随着信息技术发展，现代烟草制造业信息化程度越来越高，但是由于系统集成度不够，应用系统之间彼此孤立，造成信息孤岛现象。于是，如何使已有的信息系统资源有效地集成融合，信息共享，满足新的业务需求，避免重复投资，成为企业面临的课题。应用集成就是建立一个统一的综合应用，即将截然不同的、基于各种不同平台、用不同方案建立的应用软件和系统有机地集成到一个无缝的、并列的、易于访问的单一系统中，并使它们就像一个整体一样，进行业务处理和信息共享。应用集成由数据库、业务逻辑以及用户界面3个层次组成。它是一个面向用户的应用技术。项目中片烟高架库调度系统采用J2EE 3层架构设计，采用了IBM Web-Sphere中间件技术，课题中片烟高架库WMS系统采用的是具有快速灵活的DELPHI，两套系统后台均使用主流的ORACLE数据库。针对这一企业课题，笔者基于芜湖烟厂实际案例，从需求分析、设计和实现3个方面，阐述如何实现企业ERP与高架库库管控制系统协同完成片烟高架库出入库调度功能。在数据访问、握手方面，该研究中设计出科学合理的数据库中间表来完成跨系统数据的互连、互访，同时也确保了彼此系统后台数据库的安全；在保证物料清单(BOM)数据一致性方面，设计出适用的BOM池数据表，以保证高架库调度中的人库投料和领用出料的物料配方信息同出一表，准确元误；在跨系统数据融合方面，采用系统流程关键点上增加数据校验功能、物品属性上设置合理的多计量单位以及采用统一的物品条形码等方法以满足数据的统一和完整。另外，使用邮件驱动业务是系统中设计的一个方案，目的也是通过角色权限和流程规范上来保证数据流的正确完整。
1 现状分析
1．1 高架库业务流程分析根据库存天数要求以及建筑高度限制，芜湖烟厂片烟自动高架库货位设计为6行x42列×14层=3 528，入库速率=60包／h，出库速率=50包／h。根据物流量的要求，配备3台堆垛机。在片烟高架库中，使用条码识别器对片烟包条码进行识读和检测，不必对托盘进行编码。WMS终端设置于片烟高架库及制丝车间现场，操作人员使用WMS终端程序可以完成立体仓库的入库、出库、盘库、查询、数据维护、报表打印等多项工作。整个的货物流程图如图1所示。
1．2芜湖烟厂ERP系统应用分析芜烟ERP包括财务、销售、供应、质量、生产5大模块，其技术构架由以下几个层次构成：第1层为操作系统层，可以支持主流的各种操作系统；第2层为基础数据库层，能够支持主流的各种数据库，包括SQL Server、Oracle、DB2、Sybase等；第3层为应用服务器层，可以支持多种应用服务器；第4层为金蝶BOS(商业操作系统平台)，它采用两条主要的技术路线J2EE和．NET来构建企业应用系统；第5层为业务运营层，包括企业应用系统的核心功能模块：财务会计、管理会计、税务会计、资金管理、供应管理、销售及分销管理、产品数据管理、质量管理、人力资源管理等。
芜湖卷烟厂“十五”技改工程对整体生产线设备进行改造的同时，也进行了物流自动化和生产集控系统的软硬件建设，组成信息系统体系的项目有片烟高架库、辅料物流系统(AGV)、五金配件自动库、制丝线总控系统、卷包数采系统、卷包综合测试台等。依托这些系统的硬件，其上位管理软件构成了芜湖卷烟厂CIMS的底层。
但是芜湖烟厂总体信息建设中ERP系统与底层控制系统之间缺少MES系统等中间环节，所以造成信息资源不能完全融合、存在信息孤岛等现象。典型的就是片烟高架库系统无法根据生产计划来合理有效快捷地调度。所以利用ERP系统中的生产计划和配方功能来实现高架库的有效调度成为迫切的需求。于是在需求分析中提出了应用集成，依托已有的ERP系统和WMS系统来设计实现生产计划合理调度高架库出入库的设想。
2 方案设计
