隨著信息技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)代煙草制造業(yè)信息化程度越來越高，但是由于系統(tǒng)集成度不夠，應(yīng)用系統(tǒng)之間彼此孤立，造成信息孤島現(xiàn)象。于是，如何使已有的信息系統(tǒng)資源有效地集成融合，信息共享，滿足新的業(yè)務(wù)需求，避免重復(fù)投資，成為企業(yè)面臨的課題。應(yīng)用集成就是建立一個統(tǒng)一的綜合應(yīng)用，即將截然不同的、基于各種不同平臺、用不同方案建立的應(yīng)用軟件和系統(tǒng)有機地集成到一個無縫的、并列的、易于訪問的單一系統(tǒng)中，并使它們就像一個整體一樣，進行業(yè)務(wù)處理和信息共享。應(yīng)用集成由數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)邏輯以及用戶界面3個層次組成。它是一個面向用戶的應(yīng)用技術(shù)。項目中片煙高架庫調(diào)度系統(tǒng)采用J2EE 3層架構(gòu)設(shè)計，采用了IBM Web-Sphere中間件技術(shù)，課題中片煙高架庫WMS系統(tǒng)采用的是具有快速靈活的DELPHI，兩套系統(tǒng)后臺均使用主流的ORACLE數(shù)據(jù)庫。針對這一企業(yè)課題，筆者基于蕪湖煙廠實際案例，從需求分析、設(shè)計和實現(xiàn)3個方面，闡述如何實現(xiàn)企業(yè)ERP與高架庫庫管控制系統(tǒng)協(xié)同完成片煙高架庫出入庫調(diào)度功能。在數(shù)據(jù)訪問、握手方面，該研究中設(shè)計出科學(xué)合理的數(shù)據(jù)庫中間表來完成跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互連、互訪，同時也確保了彼此系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫的安全；在保證物料清單(BOM)數(shù)據(jù)一致性方面，設(shè)計出適用的BOM池數(shù)據(jù)表，以保證高架庫調(diào)度中的人庫投料和領(lǐng)用出料的物料配方信息同出一表，準確元誤；在跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合方面，采用系統(tǒng)流程關(guān)鍵點上增加數(shù)據(jù)校驗功能、物品屬性上設(shè)置合理的多計量單位以及采用統(tǒng)一的物品條形碼等方法以滿足數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和完整。另外，使用郵件驅(qū)動業(yè)務(wù)是系統(tǒng)中設(shè)計的一個方案，目的也是通過角色權(quán)限和流程規(guī)范上來保證數(shù)據(jù)流的正確完整。

1 現(xiàn)狀分析

    1．1 高架庫業(yè)務(wù)流程分析根據(jù)庫存天數(shù)要求以及建筑高度限制，蕪湖煙廠片煙自動高架庫貨位設(shè)計為6行x42列×14層=3 528，入庫速率=60包／h，出庫速率=50包／h。根據(jù)物流量的要求，配備3臺堆垛機。在片煙高架庫中，使用條碼識別器對片煙包條碼進行識讀和檢測，不必對托盤進行編碼。WMS終端設(shè)置于片煙高架庫及制絲車間現(xiàn)場，操作人員使用WMS終端程序可以完成立體倉庫的入庫、出庫、盤庫、查詢、數(shù)據(jù)維護、報表打印等多項工作。整個的貨物流程圖如圖1所示。

    1．2蕪湖煙廠ERP系統(tǒng)應(yīng)用分析蕪煙ERP包括財務(wù)、銷售、供應(yīng)、質(zhì)量、生產(chǎn)5大模塊，其技術(shù)構(gòu)架由以下幾個層次構(gòu)成：第1層為操作系統(tǒng)層，可以支持主流的各種操作系統(tǒng)；第2層為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫層，能夠支持主流的各種數(shù)據(jù)庫，包括SQL Server、Oracle、DB2、Sybase等；第3層為應(yīng)用服務(wù)器層，可以支持多種應(yīng)用服務(wù)器；第4層為金蝶BOS(商業(yè)操作系統(tǒng)平臺)，它采用兩條主要的技術(shù)路線J2EE和．NET來構(gòu)建企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)；第5層為業(yè)務(wù)運營層，包括企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的核心功能模塊：財務(wù)會計、管理會計、稅務(wù)會計、資金管理、供應(yīng)管理、銷售及分銷管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量管理、人力資源管理等。

    蕪湖卷煙廠“十五”技改工程對整體生產(chǎn)線設(shè)備進行改造的同時，也進行了物流自動化和生產(chǎn)集控系統(tǒng)的軟硬件建設(shè)，組成信息系統(tǒng)體系的項目有片煙高架庫、輔料物流系統(tǒng)(AGV)、五金配件自動庫、制絲線總控系統(tǒng)、卷包數(shù)采系統(tǒng)、卷包綜合測試臺等。依托這些系統(tǒng)的硬件，其上位管理軟件構(gòu)成了蕪湖卷煙廠CIMS的底層。

