煤機精益化倉庫管理系統(tǒng)（WMS）的優(yōu)化

丁永成

（1.中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西太原 030006；2.山西天地煤機裝備有限公司，山西太原 030006）

0 引言

目前某煤機公司倉儲管理借助ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)，已由粗放型管理達到了信息化管理，但是ERP 系統(tǒng)的應用層次依然停留在“記賬”階段，并且所有的應用皆停留在人操作的層次，自動化不高。在配合業(yè)務的執(zhí)行中，明顯表現(xiàn)出效率不高、存在誤差、人力疲乏等特征[1]。

現(xiàn)通過對業(yè)務進行分析，及對市場成熟的物流信息輔助技術進行研究，篩選符合倉儲管理現(xiàn)狀的物流技術，實現(xiàn)煤機倉儲管理的信息集約化管理。其中UWB（Ultra Wide band，超寬帶定位）及二維碼技術是現(xiàn)代物流中應用廣泛，并且在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0中先進的技術[2-3]。根據(jù)倉庫管理業(yè)務現(xiàn)狀，結合UWB 及二維碼技術的特征[4-5]，將UWB 與二維碼技術應用于煤機裝備倉儲管理的如下業(yè)務中：①入庫環(huán)節(jié)開展整車入庫及校驗業(yè)務，支撐批量收貨；②盤點業(yè)務開展電子實盤，取代繁瑣的人工錄入；③通過合理的算法實現(xiàn)高效規(guī)劃調(diào)整庫位，實現(xiàn)自動上下架業(yè)務。

1 系統(tǒng)的搭建

本系統(tǒng)在某煤機公司統(tǒng)籌規(guī)劃，包括兩臺專用煤機配件數(shù)據(jù)庫服務器和兩臺煤機配件應用服務器，系統(tǒng)物資庫存數(shù)據(jù)和倉儲數(shù)據(jù)分別來源于煤機公司ERP 資源和本項目儲備的系統(tǒng)。ERP 系統(tǒng)的庫存數(shù)據(jù)被抽取到BW（Business information Warehouse，商務信息倉庫）系統(tǒng)中并計算，物資全供應鏈管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被抽取到數(shù)據(jù)中心并計算，數(shù)據(jù)中心從BW 中獲取計算后的數(shù)據(jù)，存儲在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫里，本系統(tǒng)的應用服務器到數(shù)據(jù)庫中取數(shù)進行操作。ERP 的庫存數(shù)據(jù)還可以通過直調(diào)的方式傳遞給本系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以將結果數(shù)據(jù)回寫到ERP。

由于本煤機公司信息化在行業(yè)內(nèi)處于領先地位，早期已經(jīng)建立了全公司的統(tǒng)一用戶、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一權限分配的框架服務平臺，因此本系統(tǒng)通過接入框架服務減少了大量的通用功能開發(fā)工作量。通過兩臺應用服務器連接數(shù)據(jù)庫服務器為用戶提供倉儲管理的各項功能模塊。本項目系統(tǒng)采用大集中的方式進行部署，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器集群、客戶端三部分組成。應用程序部署在由多臺服務器組成的Weblogic 集群上。各類服務器通過負載均衡設備，提供會話保持、負載均衡、服務器健康檢查、監(jiān)控和管理等功能，實際部署架構如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)構成

2 基于UWB 技術的煤機物資倉庫管理

基于UWB 技術的煤機物資倉庫管理系統(tǒng)在實現(xiàn)了高識別率的前提下，還具有在低照度、高低溫、大濕度、多灰塵等惡劣環(huán)境下可靠工作的優(yōu)點，建立基于UWB 技術的物料信息管理平臺，在SAP 軟件業(yè)務流程支持下，提升煤機物資倉庫管理效率和準確性，保證了客戶服務的改善。

