煤机精益化仓库管理系统（WMS）的优化

丁永成

（1.中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原 030006；2.山西天地煤机装备有限公司，山西太原 030006）

0 引言

目前某煤机公司仓储管理借助ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）系统，已由粗放型管理达到了信息化管理，但是ERP 系统的应用层次依然停留在“记账”阶段，并且所有的应用皆停留在人操作的层次，自动化不高。在配合业务的执行中，明显表现出效率不高、存在误差、人力疲乏等特征[1]。

现通过对业务进行分析，及对市场成熟的物流信息辅助技术进行研究，筛选符合仓储管理现状的物流技术，实现煤机仓储管理的信息集约化管理。其中UWB（Ultra Wide band，超宽带定位）及二维码技术是现代物流中应用广泛，并且在物联网和工业4.0中先进的技术[2-3]。根据仓库管理业务现状，结合UWB 及二维码技术的特征[4-5]，将UWB 与二维码技术应用于煤机装备仓储管理的如下业务中：①入库环节开展整车入库及校验业务，支撑批量收货；②盘点业务开展电子实盘，取代繁琐的人工录入；③通过合理的算法实现高效规划调整库位，实现自动上下架业务。

1 系统的搭建

本系统在某煤机公司统筹规划，包括两台专用煤机配件数据库服务器和两台煤机配件应用服务器，系统物资库存数据和仓储数据分别来源于煤机公司ERP 资源和本项目储备的系统。ERP 系统的库存数据被抽取到BW（Business information Warehouse，商务信息仓库）系统中并计算，物资全供应链管理系统中的数据被抽取到数据中心并计算，数据中心从BW 中获取计算后的数据，存储在数据中心的数据库里，本系统的应用服务器到数据库中取数进行操作。ERP 的库存数据还可以通过直调的方式传递给本系统，本系统可以将结果数据回写到ERP。

由于本煤机公司信息化在行业内处于领先地位，早期已经建立了全公司的统一用户、统一认证、统一权限分配的框架服务平台，因此本系统通过接入框架服务减少了大量的通用功能开发工作量。通过两台应用服务器连接数据库服务器为用户提供仓储管理的各项功能模块。本项目系统采用大集中的方式进行部署，系统由数据库服务器、应用服务器集群、客户端三部分组成。应用程序部署在由多台服务器组成的Weblogic 集群上。各类服务器通过负载均衡设备，提供会话保持、负载均衡、服务器健康检查、监控和管理等功能，实际部署架构如图1 所示。

图1 系统构成

2 基于UWB 技术的煤机物资仓库管理

基于UWB 技术的煤机物资仓库管理系统在实现了高识别率的前提下，还具有在低照度、高低温、大湿度、多灰尘等恶劣环境下可靠工作的优点，建立基于UWB 技术的物料信息管理平台，在SAP 软件业务流程支持下，提升煤机物资仓库管理效率和准确性，保证了客户服务的改善。

在库位、物资等关键要素加贴UWB 标签，通过与WMS（Warehouse Management System，仓库管理系统）相结合，在仓库管理的核心业务流程实现更高效精确的管理，可以有效改善煤机物资仓库管理效率和信息透明度，全面提升煤机仓储管理的精益化程度。

为支撑公司现代物流体系建设，将进一步深化物资供应体系，科学规划公司储运网络，依据WM 前期导入的成功经验，结合公司仓储网络布局及仓储管理整体规划方案，完成中心库仓储UWB 技术应用。

图2 UWB 技术在仓储中应用

（1）标签制作及发放。根据补库计划制作UWB 标签，写入零部件批次号、物资提供商名称、采购项目名称、生产单编号、合同交货期、确定交货期、物料描述、扩展编码、扩展描述、合同数量等相关信息，向物资提供商发放UWB 专用信息标签，按照约定物资提供商将专用信息标签在指定位置。

（2）物资入库。在煤机物资仓库入口处安装固定式大功率式UWB 读写终端。固定读写终端安装应根据现场环境进行电磁场强度规划，安装三维六向数据天线，保证UWB 电子标签不被漏读。物资进入大门时，UWB 电子标签（超高频）进入UWB 固定式读写器的电磁场范围内会主动激活，然后UWB 电子标签与UWB 固定式读写器进行通信，当采集UWB 标签完成后，煤机物资信息系统及时与订单及送货预约进行比对，核对货物数量及型号是否正确，并保存相关到货数据，待所有送货批次物资均到货时，数据上传SAP。

