基于物联网技术的智慧物流园区研究

文 / 肖光伟 陈 浩 邵世洲 肖龙恩 陈文杰 戴 明 李 乐 黄 婧 曹云祥

近年来随着信息技术与烟草行业生产、物流、运营等领域的融合程度不断加深，信息化、网络化、智能化已经逐步成为激发企业观念创新、业务创新和管理创新的重要推动力。

目前湖北中烟工业有限公司原料仓库物流园区建设缺乏系统性，对于园区的智慧化建设缺少整体规划，存在仅就单一功能模块进行智能化建设或改造，各模块之间相对独立，缺乏数据互联互通，造成很多“信息孤岛”问题。为此湖北中烟工业有限责任公司在湖北中烟乐道物流智慧园区试点建设一套智慧物流园区管理系统，满足园区管理集中智能管控、精益管理的需求。

通过建设乐道物流原料仓库管理系统，实现原料仓库数字化、智能化管理

一、现状分析

1.信息孤岛问题

目前湖北中烟乐道物流仓库设备及各类子系统众多，相互独立运行。随着技术的发展，园区信息化进程不断推进，越来越多的设备子系统、信息化系统推广应用。如消防、安防、停车、空调、除湿机等包含智能化设备的子系统纷纷得到应用，但各子系统之间相互独立，缺乏数据互联互通。同时众多系统的管理、维护也给管理者和用户带来不便。

2.工作流程复杂问题

传统方式的运营管理，费时费力，而且效率不高。传统的运营管理借助单一管理系统，辅助人工对园区的设备设施进行运营管理，为园区用户提供各类服务和保障，涉及多部门多系统的较复杂流程时，处理周期长、效率低，费时费力。

3.体验感不良问题

新设备、新系统的应用，并未给园区用户带来智慧化的体验。技术发展带来的新设备、新系统上线，但业务应用跟不上发展的步伐，或者业务应用单一，无法实现跨系统，给用户带来了一些不良体验。

图1 物联网智慧园区整体架构

二、智慧园区建设方案

1.技术架构

基于物联网技术的智慧园区建设主体架构可分为三层：感知层、网络层以及应用层，物联网智慧园区整体架构如图1。

（1）感知层

感知层是基于物联网技术的智慧园区建设的基础环节，主要包括园区底层设备的数据采集。在智慧园区内建设物联网感知基础设施，采集各类设备相关信息，采集的范围包括设备状态信息以及设备运行信息。

（2）网络层

网络层在基于物联网技术的智慧园区中主要作用是实现采集设备数据、控制设备以及设备之间交互通信，它是连接感知层和应用层的桥梁。网络层包括运营商网络、园区WIFI网络以及其他多种网络。实现园区设备和内部应用服务器的数据连接交互。

（3）应用层

应用层是对基于物联网技术的智慧园区提供数据存储和各类智慧园区应用系统。主要功能包括园区调度系统、园区安防系统、智能养护系统等几个部分，在感知层和网络层基础上，部署基于统一数据平台的物联网智慧园区服务系统。

2.智慧园区应用

湖北中烟乐道物流智慧园区的应用包括园区调度系统、园区安防系统、智能养护系统和仓库管理系统四个方面：

（1）园区调度系统

① 道闸系统

乐道物流园区道闸系统实现与湖北中烟运输管理系统（TMS）、原料仓库管理系统（ISA）数据联通，车辆进出道闸时，通过WebService接口实时将车牌号码、进出时间等信息发送至原料仓库管理系统。原料仓库管理系统根据车牌信息、入园信息与运输管理系统提前发送的承运单信息进行比对，信息一致则反馈消息给道闸系统，自动开闸放行。

乐道物流园区包括两个道闸，第一道闸是园区道闸（管理原料运输车辆、公务车、员工车辆、消防车、巡逻车、外来车辆的进出），第二道闸是库区道闸（管理原料运输车辆、消防车、巡逻车的进出）。通过道闸系统与运输管理系统、原料仓库管理系统的实时联动，实现车辆信息自动识别，减少保安工作量，提高园区调度效率。

② 大屏呼叫

运输原料车辆进入园区后，原料仓库管理系统根据车辆签到信息结合库区任务情况，将车辆排队情况推送至大屏呼叫系统。

大屏呼叫系统管理当前执行任务和等待执行任务，展示信息包括：业务类型、车牌号、排队号、车辆状态、月台、等待时间、入园时间、入库时间、出库时间。

系统实现任务闲时则自动放行，任务忙时则进行排队，并将排队信息推送给驾驶员。实现园区车辆有序完成入库和出库作业。

③ 地磅系统

地磅系统实现与原料仓库管理系统数据对接，车辆入库区卸货前和出库区卸货后经过地磅称重，地磅系统自动将车辆信息、重量信息上传给原料仓库管理系统，原料仓库管理系统根据车辆运输原料的规格、数量，计算出重量范围，车辆卸货出库后，重量如果超过误差范围，则原料仓库管理系统及时生成卸货预警信息并发送给仓库管理员及保安。