在庫位、物資等關鍵要素加貼UWB 標簽，通過與WMS（Warehouse Management System，倉庫管理系統(tǒng)）相結合，在倉庫管理的核心業(yè)務流程實現(xiàn)更高效精確的管理，可以有效改善煤機物資倉庫管理效率和信息透明度，全面提升煤機倉儲管理的精益化程度。

為支撐公司現(xiàn)代物流體系建設，將進一步深化物資供應體系，科學規(guī)劃公司儲運網(wǎng)絡，依據(jù)WM 前期導入的成功經(jīng)驗，結合公司倉儲網(wǎng)絡布局及倉儲管理整體規(guī)劃方案，完成中心庫倉儲UWB 技術應用。

圖2 UWB 技術在倉儲中應用

（1）標簽制作及發(fā)放。根據(jù)補庫計劃制作UWB 標簽，寫入零部件批次號、物資提供商名稱、采購項目名稱、生產(chǎn)單編號、合同交貨期、確定交貨期、物料描述、擴展編碼、擴展描述、合同數(shù)量等相關信息，向物資提供商發(fā)放UWB 專用信息標簽，按照約定物資提供商將專用信息標簽在指定位置。

（2）物資入庫。在煤機物資倉庫入口處安裝固定式大功率式UWB 讀寫終端。固定讀寫終端安裝應根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行電磁場強度規(guī)劃，安裝三維六向數(shù)據(jù)天線，保證UWB 電子標簽不被漏讀。物資進入大門時，UWB 電子標簽（超高頻）進入UWB 固定式讀寫器的電磁場范圍內(nèi)會主動激活，然后UWB 電子標簽與UWB 固定式讀寫器進行通信，當采集UWB 標簽完成后，煤機物資信息系統(tǒng)及時與訂單及送貨預約進行比對，核對貨物數(shù)量及型號是否正確，并保存相關到貨數(shù)據(jù)，待所有送貨批次物資均到貨時，數(shù)據(jù)上傳SAP。

（3）物資上架。UWB 利用三維精確定位的特點，通過高速無線網(wǎng)絡語WMS 實時建立物資與倉位的對應關系。WMS 系統(tǒng)將指定擺放倉位數(shù)據(jù)下發(fā)至叉車安裝的移動終端。叉車讀取貨物信息，移動至指定倉位，按照規(guī)則進行擺放，自動完成上架操作。

（4）物資下架。SAP 系統(tǒng)的出庫數(shù)據(jù)傳至WMS，WMS 將指定取貨倉位數(shù)據(jù)下發(fā)至叉車安裝的移動終端。叉車讀取貨物信息，移動至指定倉位，按照規(guī)則進行取貨，點擊完成下架操作。

（5）物資出庫。根據(jù)發(fā)貨指令，出庫的貨物在經(jīng)過倉庫門口時，通過與入庫相同的讀寫器與標簽通信，實現(xiàn)批次出庫的物資的UWB 電子標簽采集，檢查是否與發(fā)貨計劃對應，出現(xiàn)問題時發(fā)出警報并上傳到相關部門，徹底杜絕物資流失的現(xiàn)象。

（6）物資移庫。當某項煤機物資配送接近尾聲，庫存不多時，或者新一批煤機的大量物資入庫時，需要移庫，騰出倉位給新的貨物用時，WMS 將指定移庫的物料和倉位數(shù)據(jù)下發(fā)至叉車安裝的移動終端。叉車讀取貨物信息，移動至指定倉位，按照規(guī)則進行取貨下架和上架擺放，自動完成移庫操作。

（7）盤點管理。根據(jù)盤點指令，利用UWB 的移動終端進行物資非接觸式掃描盤點，上傳至后臺數(shù)據(jù)庫中分析處理。在煤機物資盤點的過程中，系統(tǒng)通過UWB 非接觸式讀取，保證以非?？焖俜奖愕刈x取物資信息，與傳統(tǒng)的模式相比，盤點效率和準確性會提高很多，實現(xiàn)了煤機物資盤點管理的精益化。

