编者按：

随着物联网、云计算、移动互联网、大数据、人工智能等新技术的飞速发展，以及IT与OT技术的进一步融合，工业制造、城市交通、电力能源、农业等各大行业领域的智慧化发展已成为必然趋势。推进各领域向智慧化发展是一项复杂而庞大的系统工程，既需要单一技术与装备的突破应用，还需要系统化的集成创新。智慧系统解决方案是推广普及智能化技术的关键手段，是促进各行业智能化水平提升的核心。

为深化智慧产业发展，进一步提升智慧产业各领域系统解决方案应用水平，现由中国自动化学会、智能制造推进合作创新联盟、工业控制系统信息安全产业联盟、边缘计算产业联盟、中国仪器仪表行业协会主办，控制网（www.kongzhi.net）＆《自动化博览》承办的2020智慧系统解决方案征集活动已正式启动，面向全行业公开征集智慧系统解决方案。本刊特开设智慧系统解决方案专栏，刊发其中优秀的解决方案以飨读者。

1 目标和概述

在全国经济体制改革和市场经济发展的推动下，中国的烟草行业飞速发展。为了适应全球市场需求，传统的人工管理模式已经不能适应烟草行业的发展和市场经济竞争的需要。全国各个烟草企业纷纷引进自动化物流系统，来提高烟草企业管理水平，这也成为烟草行业步入现代化的重要标志之一。目前，烟草行业自动化物流系统主要应用于原料、辅料、滤棒、烟丝和成品等立体仓库。通过自动化物流系统，各种信息均可通过计算机集成管理系统得到行之有效的管理。计算机系统根据信息的关键属性，制定统一的格式进行存储，使得信息标准化和规范化。但是，卷烟厂自动化物流管理系统之前大多采用条码识别。由于条码只能提供一组序列号作为识别码，如果采用条码识别方式，所有的物料或产品信息都需要通过访问上位的数据库来进行查询，按设定的规则进行关联从而显示信息，无法脱离数据库平台，大大增加了数据访问时间。而且，条码易污损，不利于长期循环使用。

为了解决这些问题，卷烟厂开始尝试射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）技术。RFID的出现，是对传统识别技术的一种突破性创新，有改进，同时，还有用户关心的效益的提高。所以，RFID一经推出，立即受到了广泛的关注和欢迎。卷烟厂中的RFID应用，在读写便捷性、信息存储容量、数据安全性、出错率、使用环境适应性、批量识别和使用寿命等方面表现突出。可以对物料入库、出库、库存盘点等各个环节的数据进行自动化采集，保证仓库管理各个环节数据输入的快速、准确，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。RFID信息存储容量很大，可以存储包括烟箱状态（空箱、实箱等）、牌号、箱号、批次、重量及装箱时间等大量信息，而且能脱离数据库平台随时对物料进行信息读取和校对。即使发生后台数据丢失或存储数据库崩溃的情况，也能确保信息的完整。融入了RFID技术的自动化物流管理系统对卷烟生产中的多品种多规格、耗材的存储和供应、成品的入库和发货以及烟丝的储丝与柔性供丝进行灵活处理与实时调整，以适应卷烟厂生产需求。而且，它还可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率，从而实现了数字化自动仓储及自动化生产的烟草自动化物流系统，使得控制系统的自动化和信息化程度进一步提高，控制方案更加完美。

为适应烟草企业多品种、小批量、精细加工、柔性加工的生产需要，RFID信息管理系统以托盘为单位对物料进行存储，存储单元小，出入库灵活，能够做到点对点自动存取，不仅可以自如应对小批量柔性化生产，而且可以降低物料损耗、实现差异化生产，还可以对各种牌号物料的入库、储存、出库、批次管理以及质量跟踪追溯等环节实现全过程跟踪。

2 方案介绍

以卷烟厂烟丝库的RFID信息管理系统为例。烟丝箱式存储物流系统主要由烟丝计量装箱系统、激光自动导引车（AGV）系统、自动输送机系统、平库存储货架、翻箱喂料系统等以及与之配套的监控、仓库管理（WMS）、仓库控制（WCS）等子系统组成。整个系统涉及的技术领域有工业现场总线技术、RFID技术、机器人技术、无线通讯、激光导引、以太网通讯、数据库系统等，是一个集光、机、电、信息技术于一体的系统工程。

烟丝箱式存储物流系统从功能上划分为装箱入库、出库和翻箱倒丝三个工艺段。在WMS与WCS的协同作业下，AGV小车能及时将空烟箱从高架库取出送到装箱站，再将装入烟丝的烟箱运回到高架库中；同时，通过卷包集控系统与WMS的接口，烟丝库小车能够及时接受制造执行系统（Manufacturing Execution System, MES）下达的出库任务，将烟箱从高架库中运送到翻箱站，并把翻箱的空箱送回高架库。

系统选用IP67防护等级的现场级RFID组件。载码体安装在每个烟丝箱的底部，当烟丝箱到达指定的读写站台时，系统通过安装在输送设备上的读写头发出电磁脉冲，对存储于载码体相应存储区中的数据进行非接触式读写操作。借助RFID技术，该系统有效地避免了因人为操作错误或信息传递故障可能导致的烟箱送错，从而造成烟丝混牌、错牌等严重的工艺质量事故。

3 推广价值

RFID信息管理系统在中国烟草行业被广泛应用。它使得产品从一开始就保存了关键数据，在各个重要环节进行读取或写入，实现物流和数据的实时同步。对于企业来说，构建一个高效流畅的物流信息系统至关重要，而RFID信息管理系统的合理规划影响着整个物流系统运行的流畅性和高效性。信息载体（如：RFID标签）处于整个信息系统的前端，只有数据更安全可靠地被采集，才能避免在数据产生过程中出现的信息错误，从而保证整个系统的正常运行。烟草企业利用RFID技术建立数字化仓库管理系统，对仓库管理的总体进行整合，实现系统运作高质量数据交互，有利于物流活动过程中数据的跟踪与追溯。随着RFID信息管理系统在烟草行业中不断被推广应用，物流系统的智能化和信息化水平得到了不断地提升，为烟草企业带来巨大的经济效益和社会效益。

RFID信息管理系统同样可以被复制到其他行业。它提高了供应链物流管理的透明度和库存周转率，有效减少缺货损失，提高企业内的物流效率。根据目前仓储管理的现状和对RFID技术在物流管理中的可行性研究，在仓储管理系统（Warehouse Management System,WMS）中嵌入先进的RFID数据采集功能可以实现对RFID载码体标识的库位和托盘的管理。这样一来，既能实现企业物流管理的信息化与现代化，还能提高企业物流管理水平和管理效率，降低企业管理成本。从未来全球物流发展的动向来看，网络信息化建设是仓储物流未来发展的趋势。以RFID为代表的新技术正在深刻地影响着仓储管理，甚至孕育着一场“物流4.0革命”。

当今在中国，人们越来越多地意识到信息化管理的重要性。小到一个企业的内部生产管理，或是上下游企业之间的有效合作，大到整个社会产品生产和商品流通过程中的信息共享，无不对信息化程度提出越来越高的要求。RFID信息管理系统目前在中国处于一个刚刚起步的阶段，但是它的发展潜力是巨大的，应用前景是非常诱人的。

作者简介：

林强（1982-），男，天津人，工程师，本科，现任图尔克（天津）传感器有限公司RFID团队主管&高级产品经理，主要研究方向为产品及市场管理。

摘自《自动化博览》2020年3月刊