2．1设计目标为了解决片烟高架库调度问题，依靠生产计划使得片烟高架库的库存和出入库调度与自动化制丝生产线实现无缝对接，在系统设计时候，就调度系统功能实现的目标定义如下：片烟高架库调度系统是以制丝生产服务为核心的在线物流管理系统，上联企业ERP系统，下联工业实时控制系统，集物流生产管理、物料管理、仓库管理及设备控制于一身，是整个系统的调度核心和信息存储处理中心。其构建在先进的工业控制网上，运行于计算机网络系统与ORACLE数据库环境下，以集成技术为核心，实现物流指令陕速、准确的执行及物流信息的收集、处理、传送、存储和分析，实现对配方片烟包的准确存取和高效有序的自动组批、输送，从而满足了烟厂制丝车间8 000 kg线和3 000 kg线生产的同时，还通过信息接El为数据中心系统提供仓储及生产领料数据。
希望实现的片烟高架库调度流程如下：①通过ERP系统获得生产周计划。②根据生产周计划由ERP系统里的配方自动展开成备料清单，仓库管理人员根据清单提前组织货车，从烟叶醇化库运送各种所需等级的片烟包到片烟高架库入库区，再由叉车放到托盘上入高架立体库进行储备(此环节需要人工介入)。③通过ERP系统自动获得生产日计划及各批次的烟叶原料配方单、工艺配方单以及物品替代关系。④按照烟叶原料配方单，系统自动组批，按顺序出库，经夹抱机将托盘与烟包分离，烟包输送到制丝生产线等待投料。⑤制丝线生产时，由车间工艺员进行确认。⑥确认无误后自动按顺序投料。
2．2设计思路由上述系统设计目标，对高架库调度功能需求模型进行分析：按照ERP生产计划，片烟包必须提前人库，WMS根据从ERP来的生产计划和入库指令进行入库。由于考虑到EPR系统和WMS接El的依赖性和可能存在的问题，WMS提供例外入库模式，即WMS没有从ERP得到片烟包出入库计划，而在WMS内可以手动输入片烟包信息进行出入库。入库片烟包应该符合规则尺寸，片烟包箱体上的条形码能够标识片烟等级、产地、年份、类别，WMS系统以条形码为唯一标示字段，对片烟包出入库、存储状态进行跟踪验证。对出库系统应该按下列方式进行：①片烟包选取原则：按先进先出(FIFO)或指定库位进行出库；②出库任务之问：按批次顺序进行出库；③出库任务的交替运行和同步运行；④出库的取消功能和停止功能：系统可以对未出库而在队列中等待的任务进行取消，而对正在进行出库的任务进行停止处理；⑤紧急补料要暂时停止所有的出入库作业，首先要完成紧急补料的出库任务。设计出的高架库调度需求分析模型如图2所示。
图2高架库调度需求分析模型示意
在芜湖烟厂ERP系统平台框架内，设计树型BOM模型，结合已有的生产计划模块及库存模块来完成MRP即片烟包出入库需求计划。通过设计ERP与高架库WMS系统的中间表，来完成出入库数据的互访，从而由ERP与WMS系统协作完成片烟高架库由生产计划拉动出入库的基本调度功能。设计出的调度功能结构关系如图3所示。
图3调度功能结构模型示意
高架库WMS系统与ERP系统在设计时候分别考虑它们承担不同的功能。高架库WMS系统主要完成片烟包入库动作控制执行、片烟包缺货不足数量处理、生产线加工片烟包管理。ERP系统完成生产计划数据、物料需求数据、片烟包库存数据及缺货预测数据、片烟包入出库调度数据、生产计划变更产生的紧急高架库退补料调度。
高架库WMS系统重点考虑的是最短路径、先进先出、就近出入库、库存位置优化、智能分区存放等功能；提供短缺、超储、呆滞、积压、客户分类统计、库存变化分析、货位利用分析；提供综合信息：作业任务、设备状态、库存信息、货位状态、人出库、定期盘点、循环盘点、操作记录、运行口志、设备、维修管理等信息。
2．3设计原则根据系统建设的基本原则和指导思想，对调度功能设计提出如下原则。
2．3．1实用性。系统软件不仅应充分体现先进的计算机软件及相关技术、企业管理思想，同时应该满足业务各个层次、各个环节的管理需求。系统始终以用户需求为导向，结合先进、合理的管理模式，功能全面，切合实际。系统的建设注重实用性与先进性的结合。
2．3．2依据由顶向下(Top-Down)的设计，由底向上(Bottom-up)的分步实施原则。在进行功能分解，建立逻辑模型、功能模型和信息模型时由顶向下做，而在实施时应当先考虑底层的技术细节及实现，然后逐步向中层及高层扩展。
