物联网在烟草行业解决方案

物联网烟草行业应用解决方案河南省安视博系统工程有限公司

目录

1. 前言 (3)

2. RFID在仓储物流上的应用 (4)

2.1.仓储物流应用简介 (4)

2.2.仓储物流管理的普遍性问题 (5)

2.3.应用解决方案 (6)

2.4.系统结构图 (7)

2.5.RFID生成示意图 (7)

3. RFID在烟草出入库中应用的案例 (8)

3.1.行业背景 (8)

3.2.项目实施的目标 (8)

3.3.系统设计 (9)

3.4.系统的基本运作过程 (9)

3.5.设备介绍 (10)

3.6.应用效果分析 (10)

4. 基于RFID的数字化仓库管理系统 (11)

4.1.问题（仓库现状、异地改造） (11)

4.2.系统原理及基本思路 (11)

4.3.优势及效益分析 (14)

5. 采用RFID托盘的仓储管理方案 (14)

5.1.项目的背景和任务 (14)

5.2.项目的总体思路 (15)

5.3.方案设计 (16)

5.3.1应用电子标签存储关联信息 (16)

5.4.项目的实施 (22)

5.4.1. 系统组成 (22)

5.4.2. 硬件实施方式 (23)

5.4.3. 安装位置 (23)

5.4.4. 注意事项 (24)

6. RFID在烟草行业防伪管理解决方案 (24)

6.1.背景介绍 (24)

6.2.解决方案 (25)

6.3.最终效果 (26)

1.前言

就物联网在烟草行业的应用而言，主要涉及现代物流、安全监控、质量和资产管理等四个主要领域。

一是在烟叶物流方面。主要可以应用在烟叶的加工和仓储过程。烟叶的醇化过程是在自然条件下，化学成分和物理性质发生变化的过程，但若在烟叶醇化过程中其含水量过高，或仓库环境温湿度、氧气、二氧化碳的浓度不适当，都有可能造成烟叶的霉变、烂叶，从而导致醇化的质量恶化。我们可以利用物联网技术的应用，通过建立仓储空间的无线传感器网络，在无人值守的全面实时监测下，将仓库的温湿度、氧气、二氧化碳的浓度进行自动调控，从而为烟叶的自然醇化创造最佳环境，同时装上烟感检测器，提高烟叶储存的安全性。

二是在卷烟物流建设方面。目前烟草行业正构筑和完善自己的物流体系，已初具物联网的雏形。卷烟现代物流建设可在充分利用现有工业或商业物流中心的基础上，更好地发挥物联网作用，实现中国烟草物流的不可替代性。主要可应用在货源供应、卷烟在途管理、卷烟出入库和卷烟到户跟踪方面。在货源供应方面，我们可利用RFID技术建立零售户数的采集平台，根据客户每日上报的进销存数据，结合GIS系统，分析每日最佳的送货路径，这样不仅能提高送货效率，节约能耗，商业企业还能及时掌握某一品牌的销售情况和社会库存，从而能更好地对畅销货源进行提前协调。在卷烟在途管理方面，我们可利用网络数据库、GIS、GPS等通信技术信息、电子锁等技术手段，实施监控车辆所在位置及卷烟安全情况，还可利用GIS技术和电子地图作为监控平台，实时跟踪当前送货车辆的状态，远程控制门锁、油路、电路等状态，与车载终端进行呼叫联络，保障安全。

三是在卷烟出入库方面，我们可利用RFID技术，与数据库、局域网等技术结合，实现卷烟托盘货位管理和库存商品的批次管理，每当一批货物入库时，系统就会自动记录其入库时间、存放位置等信息，可大大提升仓储管理水平。在卷

烟到户跟踪方面，我们可利用MOB、GPS、RFID等技术，在零售户收到卷烟后通过相关设备将信息回传，使烟草公司直接掌握商流信息，防止卷烟营销的下游环节出现断层和个体大户的小垄断，同时确保商流、信息流和物流不分离，使整个物流过程形成闭环的物联网雏形。