    但是蕪湖煙廠總體信息建設(shè)中ERP系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)之間缺少MES系統(tǒng)等中間環(huán)節(jié)，所以造成信息資源不能完全融合、存在信息孤島等現(xiàn)象。典型的就是片煙高架庫系統(tǒng)無法根據(jù)生產(chǎn)計劃來合理有效快捷地調(diào)度。所以利用ERP系統(tǒng)中的生產(chǎn)計劃和配方功能來實現(xiàn)高架庫的有效調(diào)度成為迫切的需求。于是在需求分析中提出了應(yīng)用集成，依托已有的ERP系統(tǒng)和WMS系統(tǒng)來設(shè)計實現(xiàn)生產(chǎn)計劃合理調(diào)度高架庫出入庫的設(shè)想。

2 方案設(shè)計

    2．1設(shè)計目標為了解決片煙高架庫調(diào)度問題，依靠生產(chǎn)計劃使得片煙高架庫的庫存和出入庫調(diào)度與自動化制絲生產(chǎn)線實現(xiàn)無縫對接，在系統(tǒng)設(shè)計時候，就調(diào)度系統(tǒng)功能實現(xiàn)的目標定義如下：片煙高架庫調(diào)度系統(tǒng)是以制絲生產(chǎn)服務(wù)為核心的在線物流管理系統(tǒng)，上聯(lián)企業(yè)ERP系統(tǒng)，下聯(lián)工業(yè)實時控制系統(tǒng)，集物流生產(chǎn)管理、物料管理、倉庫管理及設(shè)備控制于一身，是整個系統(tǒng)的調(diào)度核心和信息存儲處理中心。其構(gòu)建在先進的工業(yè)控制網(wǎng)上，運行于計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與ORACLE數(shù)據(jù)庫環(huán)境下，以集成技術(shù)為核心，實現(xiàn)物流指令陜速、準確的執(zhí)行及物流信息的收集、處理、傳送、存儲和分析，實現(xiàn)對配方片煙包的準確存取和高效有序的自動組批、輸送，從而滿足了煙廠制絲車間8 000 kg線和3 000 kg線生產(chǎn)的同時，還通過信息接El為數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)提供倉儲及生產(chǎn)領(lǐng)料數(shù)據(jù)。

    希望實現(xiàn)的片煙高架庫調(diào)度流程如下：①通過ERP系統(tǒng)獲得生產(chǎn)周計劃。②根據(jù)生產(chǎn)周計劃由ERP系統(tǒng)里的配方自動展開成備料清單，倉庫管理人員根據(jù)清單提前組織貨車，從煙葉醇化庫運送各種所需等級的片煙包到片煙高架庫入庫區(qū)，再由叉車放到托盤上入高架立體庫進行儲備(此環(huán)節(jié)需要人工介入)。③通過ERP系統(tǒng)自動獲得生產(chǎn)日計劃及各批次的煙葉原料配方單、工藝配方單以及物品替代關(guān)系。④按照煙葉原料配方單，系統(tǒng)自動組批，按順序出庫，經(jīng)夾抱機將托盤與煙包分離，煙包輸送到制絲生產(chǎn)線等待投料。⑤制絲線生產(chǎn)時，由車間工藝員進行確認。⑥確認無誤后自動按順序投料。

    2．2設(shè)計思路由上述系統(tǒng)設(shè)計目標，對高架庫調(diào)度功能需求模型進行分析：按照ERP生產(chǎn)計劃，片煙包必須提前人庫，WMS根據(jù)從ERP來的生產(chǎn)計劃和入庫指令進行入庫。由于考慮到EPR系統(tǒng)和WMS接El的依賴性和可能存在的問題，WMS提供例外入庫模式，即WMS沒有從ERP得到片煙包出入庫計劃，而在WMS內(nèi)可以手動輸入片煙包信息進行出入庫。入庫片煙包應(yīng)該符合規(guī)則尺寸，片煙包箱體上的條形碼能夠標識片煙等級、產(chǎn)地、年份、類別，WMS系統(tǒng)以條形碼為唯一標示字段，對片煙包出入庫、存儲狀態(tài)進行跟蹤驗證。對出庫系統(tǒng)應(yīng)該按下列方式進行：①片煙包選取原則：按先進先出(FIFO)或指定庫位進行出庫；②出庫任務(wù)之問：按批次順序進行出庫；③出庫任務(wù)的交替運行和同步運行；④出庫的取消功能和停止功能：系統(tǒng)可以對未出庫而在隊列中等待的任務(wù)進行取消，而對正在進行出庫的任務(wù)進行停止處理；⑤緊急補料要暫時停止所有的出入庫作業(yè)，首先要完成緊急補料的出庫任務(wù)。設(shè)計出的高架庫調(diào)度需求分析模型如圖2所示。

