一種煙草葉新包裝與麻片新包裝在智能倉(cāng)儲(chǔ)的研究

樊尉廷 樊海峰 余坤

【關(guān)鍵詞】煙草;麻片;運(yùn)輸;RFID;倉(cāng)儲(chǔ);識(shí)別;跟蹤

【中圖分類號(hào)】TP11 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）10-0040-03

0 引言

煙包儲(chǔ)存對(duì)煙葉質(zhì)量和倉(cāng)儲(chǔ)管理有較大影響。采用傳統(tǒng)方式運(yùn)輸煙草部分是采用麻布袋進(jìn)行包裝，由于麻布袋具有極高的吸水性，運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)存在水分吸收和蒸發(fā)的現(xiàn)象，并且在運(yùn)輸時(shí)，多個(gè)麻布袋會(huì)堆疊存放，造成煙葉被壓壞[1-4]。如果使用塑料周轉(zhuǎn)箱包裝搬運(yùn)，水霧易在周轉(zhuǎn)箱頂部形成水滴，回流到周轉(zhuǎn)箱內(nèi)部，導(dǎo)致煙草極易受潮發(fā)生霉變，而且周轉(zhuǎn)箱在使用過程中常被堆疊放置，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高，易變形損壞。此外，在倉(cāng)儲(chǔ)管理過程中，對(duì)大量的周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)和標(biāo)識(shí)需要花費(fèi)很多的人力和物力，很難對(duì)煙草包和麻片包進(jìn)行有效的監(jiān)管，在實(shí)際運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱內(nèi)煙草包和麻片包丟失的現(xiàn)象。

針對(duì)上述煙草運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過程[5-7]中存在的問題，本文提出了一種加強(qiáng)型易于排水的周轉(zhuǎn)箱制作方法，采用RFID技術(shù)識(shí)別和跟蹤[8-10]煙草和麻片包的類型和所在位置;此外，為了防止運(yùn)輸過程中煙草包丟失，設(shè)計(jì)了一種RFID識(shí)別標(biāo)簽的連接器和鎖扣，進(jìn)而確保煙草和麻片在運(yùn)輸過程中不易受損和丟失。

煙草和麻片包的存儲(chǔ)至關(guān)重要，依賴于物流運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性和規(guī)范程度，所以需要提高倉(cāng)庫(kù)中物品的周轉(zhuǎn)速率，更好地利用倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)功能。在大型倉(cāng)庫(kù)中，當(dāng)天的單據(jù)量可以達(dá)到萬件以上，工人每天的工作量非常大。因此，如何降低人力成本，提高企業(yè)的管理效率，是目前倉(cāng)儲(chǔ)物流公司亟待解決的問題。傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要采用條形碼或“二維碼+掃碼槍”結(jié)合的方式對(duì)貨物進(jìn)行管理，首先需要對(duì)每個(gè)物品粘貼條形碼或二維碼標(biāo)簽，之后通過人工完成后續(xù)的工作，其中條形碼或二維碼記錄了產(chǎn)品的編號(hào)等相關(guān)信息，采用掃碼槍獲取條形碼或二維碼中的貨物信息，通過集成系統(tǒng)可以在監(jiān)控平臺(tái)中獲取貨物的具體信息、出入庫(kù)情況及位置坐標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的有效的監(jiān)管。此種掃碼管理模式雖然在檢測(cè)時(shí)效率比較高且錯(cuò)誤率也比較低，但是存在著一些問題，例如對(duì)檢測(cè)識(shí)別距離有要求，只能近距離獲取條形碼或二維碼中的貨物信息，當(dāng)有大量的貨物急需出入庫(kù)，則無法在短時(shí)間內(nèi)通過手動(dòng)掃碼完成工作。此外，員工在進(jìn)行貨物盤點(diǎn)時(shí)，由于時(shí)間間隔較長(zhǎng)，因此無法通過記憶找到目標(biāo)物，也無法通過人工方式對(duì)所有的物品進(jìn)行有效監(jiān)控，導(dǎo)致管理效率低。