2.RFID在仓储物流上的应用

2.1.仓储物流应用简介

企业要在市场竞争中占有优势，往往要了解客户需要什么样的产品，并且能为客户提供低成本、高质量、高性能的产品。其关键在于客户驱动的程度，通过提供优质产品与服务、准时交货，低成本和高质量来赢得客户的高满意度。为了减少库存，并提高订单的履约率，企业必须采用计算机管理，重视各种资源及空间的利用，达到优化库存、提高效率的目的。

但是计算机化的管理系统只是建立了一种机制，这种机制要想良好的运行，必须有高质量的数据采集手段。管理信息系统只是忠实的按照输入信息完成自己的工作，录入的数据失实也同样会使用管理信息系统的输出失实。而在传统管理中，仍以手工录入数据为主，难免出现差错。根据有关统计资料，不同环境下人工录入的失误率最低在千分之三，最高可能高达百分之五。这固然可以通过加强管理和加强人员培训得到一定程度的改善，但本质的解决办法还是要靠先进的技术手段。

RFID技术利用先进的数学理论实现了数据采集的高速自动化，在数据采集、数据传递方面，RFID具有独到的优势。在仓库中采用RFID作为信息传递的载体, 可以有效避免人工输入可能出现的失误，大大提高入库、出库、验货、盘点、补货等工作的效率。在生产控制中采用RFID作为信息传递的载体, 可以快速准确地采集产品的状态数据，实现有效的监控。在供应链中采用RFID作为信息传递

的载体，大大提高流通环节数据采集的效率，为供应链中的企业实现数据共享提供基本的条件。在售后服务中RFID标签还具有保修识别的功能。

2.2.仓储物流管理的普遍性问题

1. 仓储管理

仓储管理一般由三部分组成：入库管理、库存管理、出库管理。在出、入库及库存盘点中的产品信息往往是手工填写到纸面单据或人工录入到计算机中。产品出、入库登记手续繁琐，库存盘点统计困难，信息传递滞后，管理人员不能及时掌握库存量，更谈不上动态调节最低库存或实现零库存，加快资金流动。

不管是手工填写还是人工录入，造成数据错误的机率较高，录入数据的错误也降低了系统可靠性。一些单位为了避免手工操作的失误，采取增设验单人员的办法，但其副作用是使人工投入非增值性重复劳动造成浪费，另外，还会影响指令处理速度，加剧信息滞后。由于这种数据收集方式难以标准化，降低了仓库空间利用率，劳动生产率低下，最终影响企业效益。

2. 流通管理

目前多数企业在采购、进仓、库存管理和出仓等流通过程依赖于纸面的流转单，产生过程数据难以进行统计分析，更难以进行追踪管理。不利于生产品质的改进和提升，甚至造成许多早该发现的问题迟迟不能发现，为日后留下隐患。3. 信息共享

各单位、各环节信息资源相互独立，无法有效的共享使用，更由于现在大部分信息资料以纸单方式进行流通，导致信息共享缺乏介质基础。

4. 服务追踪

售后服务包括：质量跟踪和反馈、维修管理等。随着客户的增多，时间的推移，产品质量问题和售后维修问题也日渐明显，很难对维修问题进行很好的定位。做好售后服务是为企业赢得声誉的有效手段，现有的管理方式无法对货件进行很好的售后追踪管理。

2.3.应用解决方案

通过依附在货物或者器件上的RFID，通过RFID采集器在各个工作环节上的RFID信息，通过扫描传输给信息中心，由信息中心连接各个生产环节、各个部门、甚至供应商和客户的纽带。配件仓库、生产制造、质量保证、成品库产生的数据以RFID为纽带，准确地汇集到信息中心，信息中心以这些数据为基本依据，为各个部门、甚至供应商和客户提供服务和支持。