圖2高架庫調(diào)度需求分析模型示意

   


    在蕪湖煙廠ERP系統(tǒng)平臺框架內(nèi)，設(shè)計樹型BOM模型，結(jié)合已有的生產(chǎn)計劃模塊及庫存模塊來完成MRP即片煙包出入庫需求計劃。通過設(shè)計ERP與高架庫WMS系統(tǒng)的中間表，來完成出入庫數(shù)據(jù)的互訪，從而由ERP與WMS系統(tǒng)協(xié)作完成片煙高架庫由生產(chǎn)計劃拉動出入庫的基本調(diào)度功能。設(shè)計出的調(diào)度功能結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖3所示。

圖3調(diào)度功能結(jié)構(gòu)模型示意 

    高架庫WMS系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)在設(shè)計時候分別考慮它們承擔(dān)不同的功能。高架庫WMS系統(tǒng)主要完成片煙包入庫動作控制執(zhí)行、片煙包缺貨不足數(shù)量處理、生產(chǎn)線加工片煙包管理。ERP系統(tǒng)完成生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、物料需求數(shù)據(jù)、片煙包庫存數(shù)據(jù)及缺貨預(yù)測數(shù)據(jù)、片煙包入出庫調(diào)度數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃變更產(chǎn)生的緊急高架庫退補料調(diào)度。

    高架庫WMS系統(tǒng)重點考慮的是最短路徑、先進先出、就近出入庫、庫存位置優(yōu)化、智能分區(qū)存放等功能；提供短缺、超儲、呆滯、積壓、客戶分類統(tǒng)計、庫存變化分析、貨位利用分析；提供綜合信息：作業(yè)任務(wù)、設(shè)備狀態(tài)、庫存信息、貨位狀態(tài)、人出庫、定期盤點、循環(huán)盤點、操作記錄、運行口志、設(shè)備、維修管理等信息。

    2．3設(shè)計原則根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的基本原則和指導(dǎo)思想，對調(diào)度功能設(shè)計提出如下原則。

    2．3．1實用性。系統(tǒng)軟件不僅應(yīng)充分體現(xiàn)先進的計算機軟件及相關(guān)技術(shù)、企業(yè)管理思想，同時應(yīng)該滿足業(yè)務(wù)各個層次、各個環(huán)節(jié)的管理需求。系統(tǒng)始終以用戶需求為導(dǎo)向，結(jié)合先進、合理的管理模式，功能全面，切合實際。系統(tǒng)的建設(shè)注重實用性與先進性的結(jié)合。

    2．3．2依據(jù)由頂向下(Top-Down)的設(shè)計，由底向上(Bottom-up)的分步實施原則。在進行功能分解，建立邏輯模型、功能模型和信息模型時由頂向下做，而在實施時應(yīng)當先考慮底層的技術(shù)細節(jié)及實現(xiàn)，然后逐步向中層及高層擴展。

    2．3．3可操作性。對系統(tǒng)設(shè)計者來說，必須使系統(tǒng)操作簡便，應(yīng)該達到不懂計算機的人也可以操作或經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可操作。在使用上盡量簡單易學(xué)、貼切用戶。系統(tǒng)需要有靈活的設(shè)計，在輸出界面、運算公式、業(yè)務(wù)邏輯(限于一些可選業(yè)務(wù)邏輯)、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)等諸多方面都能留給用戶足夠的自由空間，允許用戶通過配置建立符合自身需求的應(yīng)用系統(tǒng)；提供詳盡完善的技術(shù)手冊和維護手冊，也是提高系統(tǒng)可操作性的有力手段。

    2．3．4可靠性、安全性。基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需具有較高的可靠性和更強的安全控制。遠程通信線路故障、多用戶操作沖突、共享數(shù)據(jù)的大量分發(fā)與傳遞，需要系統(tǒng)有超強的穩(wěn)定性，并能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的各種意外情況作出正確的處理。為防止非法侵入系統(tǒng)或者越權(quán)操作，造成信息泄密，除提供主機服務(wù)器安全措施外，對整個網(wǎng)絡(luò)輔以用戶密碼登錄驗證、目錄權(quán)限訪問、代理服務(wù)等安全措施，對Internet／Intranet網(wǎng)絡(luò)及信息化系統(tǒng)都要有健全的安全防線。

3 實現(xiàn)