2．3．3可操作性。对系统设计者来说，必须使系统操作简便，应该达到不懂计算机的人也可以操作或经过简单培训即可操作。在使用上尽量简单易学、贴切用户。系统需要有灵活的设计，在输出界面、运算公式、业务逻辑(限于一些可选业务逻辑)、业务关联等诸多方面都能留给用户足够的自由空间，允许用户通过配置建立符合自身需求的应用系统；提供详尽完善的技术手册和维护手册，也是提高系统可操作性的有力手段。
2．3．4可靠性、安全性。基于网络的应用需具有较高的可靠性和更强的安全控制。远程通信线路故障、多用户操作冲突、共享数据的大量分发与传递，需要系统有超强的稳定性，并能够对出现的各种意外情况作出正确的处理。为防止非法侵入系统或者越权操作，造成信息泄密，除提供主机服务器安全措施外，对整个网络辅以用户密码登录验证、目录权限访问、代理服务等安全措施，对Internet／Intranet网络及信息化系统都要有健全的安全防线。
3 实现
3．1入库调度功能的实现入库调度环节，首先由生产计划中的制丝车间作业计划中的计划下达单来生成原料仓库备料计划单，如图4所示。此备料计划单由生产计划和BOM清单以及原料库实际库存量共同计算出来，为高架库提供3～4 d的入库片烟包数量和具体等级名称，实质就是入库调度清单。备料计划单提交生成的同时调度系统后台写人配方池信息，详细记录每批次备料对应的具体片烟包数量和名称，调度系统会根据备料计划单生成移库单，移库单对应生成的高架库入库单提交，写人中间表，等待WMS系统读取。
图4入库调度界面
WMS系统通过导入的方式从ERP读取入库数据指令，形成自身系统的待入库单，如图5所示。待入库单进入执行状态，WMS开始启动相关硬件设备，入库口扫描仪每读取一条片烟包条码信息，都自动回传给WMS系统，系统根据条码信息与待入库单中查找核对，直至待入库单中的每个烟包和入库口传回的条码信息完全吻合后，此入库单自动结单，WMS系统将入库的每包片烟以及在库中的货位以及入库时间等相关信息写入库存数据，至此，完成片烟高架库入库动作调度。
图5 WMS系统接受ERP入厍调度
3．2出库调度功能的实现出库调度，首先由ERP系统制丝车间的生产计划中的生产调度单发起，每张调度单可以对应多个领料单据，领料单根据入库环节的配方池信息来展开具体的片烟包信息汇集生成出库单据，如图6所示。出库单提交后，写人中间表，等待WMS系统读取执行。
WMS系统通过导人的方式，读取接受ERP的出库指令单据，在自身的系统中生成待出库单，如图7所示。根据现场生产指令，待出库单进入执行状态时，WMS启动相关出库设备，比如堆垛机、行车等，根据先进先出等出库原则将待出库单中的每个片烟包转化成高架库中具体的货位信息，然后依序去货位取片烟包送至出库口传输带，至待出库单中的所有烟包出库结束，待出库也自动结单，WMS系统同时释放货位信息，至此，高架库调度出库调度结束。
4 结语
高架库调度系统在使用中，帮助企业提高了管理的时效性、合理性，使得生产相关调度、物料清单管理、高架库的库存等等变得准确、及时；大大加强了管理人员对各个环节的监控力度，预防和减少了很多不必要的损失；在降低管理费用方面，通过实现数据的高度集成与共享，大大减少了人力及耗材的开支。
芜湖烟厂ERP系统片烟高架库调度系统是一种信息系统应用集成技术，涉及到各个系统之间的关联，该研究只是通过初步的探索和研究，实现了在ERP系统和WMS系统中完成片烟高架库出入库调度以及通过MRP拉动片烟高架库WMS系统的有效运行。如何更进一步扩展ERP功能来完成WMS系统里的货位管理、货位分配、仓库管理等，以实现更深层的融合和集成，还有待于进一步完善和提高。如WMS系统中的异常货位处理和出入库异常情况的处理功能如何在ERP系统中完成，以及两个系统库存管理数据融合进人统一数据库等等这些技术也是今后研究的方向和重点，同时为在ERP系统中实现更多的与底层控制系统接口即实现部分MES功能提供了一个研究方向。
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