烟丝存储和出入库的信息安全方案
2013-10-24厦门烟草工业有限责任公司
厦门烟草工业有限责任公司 王 鹏
近几年来 烟草行业的生产线技术改造项目大部分包括烟丝库的建设 用于烟丝箱式存储和出入库。该系统的建设必须确保烟丝信息的安全准确 既要确保烟丝信息在存储过程中的安全性 又要确保烟丝信息传递过程的准确性。在已建的各种烟丝库中 有些是单纯依靠烟丝库的仓库管理系统对烟丝进行信息管理 存储的信息全部存储在仓库管理系统的数据库中 无法有效满足烟丝信息传递过程的需求 且过于依赖仓储系统的安全稳定 有些应用到电子标签存储信息 但信息传递中存在丢失等问题。因此 采用RFID技术和信息交互技术在烟丝箱本体进行信息存储 既减少对仓储系统信息存储的依赖 又可以在信息传递过程中 实时进行信息核对 确保信息的安全准确。
1 系统架构
烟丝存储和出入库系统 包括或涉及MES、制丝集控、卷包集控、物流系统 仓库管理系统WMS和仓库控制系统WCS 以及装翻箱控制系统各系统之间通过TCP/IP协议进行信息交互。系统架构如图1所示。
2 关键技术实现
烟丝箱的信息通过安装在箱子底部的RFID芯片 在装箱时写入信息并校验信息写入的准确性 同时通过信息交互传递到WMS中 确保本体与系统信息的一致性。出库翻箱时 通过交互传递的信息 利用RFID读写装置对信息进行识别校核 确保信息的安全、准确。下面针对系统中应用到的两个关键技术的实现方式进行说明。
图1 系统架构图
2.1 RFID技术的应用实现
RFID(Radio Frequency Identification)是一种无线射频识别技术 它是自动识别技术的一种 可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据 而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID技术在烟丝库中的应用 很好地实现了对各种牌号烟丝的入库、储存、出库、批次管理以及质量跟踪追溯等环节的全过程跟踪。
图2 WCS和PLC信息交互图
RFID芯片安装在烟丝箱底部 通常选用高频、128字节的芯片 存储内容见表2。
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/写单元发出电磁脉冲 对存储于芯片相应存储区间的数据进行非接触读、写或删除处理。借助RFID技术 有效地解决了因人为操作错误或信息传递故障可能导致烟箱送错 从而造成烟丝混牌、错牌等严重的工艺质量事故。在烟丝装箱时 将烟丝牌号、批次号、版本号、烟丝净重等烟丝信息写入烟箱下面的RFID 在翻箱站台翻箱时 读取RFID信息 核对烟丝是否为当前正在生产的烟丝 核对正确则翻箱 否则 退库处理 对于存储在库区的烟丝 可以随时通过盘库 确认RFID存储信息和仓储系统数据库中的存储信息一致。
2.2 信息交互技术的应用实现
为了保证通信的准确性和一致性 调度系统与设备之间的信息交互采用双方握手原则 WCS发送给设备系统的信息 需要收到设备的反馈然后才能确认信息发送成功。系统初始化时 所有Request信号置低位所有Confirm信号置高位。每个通信过程都由Request信号0-＞1发起 通信另一方监控到Request信号 0-＞1 后 进行相关过程处理 而后把相对应Confirm信号1-＞0 通信过程发起方在监控到另一方Confirm信号 1-＞0 后 进行相关处理 而后把 Request信号 1-＞0 通信另一方监控到 Request 1-＞0 后 把相对应的Confrim信号 0-＞1。具体如图2所示。
表2 RFID芯片内容
在烟丝的存储和出入库过程中通过信息交互技术的应用 以记录烟丝信息的RFID为载体 进行烟丝的装箱入库和出库翻箱。系统中关键的两个作业的信息传递实现方式及信息流向如下
（1） 烟丝装箱入库。制丝集控系统收到MES计划后下达将要装箱的烟丝的批次、品规以及装箱重量给装箱系统 装箱系统收到装箱指令后 发送批次开始信号给仓储控制系统,同时根据空箱缓存站台情况向物流控制系统请求空箱出库 仓储控制系统收到空箱出库指令后，向仓储管理系统（WMS）请求空箱出库；物流设备完成搬运任务，仓储控制系统（WCS）发送到达指令给装箱系统，装箱系统进行烟丝装箱，并将烟丝信息写入RFID芯片，同时将烟丝信息发送给物流控制系统，由物流系统完成入库。具体如图3所示。
图3 装箱入库信息交互图
（2） 烟丝出库翻箱。卷包集控系统根据已设定的烟丝牌号向物流系统发出烟丝箱出库请求，同时提供批次、品规和出库站台等信息。物流系统将烟丝箱出库到指定站台并将烟丝信息发送给翻箱系统。翻箱系统对烟丝箱的RFID信息进行读取，与调度系统下达的牌号进行比对，确认批次和品规等信息正确后，进行烟丝翻箱倒入喂丝储柜，翻箱后对RFID芯片进行信息更新，翻箱产生的空箱通过物流系统入库；一旦发现牌号或箱号不匹配，立即做出质量安全报警，同时上报调度系统将该烟箱做退库处理，退库的烟箱可以通过实箱质检流程进行事故追溯。具体如图4所示。
图5 翻箱出库信息交互图
3 应用效果
烟丝存储和出入库的信息安全方案已应用于厦门烟草工业有限责任公司的烟丝库中。从投入使用到现在，共出入库近27万次，先后存储了130多个烟丝规格，满足了1800多个货位、2个装箱入库站台、13个翻箱出库站台、6个回掺出库站台的烟丝存储和出入库要求，没有出现一起烟丝信息问题产生的质量事故。实际应用结果表明，应用了RFID技术和信息交互技术的烟丝库存储和烟丝出入库信息方案能够满足卷烟生产日益发展的工艺和加工要求。