為了解決傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中存在的問題，引入無源RFID技術(shù)，利用其遠(yuǎn)距離無接觸識(shí)別、快速讀寫的特性完成對(duì)貨物的識(shí)別和定位，提高倉(cāng)儲(chǔ)管理效率。在運(yùn)輸包上設(shè)置RFID讀寫器，即可在所需范圍空間內(nèi)完成對(duì)目標(biāo)物的動(dòng)態(tài)軌跡跟蹤，減少了貨物管理過程中的人力和物力成本，節(jié)約了大量的時(shí)間，降低了物品遺失或者擺放錯(cuò)亂的情況。

1 煙草葉新包裝和麻片包裝方法

1.1 一種加強(qiáng)型易于排水的周轉(zhuǎn)箱制作方法

傳統(tǒng)的煙草運(yùn)輸中所用包裝物為麻布袋，使用麻布袋包裝運(yùn)輸時(shí)，由于麻布袋自身具有極高的吸水性，因此在運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)存在水分吸收和蒸發(fā)的現(xiàn)象，并且在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，多個(gè)麻布袋會(huì)堆疊起來，導(dǎo)致煙葉被壓壞，而使用普通的塑料周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高且防火性能不好。因此，需要設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、排水和防火性能好及質(zhì)地輕盈的周轉(zhuǎn)箱用于煙草和麻片的運(yùn)輸。考慮到煙草的功能和作用，周轉(zhuǎn)箱的材質(zhì)需選擇不易揮發(fā)和無毒性的材料。

在查閱資料中發(fā)現(xiàn)，聚丙烯是一種無毒材料，也是一種食品級(jí)材料，使用聚丙烯作為主要原料制作的周轉(zhuǎn)箱在運(yùn)輸物品時(shí)，能確保物品安全。采用芳綸纖維作為周轉(zhuǎn)箱的外表層，芳綸纖維具有較好的阻燃性和持久的熱穩(wěn)定性，可以使以聚丙烯為主要原料制造的周轉(zhuǎn)箱具有很好的防火性能且在高溫下不易發(fā)生變形，長(zhǎng)碳纖維可以增強(qiáng)周轉(zhuǎn)箱的硬度，使多個(gè)周轉(zhuǎn)箱堆疊擺放時(shí)不容易被壓壞或發(fā)生變形。

為了解決煙草運(yùn)輸過程中易受潮的問題。在箱體和轉(zhuǎn)動(dòng)連接在箱體頂部的箱蓋設(shè)置有排水孔，箱體內(nèi)側(cè)水霧形成的水滴可通過排水孔排出，從而降低箱體內(nèi)煙葉受潮程度。箱蓋排水裝置主要包括透氣孔、擋水圈、擋水條、流水缺口、側(cè)圍板、流水槽、側(cè)板及漏水孔。為了確保箱內(nèi)流出的水順利流到箱體外側(cè)，而不會(huì)反向流回箱內(nèi)，因此需要設(shè)置擋水板、流水槽等以便水流出，并且擋水圈的底端外側(cè)與箱蓋的頂端外側(cè)固定連接，頂面透氣孔與擋水圈向箱體投影的位置與底面排水孔的位置不重疊。

通過在箱體的外側(cè)開設(shè)多個(gè)排水孔，可以使箱體內(nèi)側(cè)水霧形成的水滴通過排水孔排出，從而降低箱體內(nèi)煙葉受潮的情況，在多個(gè)箱體堆疊運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，上側(cè)的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)側(cè)的水會(huì)通過排水孔排出落在下側(cè)的周轉(zhuǎn)箱頂部，通過設(shè)置的外部的排水孔可以防止水再次進(jìn)入周轉(zhuǎn)箱體內(nèi)部。

1.2 基于RFID技術(shù)的防盜功能設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的煙草運(yùn)輸中所用包裝物為麻布袋，使用麻布袋包裝運(yùn)輸時(shí)，麻布袋不具有防盜功能，在煙葉運(yùn)輸途中容易被運(yùn)輸工人打開，運(yùn)輸?shù)墓と丝赡軙?huì)拿走一些煙葉，造成煙葉丟失。采用傳統(tǒng)的鎖扣鎖住箱蓋，雖然可以在一定程度上防止工人打開箱蓋，但是傳統(tǒng)的鎖扣容易被仿制，或者從其他途徑獲得，防盜性能有限。