具体图例如下。

2.4.系统结构图

2.5.RFID生成示意图

3.RFID在烟草出入库中的应用

3.1.行业背景

卷烟厂按垛出库及到货扫描系统为行业卷烟生产经营决策管理系统针对以垛为单位出/入库的企业进行出厂扫描和商业到货扫描的特例方案。

行业卷烟生产经营决策管理系统工程对于我国烟草行业的意义和影响重大，在系统实施完成后，主管部门将能够更加快速、清晰、透明地了解到全国各个烟厂的生产情况。此前，主管部门的信息获取主要是通过手工录入汇总的统计年报和快报等形式实现，在信息获取的及时性、准确性和监管力度等方面均存在一些不足。而在系统实施之后，烟草企业的进货、生产、销售全部透明，通过信息的不落地采集，主管部门能够实时掌握全国的生产经营信息，使全国的卷烟生产经营得到更加有效地宏观调控。

行业卷烟生产经营决策管理系统要求对生产的每件烟进行打贴主管部门统一下发的条形码，并进行扫码出库销售，但某卷烟厂此前的物流环节已经是件烟成垛运输(每箱50条烟为一件，30件烟为一垛)，如果在物流环节中将件垛的成烟拆散扫码后再堆跺，不但费时费力，而且时常会造成成品的损坏。因此，主管部门从跟踪世界先进的自动识别技术的角度出发，结合某卷烟厂的卷烟成品托盘物流周转的实际情况，提出了在成垛运输的托盘中采用RFID电子标签的方法，通过条码与RFID电子标签的结合，解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题。

3.2.项目实施的目标

采用RFID技术，对成垛卷烟进行标识、存储成垛卷烟中的件烟条码信息，并利用RFID的可读写功能，将条码与RFID电子标签相结合，实现烟厂以垛为单位进行出厂扫描、卷烟流通企业以垛为单位进行商业到货扫描，简化操作流程提

高工作效率，减轻工人的劳动强度。

3.3.系统设计

针对某卷烟厂和某卷烟流通企业（下面简称“市公司”）的实际情况，系统设计有以下几个组成部分，如上图所示。

系统包括码垛数据生成、写入电子标签环节；仓库件烟信息数据调整环节；按托盘出厂扫描环节和市公司到货扫描环节，共4个组成部分。

3.4.系统的基本运作过程

（1）码垛数据生成：在码垛环节，通过固定式扫描器采集每一个垛对应的件烟条码信息，并把这些件烟条码数据组进行数据压缩后，通过电子标签读写设备将该压缩信息写入到垛托盘上安装的电子标签中。

（2）码垛数据调整：在仓储环节，通过条码采集设备将要调整的件烟条码数据A，通过移动式电子标签读写设备采集调整垛托盘中存放的件烟条码数据B，再将B进行数据解压形成垛条码数据组C，根据A调整的功能（调增、调减、替

换）与C进行比对调整，得到调整后的垛数据组D，将D进行数据压缩得到E，再通过移动式电子标签读写设备将E写入到垛托盘上安装的电子标签中。

（3）按垛出厂扫描：在出厂时，利用RFID读写器读出垛托盘上电子标签存放的件烟条码数据，进行数据解压，最后实现与一打两扫出厂扫描系统的对接。

（4）按垛到货扫描：在商业到货时，利用RFID读出垛托盘上电子标签存放的件烟条码数据，进行数据解压，最后实现与一打两扫商业到货扫描系统的对接。

3.5.设备介绍

1.RFID电子标签

XCTF-5013型电子标签是专门针对该项目的要求，专门设计的一款能够直接方便的安装在托盘内，可以有效防止标签掉落，同时又方便拆卸的专用标签。

2.RFID读写设备

根据以上4个环节的实际情况，在原有XCRF-500W型读写器的基础上，专门设计了：

(1)XCRF-500W(A)型读写器应用于码垛生产环节，实现电子标签内条码信息的写入功能；

(2)XCRF-500W(D)型读写器，配合地埋式天线，满足了出厂扫描和到货扫描两个环节中，快速、准确读取电子标签内的条码信息功能需要；

(3)创新发明的XCRF-520W型移动式读写设备，将RFID读写器、内置式天线、蓝牙无线激光条码扫描器等设备集成到一台可以自由移动的机箱内移动推车，有效的从托盘外侧就可以对安装在托盘中央的电子标签，进行读写操作，实现了仓储调整环节的复杂需求。

