单和质检结果创建收货，完成到货验收，如图6所示。

（2）物资入库。保管员根据质检结果，扫描物料标签，核对入库数量，扫描货位标签，系统显示出该物料的货位信息（库、架、层、位等），保管员根据货位信息上架并记录上架信息，完成物资入库，如图7所示。

（3）物资出库。保管员扫描领料单位的需求单据条码，获取待出库物料明细。保管员扫描物料标签或料卡标签，采集并核对物资下架信息，完成物资出库，如图8所示。

图6 到货验收流程

图7 物资入库流程

（4）物资移库。物资移库包含物资移出与物资移入。移出方保管员根据移库指令，扫描单据条码，获取移出物资明细，扫描物料标签或料卡标签，采集并核对移出数量，完成物资移出。移入方保管员根据移库指令，扫描单据条码，获取移入物资明细，扫描物料标签，核对移入数量，扫描货位标签，记录上架信息，完成物资移入，如图9所示。

（5）物资退库。保管员扫描退库单据条码，获取退库物资明细，对退库物资检验合格后扫描物料标签，核对退库数量，扫描货位标签，记录上架信息，完成物资退库，如图10所示。

（6）物资退货。保管员扫描退货单据条码，获取退货物资明细，保管员扫描物料标签或料卡标签，采集并核对物资下架信息，完成物资退货，如图11所示。

（7）库存盘点。保管员或盘点人员扫描盘点单据条码，获取盘点物资明细，扫描物料标签和货位标签，清点并录入盘点数量和货位信息，完成库存盘点。

（8）货位调整。保管员扫描原料卡标签，获取物资库存信息，将物资移至目标货位后，扫描目标货位标签，更新其库存信息，完成货位调整。

图8 物资出库流程

图9 物资移库流程

图10 物资退库流程

图11 物资退货流程

4 效益评价

4.1 实施效果

4.1.1 存货管理各方面水平显著提高

（1）仓储利用率显著提高。通过条码系统统一货位编码，合理分配和利用货位资源，通过系统可一览已用和可用货位。物资移动和出库的同时对系统货位信息进行了及时调整，可以科学合理地安排到货物资的存储空间，降低了物资保管时间和仓储服务费用，提高了仓储利用率。

（2）仓储作业效率显著提高。通过条码系统实现了仓储作业各个环节数据的自动化采集，解放了不必要的人工劳动，有效提高了物资到货、入库、出库、盘点、单据处理的作业速度，提升了仓库作业效率，应对了不断强化的实效管理要求。

（3）质量控制水平显著提高。由于条码系统连通无线网络，可实现对配送至使用单位物资进行质量抽检的支持，严格控制物资质量，进一步规范了对物资的生产日期、保质期、检验批号、检验报告等检验信息的收集，建立了完善的物资质检档案，随时随地对物资进行质量追溯，强化了库存物资的监督和检查，从技术手段把控了质量风险。

（4）准确性显著提高

①条码系统与ERP 系统对接后，原需要手工录入的信息可借助条码系统的移动端直接扫描，明显降低了物资信息的差错率，提高了数据的准确性和规范性。

②借助移动端的扫描功能，在进行移库、发料等仓储作业时，由于条码比物资实物的识别性高，如果实物与目标数据未匹配，系统发出提示暂停业务处理，避免了错发、漏发的人为失误，提高了实际业务的准确度。

③无线网络和移动扫描端的应用使实际业务操作与信息记录能够同步完成，如入库验收单真实反映物资的实际检验时间、入库时间，出库外调单准确记录物资的出库时间，为后续业务环节、财务处理、考核管理提供了准确的信息，也提高了对存货预测的准确性，为领导决策提供了准确的依据。

（5）安全性、稳定性显著提高。由于条码系统建立了独立的服务器，并覆盖了无线网络，通过条码扫描设备采集到的物资信息会在ERP系统之外存储额外备份，当其他信息系统在进行维护升级或出现短暂性故障时，不会对条码系统内的数据产生任何影响，加强了物资信息的安全性和稳定性。

4.1.2 实现物资全生命周期跟踪。物资供应管理要求从最初的物资采购、出厂、运输，到入库、库存管理、出库、配送、消费的全过程有效受控，物资流通跨越了从供应商、物资供应管理部门到用户等多个节点。通过应用条码技术，物资基础数据与信息系统实时交互、高度衔接，满足了物资从生产制造、仓储运输、质量控制以及生产巡检等全方位的管理要求，实现对物资全生命周期（新增、调拨、闲置、报废、维修等）过程的智能化动态实时跟踪集中监控管理。

4.1.3 实现物资数字化自动管理。物资条码标准化、规范化管理的实施，为物资建立了唯一的数字化、电子化标识，并通过扫描上传到系统数据库，可随时查看物资的详细属性信息，实时明确本批材料所属采购订单、合同、明细规格、交货日期、使用单位等信息；实现库位库存即时查询，随时了解物资库存动态，及时对长期无动态物资和失效期物资发出预警，避免产生物资积压和物资失效的情况。

4.2 经济与社会效益评价

4.2.1 经济效益。通过条码系统的应用及综合管理水平的提升，本项目取得的经济效益可归纳如下：

（1）库存作业时间缩短。物资到货验收速度、出库速度、盘点速度、单据处理与流转速度提高5倍，总体可以缩短20%-30%的库存作业时间。

（2）库存周转率提高。库存周转率显著提高，库存周转天数降低，节省了企业的资金周转压力，使得会计核算更加高效。

（3）库存量减少、库存金额降低。

（4）货物损耗减少。传统的存货管理在到货验收、入库、出库、盘点、运输等各个环节都可能出现物资丢失、破损或其他非人为的损耗。通过条码技术的引入和条码系统的实施，物资得到全方位的信息监控，因各种因素受到的物资损耗累计减少15%-18%，达到历年最好水平。

4.2.2 社会效益

（1）加强了企业间、供应链的信息互联。在经济全球化、信息网络化的当代社会，条码作为国际流通领域的“身份证”，发挥着经济信息的纽带作用，将生产制造商、经销商、客户等供应链各节点的组织有机连结在一起。这一条纽带通过与其他物联网技术的综合应用，形成了多向、多元的互联信息网，将各种商品、物资的相关信息投入了一个无形的、永不停息的自动导向传送机构，流向供应链中的各个企业。

（2）有利于环保和可持续发展。传统的信息记录需要大量纸张与书写笔的使用，通过条码技术等物联网手段在物资领域的具体应用，可以将传统需要记录的文字信息转换成数字化电子数据并及时的更新到系统数据库中，企业既减少了对纸张与书写笔的大量消耗，工作人员不需要翻阅大量的登记手册或单据本，同时不需要腾出专门的空间用来储存这些已经使用需要存档的纸质材料，贯彻了国家建设资源节约型、环境友好型社会的战略决策，有利于环保事业和可持续发展。