（3）物资上架。UWB 利用三维精确定位的特点，通过高速无线网络语WMS 实时建立物资与仓位的对应关系。WMS 系统将指定摆放仓位数据下发至叉车安装的移动终端。叉车读取货物信息，移动至指定仓位，按照规则进行摆放，自动完成上架操作。

（4）物资下架。SAP 系统的出库数据传至WMS，WMS 将指定取货仓位数据下发至叉车安装的移动终端。叉车读取货物信息，移动至指定仓位，按照规则进行取货，点击完成下架操作。

（5）物资出库。根据发货指令，出库的货物在经过仓库门口时，通过与入库相同的读写器与标签通信，实现批次出库的物资的UWB 电子标签采集，检查是否与发货计划对应，出现问题时发出警报并上传到相关部门，彻底杜绝物资流失的现象。

（6）物资移库。当某项煤机物资配送接近尾声，库存不多时，或者新一批煤机的大量物资入库时，需要移库，腾出仓位给新的货物用时，WMS 将指定移库的物料和仓位数据下发至叉车安装的移动终端。叉车读取货物信息，移动至指定仓位，按照规则进行取货下架和上架摆放，自动完成移库操作。

（7）盘点管理。根据盘点指令，利用UWB 的移动终端进行物资非接触式扫描盘点，上传至后台数据库中分析处理。在煤机物资盘点的过程中，系统通过UWB 非接触式读取，保证以非常快速方便地读取物资信息，与传统的模式相比，盘点效率和准确性会提高很多，实现了煤机物资盘点管理的精益化。

3 二维码的物资管理

采用激光雕刻在零部件的上的二维码主要用于物资的设备标签，普通二维码标签主要用于的单据标签及货架仓位标签。

（1）设备标签是能唯一标识某一设备的二维码标签（颗粒度比物资唯一码更细）；采用激光雕刻在零件上的二维码可精确跟踪零件的流向，实现了单个零件的质量管控，保证配件损坏的可追溯性。

（2）单据标签是指业务流转过程中的有效凭证上的二维码图片，如配送单、入库单、出库单等有效单据上打印统一规范的二维码图片，用于流转过程中设备自动识别，为业务办理提供便利。

（3）货架标签是指唯一标识某一仓位的二维码图标。

以UWB 和二维码为信息索引，结合5G 信息网络，保证了物资全供应链实时数据采集与传输，为煤机物资的闭环精益管理奠定了数据基础。

4 煤机仓库管理系统分层设计

煤机仓库管理系统WMS 包含视图层、控制层、业务逻辑层和数据访问层。

（1）视图层主要完成煤机仓库物资信息的交互功能，统筹考虑人—机—环境的因素，实现了高效率无障碍的人机交互。

（2）控制层通过Action 组件建立各项功能界面的转向关系，并为视图层提供待处理的数据集。

（3）业务逻辑层根据实际的业务需求，建立了多种数据模型，能够为控制层提供各项数据服务，这些数据服务调用数据服务层口完成持久化，借助XFire 服务引擎发布成Web Service。业务逻辑层是唯一调用基础设施服务的入口，其余各层不能使用基础设施提供的接口。

（4）数据访问层主要负责对于多个模块公用的数据对象或对外提供接口的数据对象建议通过JavaBean 封装为更容易理解的对象。

按照“智能、高效、便捷”的建设思路，开发了适应煤机企业自身发展的“平台化、智能化、协同式、服务式”的煤机物资全供应链管理系统，实现了PC 和移动无缝连接、自由办公（图3）。

图3 移动APP 主界面

5 结语

煤机仓库管理系统WMS 采用UWB 以及二维码相结合的技术，通过定制开发的SAP 系统，实现煤机物资仓库全流程作业环节的数据进行自动化的数据采集，交换和处理，确保及时准确地掌握库存煤机物资的真实数据，有效利用库位的利用率，提升仓储效率，降低物质占用的成本，为煤机公司实实在在创造效益。

煤机仓库管理系统WMS 融合并提升物资现有业务应用、管理等系统，在现有系统上建立物资唯一信息索引，以5G 移动互联网为服务载体，实现煤机物资全供应链的实时数据采集与闭环精益管理。通过UWB 以及二维码相结合的技术，仓库管理系统WMS 整合煤机物资管理全过程的海量煤机物资数据，识别物资信息及相关专业的数据的关联性，利用大数据技术对煤机物资全供应链海量数据深度挖掘、分析利用，全面提升煤机物资精益化管理水平。