3.6.应用效果分析

采用RFID技术不但可以满足现代物流中配送运转模式的要求，适用于大规模繁忙物流配送，确保供应链的高质量数据交流，可为行业卷烟生产经营提供决

策依据。

采用RFID技术将单件烟的三十次扫码次数缩短至一次，而且减少了拆垛码垛的工作环节，缩短了时间、降低了劳动力和成本，提高了物流的效率和数据的准确性。同时，将RFID技术实际应用在生产、物流领域，实现产品从生产、仓储到销售的“一体化”管理，通过彻底实施“源头”追踪解决方案以及在供应链中完全体现其透明度的能力，有效遏制甚至杜绝体外循环，能够在烟草专卖管理上发挥出巨大的作用。

4.基于RFID的数字化仓库管理系统

4.1.问题（仓库现状、异地改造）

随着卷烟生产和经营规模的扩大，卷烟成品日进出货物数量、品种逐步增加，客户需求日趋复杂，仓储管理难度加大，仓储管理成本也日益增加。目前，成品仓库库存管理主要依靠手工方式，无法及时准确获取库存信息，同时，由于缺乏有效的货位管理手段，无法做到货物的先进先出管理，严重地影响了成品库的运行效率和产品品质，损害了公司形象。虽然自动化立库在成品仓储管理方面发挥了较大的作用，但自动化立库投资规模巨大、建设周期长，而且技术和管理门槛较高，一般的企业均难以承受。

基于RFID的数字化仓库管理就是运用立库的管理思想，通过采用先进的RFID信息化技术和手段，实现平库的数字化改造，使平库也能够完成立库电子货位管理和货物先进先出的功能，实现自动化的入库管理、实时库存管理、点仓管理、出库管理，从而大大提升仓库管理效率和效益。

4.2.系统原理及基本思路

基于RFID的数字化仓库管理系统基本原理为：将件烟以托盘为基本数字化管理单位，按24件/托盘进行组盘，托盘上嵌入一个RFID电子标签用于标识每

个托盘。这样既不影响件烟的外观质量，又提高件烟整体数字化单位数量，便于实现大批量货物的出入库管理和电子货位管理。当件烟入库时，先进行组盘，将24件烟堆码在一个托盘上，同时将24件烟的一号工程条码信息写入到RFID标签中，然后通过电子货位管理系统运算出货位，并通过网络系统将存货指令发到叉车车载系统，并通过电子地图显示货位信息，以便叉车按照指令要求存放到相应货位。出库时，叉车接到出货指令，按电子地图指示到指定货位叉取托盘货物，然后到出库月台校验无误后出货，同时，直接从RFID标签中读取24件烟的一号工程条码信息，完成以托盘为单位的出库扫码，从而大大提高出库扫码的工作效率。通过对仓库实施RFID数字化改造，可以对仓库产品的入库、存放、调拨、出库、盘点、货位、发货等环节进行有效的管理，确保货物的先进先出，极大程度上提高了仓库的存储能力和工作效率。数字化仓库管理系统的结构示意图如下：数字化仓库系统建设的主要工作包括六个方面：