從20個(gè)世紀(jì)90年代末開始，RFID技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注。RFID標(biāo)簽分為無源RFID標(biāo)簽和有源RFID標(biāo)簽，區(qū)別在于標(biāo)簽是否自帶電源模塊。無源RFID標(biāo)簽傳輸信息的能源來自其感應(yīng)線圈在讀寫器電磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流完成信息的接收和發(fā)送，在RFID讀寫器和標(biāo)簽中需要完成數(shù)據(jù)的編碼和譯碼，讀寫器通過與監(jiān)控系統(tǒng)連接，完成信息交互。

RFID可以在無接觸的情況下完成對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別和利用，利用RFID讀寫器和識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置標(biāo)簽鎖扣，通過設(shè)置的識(shí)別標(biāo)簽，將識(shí)別標(biāo)簽插入并卡合在箱體與箱蓋的重疊處，可以使箱蓋在不取出識(shí)別標(biāo)簽的情況下無法打開。如果采用暴力的方式對(duì)標(biāo)簽鎖扣進(jìn)行操作，拆除后標(biāo)簽鎖扣的結(jié)構(gòu)會(huì)受到永久性的損壞，拆除標(biāo)簽鎖扣后將無法再次還原，也無法繼續(xù)使用，從而可以防止人們拆卸后再安裝的情況發(fā)生。通過設(shè)置的防二次使用組件，在拆卸標(biāo)簽鎖扣后，連接片會(huì)與標(biāo)簽基體發(fā)生分離，破壞連接片和防偽組件，防止其他人盜用防偽組件，防止煙草在運(yùn)輸?shù)倪^程中被工人私自打開，避免了運(yùn)輸過程中煙草的損失。

2 基于RFID技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)研究

2.1 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)的基本原理是讀寫器將數(shù)據(jù)以電磁波的形式發(fā)出的，RFID標(biāo)簽接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析，并將內(nèi)部存儲(chǔ)的信息以同樣的方式發(fā)出，讀寫器接收信息之后，通過解讀得到標(biāo)簽內(nèi)部信息。RFID技術(shù)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、穿透性強(qiáng)、安裝及維護(hù)簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好，體積小、形式多樣，不受形狀與尺寸大小的限制，可以重復(fù)使用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，還具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是非連續(xù)測(cè)量，精準(zhǔn)性相對(duì)較低。

RFID系統(tǒng)主要包括讀寫器、標(biāo)簽、通信天線及控制器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）讀寫器：用于讀取標(biāo)簽內(nèi)存取的信息和將信息寫入標(biāo)簽內(nèi)。讀寫器在執(zhí)行讀動(dòng)作時(shí)會(huì)向標(biāo)簽發(fā)送請(qǐng)求信息，標(biāo)簽接收到射頻信號(hào)進(jìn)行解析執(zhí)行對(duì)讀寫器的響應(yīng)，讀寫器接收到應(yīng)答信號(hào)之后，將其發(fā)送給控制器進(jìn)行存儲(chǔ)或運(yùn)算。

（2）電子標(biāo)簽：內(nèi)部設(shè)置有接口模塊、控制模塊、射頻模塊及天線，主要用于存儲(chǔ)信息。

（3）天線：電子標(biāo)簽和讀寫器之間數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收裝置，以電磁波的形式發(fā)送、接收無線射頻信號(hào)。

通過分析RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理可知，RFID讀寫器和標(biāo)簽之間通過電磁波傳遞信息和傳導(dǎo)能量。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需提前將目標(biāo)貨物信息以特定的格式通過讀寫器寫入標(biāo)簽中，建立貨物唯一標(biāo)識(shí)，據(jù)此搭建以貨物唯一標(biāo)識(shí)為索引的數(shù)據(jù)庫(kù)，將RFID標(biāo)簽與貨物進(jìn)行物理綁定。當(dāng)貨物流轉(zhuǎn)在運(yùn)輸路程中或是倉(cāng)庫(kù)內(nèi)流轉(zhuǎn)時(shí)通過RFID讀寫器可以無接觸快速讀取標(biāo)簽內(nèi)貨物的詳細(xì)信息，并上傳至上位機(jī)系統(tǒng)，由此可以進(jìn)行后續(xù)的分類、盤點(diǎn)等操作。