    3．1入庫調(diào)度功能的實現(xiàn)入庫調(diào)度環(huán)節(jié)，首先由生產(chǎn)計劃中的制絲車間作業(yè)計劃中的計劃下達單來生成原料倉庫備料計劃單，如圖4所示。此備料計劃單由生產(chǎn)計劃和BOM清單以及原料庫實際庫存量共同計算出來，為高架庫提供3～4 d的入庫片煙包數(shù)量和具體等級名稱，實質(zhì)就是入庫調(diào)度清單。備料計劃單提交生成的同時調(diào)度系統(tǒng)后臺寫人配方池信息，詳細記錄每批次備料對應(yīng)的具體片煙包數(shù)量和名稱，調(diào)度系統(tǒng)會根據(jù)備料計劃單生成移庫單，移庫單對應(yīng)生成的高架庫入庫單提交，寫人中間表，等待WMS系統(tǒng)讀取。

圖4入庫調(diào)度界面

    WMS系統(tǒng)通過導(dǎo)入的方式從ERP讀取入庫數(shù)據(jù)指令，形成自身系統(tǒng)的待入庫單，如圖5所示。待入庫單進入執(zhí)行狀態(tài)，WMS開始啟動相關(guān)硬件設(shè)備，入庫口掃描儀每讀取一條片煙包條碼信息，都自動回傳給WMS系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)條碼信息與待入庫單中查找核對，直至待入庫單中的每個煙包和入庫口傳回的條碼信息完全吻合后，此入庫單自動結(jié)單，WMS系統(tǒng)將入庫的每包片煙以及在庫中的貨位以及入庫時間等相關(guān)信息寫入庫存數(shù)據(jù)，至此，完成片煙高架庫入庫動作調(diào)度。

 圖5 WMS系統(tǒng)接受ERP入?yún)囌{(diào)度

    3．2出庫調(diào)度功能的實現(xiàn)出庫調(diào)度，首先由ERP系統(tǒng)制絲車間的生產(chǎn)計劃中的生產(chǎn)調(diào)度單發(fā)起，每張調(diào)度單可以對應(yīng)多個領(lǐng)料單據(jù)，領(lǐng)料單根據(jù)入庫環(huán)節(jié)的配方池信息來展開具體的片煙包信息匯集生成出庫單據(jù)，如圖6所示。出庫單提交后，寫人中間表，等待WMS系統(tǒng)讀取執(zhí)行。

    WMS系統(tǒng)通過導(dǎo)人的方式，讀取接受ERP的出庫指令單據(jù)，在自身的系統(tǒng)中生成待出庫單，如圖7所示。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)指令，待出庫單進入執(zhí)行狀態(tài)時，WMS啟動相關(guān)出庫設(shè)備，比如堆垛機、行車等，根據(jù)先進先出等出庫原則將待出庫單中的每個片煙包轉(zhuǎn)化成高架庫中具體的貨位信息，然后依序去貨位取片煙包送至出庫口傳輸帶，至待出庫單中的所有煙包出庫結(jié)束，待出庫也自動結(jié)單，WMS系統(tǒng)同時釋放貨位信息，至此，高架庫調(diào)度出庫調(diào)度結(jié)束。

4 結(jié)語
   
    高架庫調(diào)度系統(tǒng)在使用中，幫助企業(yè)提高了管理的時效性、合理性，使得生產(chǎn)相關(guān)調(diào)度、物料清單管理、高架庫的庫存等等變得準確、及時；大大加強了管理人員對各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控力度，預(yù)防和減少了很多不必要的損失；在降低管理費用方面，通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度集成與共享，大大減少了人力及耗材的開支。

    蕪湖煙廠ERP系統(tǒng)片煙高架庫調(diào)度系統(tǒng)是一種信息系統(tǒng)應(yīng)用集成技術(shù)，涉及到各個系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，該研究只是通過初步的探索和研究，實現(xiàn)了在ERP系統(tǒng)和WMS系統(tǒng)中完成片煙高架庫出入庫調(diào)度以及通過MRP拉動片煙高架庫WMS系統(tǒng)的有效運行。如何更進一步擴展ERP功能來完成WMS系統(tǒng)里的貨位管理、貨位分配、倉庫管理等，以實現(xiàn)更深層的融合和集成，還有待于進一步完善和提高。如WMS系統(tǒng)中的異常貨位處理和出入庫異常情況的處理功能如何在ERP系統(tǒng)中完成，以及兩個系統(tǒng)庫存管理數(shù)據(jù)融合進人統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫等等這些技術(shù)也是今后研究的方向和重點，同時為在ERP系統(tǒng)中實現(xiàn)更多的與底層控制系統(tǒng)接口即實現(xiàn)部分MES功能提供了一個研究方向。

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本文標題：基于企業(yè)ERP的煙包高架庫調(diào)度功能的設(shè)計與實現(xiàn)

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