1）仓库货架及平面布局设计

2）扫码组盘工作台设计：完成物品和托盘信息的对应和绑定

3）RFID智能叉车设计：完成托盘的出入库和定位

4）出库系统设计：完成托盘出库时对出库货物的核对和显示

5）电子货位管理系统设计：仓库电子货位的图形化和可视化显示

6）库区电子显示系统设计：在库区通过电子显示牌显示产品的详细信息

系统主要的工作流程分为产品入库流程和产品出库流程

1）产品入库工作流程

录入入库单

入库指令生成

件烟扫码组盘

电子货位分配

智能叉车导航

托盘定位确认

2）产品出库工作流程

录入出库单

出库指令生成

叉车接受出库指令

将相应托盘叉到出库区

读取托盘RFID并显示出库信息

出库扫码确认（一号工程接口）

装车配送

本系统的目标是建立一号成品库数字化仓库管理系统，实现以托盘为单位的可视化的电子货位管理，并在出库扫码环节实现与一号工程对接，提高出库效率。具体目标如下：

1)通过应用RFID电子标签实现以托盘为单位的可视化的电子货位管理和货物

先进先出，实现自动的出入库管理和实时库存信息查询，通过电子显示牌显示库区货位信息及其产品信息；

2)通过扫码组盘工作台实现对库内半成品的处理和库存调整；

3)通过RFID电子化托盘实现与一号工程对接，提高仓库的出库效率；

4)为武烟异地改造积累经验，提供综合物流解决方案；

5)为争取国家RFID烟草应用示范工程、扩大在烟草行业的影响力奠定基础。

4.3.优势及效益分析

基于RFID的数字化仓库管理系统的建立和实施，将通过RFID技术在成品数字化仓库管理系统中的应用，实现自动化的入库管理、实时库存管理、点仓管理、出库管理，并通过电子货位管理实现货物的先进先出，从而在数字化和信息化的基础上最大限度提升仓库管理效率和效益。项目实施也可为异地改造积累宝贵的实践经验，并逐步向全行业推广。本项目目标是建立一号成品库数字化仓库管理系统，实现以托盘为单位的可视化的电子货位管理，并在出库扫码环节实现与一号工程对接，提高出库效率。项目的优势及预期效益如下：

1)通过应用RFID电子标签和驶入式货架实现以托盘为单位的可视化的电子货

位管理，可确保货物先进先出，货物的呆滞及报损率预期可降低5-8%；2)实现自动的出入库管理和实时库存信息查询，并通过RFID电子化托盘实现

与一号工程对接，大大提高仓库的出库效率（由单件扫码变为托盘24件一次性扫码），成品库的有效库容预期可提高10-15％，；

3)可通过电子显示屏实时显示库区货位信息及其产品信息，大大方便了仓库的

现场作业和管理，差错率预期可将低10-20%；

5.采用RFID托盘的仓储管理方案

5.1.项目的背景和任务

烟草商业公司为了实现商业到货扫描和打码到条的高效运作，同时也要尽可能少的改变目前的现有物流仓储模式，在使用托盘作为多件烟载体的环节，采用RFID托盘标识关联件烟信息的方式，使件烟条码信息采集系统能够简单快捷的采

集相关信息，并需考虑RFID的应用能够和企业现有的仓储系统（如仓储电子地图系统）有机的结合起来。

该项目是针对商业公司商业到货扫描和打码到条的实际需求，结合RFID的非接触、存储容量大、读取速度快等应用特性，对商业企业结合打码到条三扫的RFID应用进行设计的。

5.2.项目的总体思路

主要是利用后台数据库把电子标签与该电子标签所贴在的托盘上的件烟信息相关联。

应用大容量的电子标签，使其电子标签和件烟条码信息的关联信息。使电子标签与托盘上的件烟信息对应起来，通过采集电子标签的数据就能够获取整托盘件烟的条码信息。

商业企业在卷烟商业到货时，采集每件到货件烟的条码信息，实现商业到货扫描，同时把采集到的件烟条码信息与代表托盘标识的电子标签建立垛信息，把此垛信息压缩加密后保存在RFID应用的电子标签的数据区域中，托盘上的电子标签ID号就与码放其上的件烟条码信息关联了起来，然后件烟与托盘作为一个整体，以关联好的形式在企业内部进行存储、流通；在企业内部存储、流通期间若发生托盘上件烟变更的情况，则需要更新电子标签数据区中电子标签和托盘上件烟条码信息的垛信息，以保证垛信息的实时准确性；在打码到条应用中需要采集拆箱的件烟的条码信息，此时则可以扫描代表托盘标识的电子标签，并根据电子标签数据区中其与件烟条码的垛信息，简单快捷的采集到整托盘全部件烟的条码信息。

把电子标签和件烟条码信息的垛信息与相应的仓库管理系统（如仓库电子地图系统、数字仓库管理系统）相结合，使仓库管理到区域（库位）、管理到托盘、管理到件烟等等，提供货位的盘点效率，有效的较少货物盘点的错误。