2.2 RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用

現(xiàn)今，RFID的應(yīng)用范圍越來越廣，傳統(tǒng)零售業(yè)物品種類繁多，不論是倉(cāng)儲(chǔ)、物流運(yùn)輸、貨品上架、盤點(diǎn)及交易等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要大量的人力完成工作任務(wù)，RFID技術(shù)的引入解決了一直困擾零售業(yè)的發(fā)展難題。查閱資料發(fā)現(xiàn)，在零售業(yè)中最成功的應(yīng)用案例是“沃爾瑪”，“沃爾瑪”通過RFID技術(shù)重新定義了貨物的類比、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、檢索、盤點(diǎn)、交易和防盜，不僅節(jié)省了大量的人力成本，簡(jiǎn)化了工作流程，減少了物品丟失的概率，而且優(yōu)化了公司的運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)，提高了工作效率和管理質(zhì)量及凈利潤(rùn)。

如何對(duì)大量的煙草和麻片進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的識(shí)別，成為現(xiàn)今煙草倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中重要的研究課題。利用RFID技術(shù)可以一次性識(shí)別多個(gè)目標(biāo)，將其應(yīng)用于煙草的分類、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)纫徽棕浳锪魍鞒?，可以有效地?duì)貨物進(jìn)行全流程監(jiān)控和及時(shí)、準(zhǔn)確的管理。當(dāng)RFID系統(tǒng)正式投入使用后，操作人員只需在煙草或麻片包出廠出入庫(kù)之前進(jìn)行掃描即可，之后利用自動(dòng)化分揀系統(tǒng)可以對(duì)煙草或麻片包信息進(jìn)行監(jiān)控和及時(shí)、準(zhǔn)確的管理，進(jìn)而可以節(jié)約大量的人力成本，提高管理和運(yùn)營(yíng)效率。

3 應(yīng)用價(jià)值

（1）減少煙草和麻片損耗。

（2）建立防盜監(jiān)控系統(tǒng)，提高了營(yíng)業(yè)毛利率。以往在煙草運(yùn)輸過程中，一些運(yùn)輸人員可能會(huì)拿走一些煙葉，造成煙葉丟失，采用基于RFID標(biāo)簽技術(shù)的鎖扣，能有效防止煙草丟失。

（3）簡(jiǎn)化包裹出入庫(kù)驗(yàn)證流程，提高物流效率。以往煙草或麻片的存儲(chǔ)位置依靠工人的記憶力或者以臺(tái)賬的形式記錄，前者受員工的記憶力影響較大，時(shí)間越長(zhǎng)，記憶越模糊，不利于大型倉(cāng)儲(chǔ)，后者也存在同樣的問題，紙質(zhì)的臺(tái)賬容易受潮破損，當(dāng)大量的煙草包需要運(yùn)輸時(shí)無法快速查找到位置。RFID技術(shù)可以有效地解決上述問題，利用無線電波可以迅速查找到所需的煙草包，簡(jiǎn)化了工作流程。

（4）加速盤點(diǎn)作業(yè)。傳統(tǒng)的條碼閱讀器必須在近距離且沒有物體阻擋的條件下才可以辨讀條形碼，因此煙草、麻片倉(cāng)儲(chǔ)工作人員在盤點(diǎn)時(shí)需將包裹逐一地從貨架取下，逐個(gè)盤點(diǎn)。RFID標(biāo)簽可以通過無線電波傳送信號(hào)，一次同時(shí)讀取多個(gè)RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息，簡(jiǎn)化了盤點(diǎn)工作。

（5）更好地利用倉(cāng)庫(kù)空間。所有貨物都擁有自己的儲(chǔ)位信息且一直被實(shí)時(shí)定位，這樣就不會(huì)在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)出現(xiàn)由于按分類劃分倉(cāng)庫(kù)空間一邊放不下，一邊幾乎空架的情況，在必要的時(shí)候還可以暫時(shí)把不同種類的貨物放在一起。

參 考 文 獻(xiàn)

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