④ 月台调度

运输原料车辆经过园区道闸时，仓库管理系统完成判断车辆一致性后，进行签到，系统进行库位分配，并指引车辆驾驶员至指定的月台进行装货或卸货。

月台调度包括月台LED显示屏以及月台管理功能。月台LED显示屏展示车牌号、货位号、烟叶等级、数量以及当前作业的状态信息。月台管理实现对月台的任务进行管理，支持特殊情况下进行月台任务释放。

（2）园区安防系统

① 电子巡更系统

湖北中烟乐道物流园区建立了一套电子巡更系统，管理人员可通过系统灵活设置巡逻路线，以配合不同场合的需要。

通过建设电子巡更系统，实现巡逻人员的及时准确到位，及时发现隐患，预防破坏，减少事故，对园区治安进行巡逻的一个很重要的预防手段。

针对乐道物流园区24小时监控运行时间长，工作量大等众多因素，通过对园区进行定期的巡逻以保证物流园区的正常运行显得尤为重要。

② 视频监控系统

根据湖北中烟对原料仓库安保部门及物流中心的需求与要求，设计乐道物流园区视频监控，包括安防视频监控和作业区域监控。安防视频监控为安防服务，主要监控乐道物流园区周界（含消防车道、消防登高车操作场地、消防水源等）、生产管理及生活辅助用房与联合工房各出入口及走道、电梯井、空调外机等区域。

作业区域监控主要为配送作业服务，主要位于入库、出库等主要作业区域，监控出入库作业情况。

各监控区域所产生的图像传输到监控中心，在监视器上分别显示，并通过数字硬盘录像机根据需求对其进行录像。监控中心的工作人员根据图像显示并通过键盘进行图像切换、跟踪监视，从而达到及时发现情况和问题、及时采取相应措施或在事后通过录像对事件进行排查以发现问题。同时，按需求在值班室设置了分控点，并按分控点的要求，将所有图像或部分图像分别传送到各分控点。分控点根据其职能要求，对图像进行监视以掌握现场情况。

3.智能养护系统

（1）醇化库的环境监控系统

湖北中烟乐道物流园区建立了一套醇化库的环境监控系统，每个仓间设立了三台降温式除湿机，并在顶楼每个仓间增设了两个空调机组，通过利用物联网技术实现对原料仓库各仓间以及垛位烟包中插入探针采集器，实现对仓间温湿度以及烟包包芯温湿度的实时监测。系统主要功能包括：可视化监控，根据仓库、楼层、仓间的逐级展示环境温湿度和包芯温；智能预警，根据预先设置的预警阈值，系统自动判断当超过设置的预警值范围系统给出报警，及时提醒仓库管理人员；设备联动，当仓间温湿度出现异常后，系统可自动开启或关闭除湿机。

通过建设醇化库的环境监控系统，保证烟叶在库期间的安全存放，并对烟叶养护全生命周期的温湿度进行记录。

（2）集中检测线系统

研究证明，烟叶含水率达15%以上，环境温度20-30℃，环境相对湿度70%以上，便达到霉菌生长的适宜环境。因此，湖北中烟乐道物流建立了一套质量集中检测线系统，保证入库烟叶质量水分在安全存放范围内。

集中检测线系统与原料仓库管理系统数据对接，检测线扫描烟箱条码后，自动将条码、水分、密度、重量等信息传给原料仓库管理系统，对于检测值异常情况进行预警，同时当同一批次原料质检完成后，生成质检报告。

4.仓库管理系统

乐道物流原料仓库管理系统功能包括园区调度管理、入库管理、质检管理、库内管理、养护管理、任务管理、预警管理、出库管理、移动作业管理、统计分析、基础信息管理、权限管理等功能模块，并实现与湖北中烟物流管控平台、运输管理系统（TMS）、SAP、主数据平台、MES系统、原料供应链系统、智能园区系统、温湿度等系统进行集成与对接。

通过建设乐道物流原料仓库管理系统，实现原料仓库数字化、智能化管理。

三、结束语

智慧园区建设既要有理念高度与技术先进性，又强调实际效益和效率。物联网技术在智慧园区建设中的推广和应用，充分实现了园区内各个技术设施资源的有效整合以及各个应用系统的高效集成，进一步提升了园区管理的信息化水平，同时提高了园区管理的安全性和可靠性。通过以上功能的实现，更加突出了园区的智能化及智慧化建设。

物联网技术在智慧园区建设中的推广和应用，充分实现了园区内各个技术设施资源的有效整合以及各个应用系统的高效集成，进一步提升了园区管理的信息化水平，同时提高了园区管理的安全性。

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