5.3.方案设计

5.3.1应用电子标签存储关联信息

商业公司若使用托盘来堆放件烟，目前就商业到货扫描和打码到条的应用，有以下三个环节涉及RFID的应用：

5.3.1.1. 5.3.1.1件烟到货

件烟到货以后，其工作流程如下图：

详细操作流程：

1.开到货单据；

2.启动单据、分配设备；

3.使用固定扫描器或者手持扫描器对商业到货的件烟条码信息进行采集，条码信息也传输给垛信息生成软件，条码信息在垛信息生成软件的数据库中按品牌在不同的队列中进行排队（系统也支持用户设置成不区分品牌的按扫描顺序把条码进行排队）。

4.人工对已扫描条码的件烟进行托盘堆垛操作，对件烟条码的采集和堆垛操作都必须严格按照固有顺序进行。

5.待某个托盘堆垛完成后，运送到指定的位置，人工使用手持条码扫描设备扫描此托盘中的任意一件件烟，相应的条码数据反馈给垛信息生成软件，垛信息生成软件从已扫描的件烟条码队列中找到相应的整托盘条码信息，通过地埋固定的RFID设备对托盘中的电子标签进行读写操作，建立电子标签和整托盘件烟条码信息的垛信息，把此垛信息保存到电子标签数据区域中，完成电子标签与件烟条码信息的关联操作，标志着此垛信息的生命周期的开始。（或者使用车载RFID 设备，在叉车叉取托盘的时候就可以使用类似的方法完成电子标签与件烟条码信息的关联操作。）

6.垛信息生成软件把成功写入电子标签的件烟条码信息传输给商业到货扫描软件，以完成商业到货的业务需求。

7.完成关联操作后，叉车把托盘运输至仓库区域。

8.扫描完成确认单据。

针对没有一维条码的进口烟和罚没烟，不能通过条码扫描设备来采集件烟条码信息，为了使之也能使用电子标签与整托盘的件烟信息关联起来，需要人为的在系统中定义进口烟和罚没烟的特殊代码，在码垛时人工的录入进口烟和罚没烟的产地、品牌、数量等信息，系统自动生成定义好的指定数量的件烟条码，利用系统生成的条码与电子标签建立垛信息。在实际操作中应该要求进口烟和罚没烟不能混装在一个托盘中，对于不同性质的件烟必须分开码垛，以便于管理。

在到货量过大及固定RFID系统故障时，可以使用移动RFID设备作为后备方式完成电子标签与件烟条码信息的关联操作。操作方式与固定RFID设备类似。

具体的流程图如下图：

为了完成码垛后进行码垛数据生成，需要进行一些设备的部署：

在适当的位置放置3色报警灯，用于提示写入数据是否成功。RFID写入成功的，由报警装置提醒工人用叉车把垛烟运送入库；RFID写入失败的由报警装置提醒工人查找原因，或使用RFID移动设备重新写入。

5.3.1.2. 5.3.1.2件烟仓储

已建立了垛信息的托盘在企业内部的仓储、流通中若发生托盘上件烟变更的情况，就需要把新的垛信息更新到电子标签的数据区域中，以保证垛信息的实时

准确性。

详细操作流程：

1.针对发生件烟变更的托盘，首先使用移动RFID读写设备扫描托盘上的电子标签，部署在移动RFID设备上的垛信息更新软件通过解析电子标签数据区域的数据，获得与该电子标签相关联的所有件烟条码信息。

2.再使用一维条码扫描设备采集调整的件烟（从托盘上取下的件烟和新放入托盘的件烟）条码信息，垛信息更新软件根据原有的垛信息自动生成新的垛信息。

3.把新的垛信息通过移动RFID读写设备保存到电子标签的数据区域中，完成垛信息的更新操作。

垛信息更新流程图见下图。

5.3.1.3. 5.3.1.3件烟领用

在建立和更新电子标签与件烟条码的垛信息时，需要把电子标签与件烟条码的垛信息压缩并加密，通过RFID读写设备，把压缩加密后的数据写入到电子标签的数据储存区域中。在使用电子标签与件烟条码的垛信息时，需要使用RFID 读写设备从电子标签的数据区域中读出现前压缩加密的数据来解密解压缩，在使