3 二維碼的物資管理

采用激光雕刻在零部件的上的二維碼主要用于物資的設備標簽，普通二維碼標簽主要用于的單據(jù)標簽及貨架倉位標簽。

（1）設備標簽是能唯一標識某一設備的二維碼標簽（顆粒度比物資唯一碼更細）；采用激光雕刻在零件上的二維碼可精確跟蹤零件的流向，實現(xiàn)了單個零件的質(zhì)量管控，保證配件損壞的可追溯性。

（2）單據(jù)標簽是指業(yè)務流轉(zhuǎn)過程中的有效憑證上的二維碼圖片，如配送單、入庫單、出庫單等有效單據(jù)上打印統(tǒng)一規(guī)范的二維碼圖片，用于流轉(zhuǎn)過程中設備自動識別，為業(yè)務辦理提供便利。

（3）貨架標簽是指唯一標識某一倉位的二維碼圖標。

以UWB 和二維碼為信息索引，結合5G 信息網(wǎng)絡，保證了物資全供應鏈實時數(shù)據(jù)采集與傳輸，為煤機物資的閉環(huán)精益管理奠定了數(shù)據(jù)基礎。

4 煤機倉庫管理系統(tǒng)分層設計

煤機倉庫管理系統(tǒng)WMS 包含視圖層、控制層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。

（1）視圖層主要完成煤機倉庫物資信息的交互功能，統(tǒng)籌考慮人—機—環(huán)境的因素，實現(xiàn)了高效率無障礙的人機交互。

（2）控制層通過Action 組件建立各項功能界面的轉(zhuǎn)向關系，并為視圖層提供待處理的數(shù)據(jù)集。

（3）業(yè)務邏輯層根據(jù)實際的業(yè)務需求，建立了多種數(shù)據(jù)模型，能夠為控制層提供各項數(shù)據(jù)服務，這些數(shù)據(jù)服務調(diào)用數(shù)據(jù)服務層口完成持久化，借助XFire 服務引擎發(fā)布成Web Service。業(yè)務邏輯層是唯一調(diào)用基礎設施服務的入口，其余各層不能使用基礎設施提供的接口。

（4）數(shù)據(jù)訪問層主要負責對于多個模塊公用的數(shù)據(jù)對象或?qū)ν馓峁┙涌诘臄?shù)據(jù)對象建議通過JavaBean 封裝為更容易理解的對象。

按照“智能、高效、便捷”的建設思路，開發(fā)了適應煤機企業(yè)自身發(fā)展的“平臺化、智能化、協(xié)同式、服務式”的煤機物資全供應鏈管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了PC 和移動無縫連接、自由辦公（圖3）。

圖3 移動APP 主界面

5 結語

煤機倉庫管理系統(tǒng)WMS 采用UWB 以及二維碼相結合的技術，通過定制開發(fā)的SAP 系統(tǒng)，實現(xiàn)煤機物資倉庫全流程作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動化的數(shù)據(jù)采集，交換和處理，確保及時準確地掌握庫存煤機物資的真實數(shù)據(jù)，有效利用庫位的利用率，提升倉儲效率，降低物質(zhì)占用的成本，為煤機公司實實在在創(chuàng)造效益。

煤機倉庫管理系統(tǒng)WMS 融合并提升物資現(xiàn)有業(yè)務應用、管理等系統(tǒng)，在現(xiàn)有系統(tǒng)上建立物資唯一信息索引，以5G 移動互聯(lián)網(wǎng)為服務載體，實現(xiàn)煤機物資全供應鏈的實時數(shù)據(jù)采集與閉環(huán)精益管理。通過UWB 以及二維碼相結合的技術，倉庫管理系統(tǒng)WMS 整合煤機物資管理全過程的海量煤機物資數(shù)據(jù)，識別物資信息及相關專業(yè)的數(shù)據(jù)的關聯(lián)性，利用大數(shù)據(jù)技術對煤機物資全供應鏈海量數(shù)據(jù)深度挖掘、分析利用，全面提升煤機物資精益化管理水平。