王懿 張小坡 鄭業(yè)寧 蘆永明

摘 要：針對鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)物流管理專業(yè)化水平低、物資運(yùn)輸效率不高和物流管理系統(tǒng)智能化程度低、物流調(diào)度協(xié)同性差等問題，提出鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢為數(shù)字化物流實(shí)時跟蹤與在線監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化物流信息傳輸與動態(tài)調(diào)度和智能化物流協(xié)同優(yōu)化與決策支持，并在此基礎(chǔ)上基于物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)設(shè)計開發(fā)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)，通過管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流一體化管控、多平臺協(xié)同化運(yùn)行和運(yùn)輸智能化管理。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；網(wǎng)絡(luò)化；智能化；鋼鐵企業(yè)；廠內(nèi)運(yùn)輸物流；管理系統(tǒng)

中圖分類號：F252 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引 言

鋼鐵企業(yè)物流是指在鋼鐵生產(chǎn)和經(jīng)營活動中，從向企業(yè)供應(yīng)原、燃料以及輔料，進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)與加工直到最后將鋼材產(chǎn)品銷售給消費(fèi)企業(yè)的整個過程，同時包括對在鋼鐵生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生出來各種的固、液廢棄物的回收和重復(fù)利用。從物理區(qū)域上劃分，鋼鐵企業(yè)物流主要包括廠外物流和廠內(nèi)物流，廠外物流包括廠外原材料的采購運(yùn)入以及鋼鐵產(chǎn)成品的運(yùn)出銷售（即入廠物流和出廠物流）；廠內(nèi)物流則包括全部生產(chǎn)物流（即從投入鐵礦石、煤炭、廢鋼等原材料采購入庫開始，經(jīng)卸車、儲存、冶煉、軋制及特殊處理等環(huán)節(jié)，直到形成各種鋼材產(chǎn)品銷售出廠為止的全過程）和廢棄物回收利用物流。根據(jù)運(yùn)輸方式的不同，廠內(nèi)物流又可分為生產(chǎn)制造物流（輥道、天車、臺車等運(yùn)輸以及部分鐵水火車運(yùn)輸）和廠內(nèi)運(yùn)輸物流（汽車、火車、輪船等運(yùn)輸）。

2 鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理現(xiàn)狀與問題

2.1 鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理現(xiàn)狀

大型鋼鐵企業(yè)從采購環(huán)節(jié)的鐵礦石、焦炭、廢鋼，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的燒結(jié)礦、生鐵、鋼坯，到銷售環(huán)節(jié)的鋼材以及循環(huán)利用物資和廢棄物的處理，如此龐大而復(fù)雜的物流過程使鋼鐵企業(yè)不得不拿出相當(dāng)一部分人力物力來處理這些事務(wù)。當(dāng)前，大多數(shù)企業(yè)的采購、生產(chǎn)、銷售各個環(huán)節(jié)都有獨(dú)立的物流部門，而這些職能性質(zhì)相近的物流部門由于物流管理的相對獨(dú)立，從而造成企業(yè)內(nèi)部物流不順暢和效率低下。

長期以來，鋼鐵企業(yè)經(jīng)營者更加注重工藝裝備的改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，而忽視廠內(nèi)運(yùn)輸物流系統(tǒng)及其管理優(yōu)化，導(dǎo)致廠內(nèi)運(yùn)輸物流總體發(fā)展水平較低，雖然部分先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)物流運(yùn)輸已開始應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)進(jìn)行跟蹤定位和管理，但大多數(shù)鋼鐵企業(yè)仍處于電話聯(lián)系、手工操作、人工裝卸較低層次的運(yùn)作階段。絕大數(shù)鋼鐵企業(yè)是靠紙為媒介來傳遞信息，還未能實(shí)施數(shù)字化的物流管理，先進(jìn)的電子數(shù)據(jù)交換、自動識別和條碼技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等更無從談起。

近年來，大型鋼鐵企業(yè)管理和經(jīng)營者越來越關(guān)注于大型鋼鐵企業(yè)的廠內(nèi)運(yùn)輸物流運(yùn)輸?shù)墓芾砗桶l(fā)展，其原因主要包括以下兩個方面。一方面，大型鋼鐵企業(yè)隨著發(fā)展，其規(guī)模不斷擴(kuò)大，廠內(nèi)運(yùn)輸物流系統(tǒng)若不隨著改進(jìn)，與企業(yè)的發(fā)展規(guī)模明顯不適應(yīng)，從而對企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生制約；另一方面，在當(dāng)前原材料價格高漲、而產(chǎn)品競爭又異常激烈、企業(yè)利潤走向微薄的新常態(tài)下，通過對廠內(nèi)運(yùn)輸物流系統(tǒng)優(yōu)化，可進(jìn)一步降本增效，提高企業(yè)競爭力。

2.2 鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理存在的主要問題

1.物流管理專業(yè)化水平低、物資運(yùn)輸效率不高

目前，鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理參與單位眾多，條塊分割，各自為政，資源不能共享，弊端較多。因參與單位多，導(dǎo)致整個物流應(yīng)有的銜接、協(xié)調(diào)機(jī)能割裂，從而造成物流無效作業(yè)環(huán)節(jié)的增加，物流速度降低而成本提高，嚴(yán)重影響了物流企業(yè)的效益和競爭力；同時，物流系統(tǒng)多環(huán)節(jié)的活力不足，體制、機(jī)制不夠靈活，專業(yè)化、科學(xué)化、規(guī)范化管理運(yùn)作能力差。盡管很多企業(yè)開發(fā)應(yīng)用了物流信息管理系統(tǒng)，但由于內(nèi)部物流管理結(jié)構(gòu)存在問題，業(yè)務(wù)流程不夠優(yōu)化，物流效益難以得到體現(xiàn)，項目很難發(fā)揮其效力[1-2]。

2.信息系統(tǒng)智能化程度低、物流調(diào)度協(xié)同性差

近年來，雖然部分先進(jìn)企業(yè)物流管理已開始采用RFID、條碼、GIS、GPS等技術(shù)，并建立和使用物流管理系統(tǒng)、庫區(qū)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、ERP購銷管理系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程計量管理系統(tǒng)等信息系統(tǒng)。但往往企業(yè)所建立的各個信息系統(tǒng)之間信息傳遞不暢通，信息孤島現(xiàn)象較為明顯；同時各企業(yè)所建立的各信息系統(tǒng)智能化程度不高，物流調(diào)度缺乏協(xié)同優(yōu)化能力，致使物流運(yùn)輸不能科學(xué)合理的進(jìn)行運(yùn)輸配載，車輛空駛率高，運(yùn)輸效率低。

3 鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)發(fā)展趨勢

隨著信息化和工業(yè)化的深度融合，鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)將快速向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展。企業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對物流的全面感知、可靠傳輸，通過建立智能化物流管理系統(tǒng)，與企業(yè)其他信息化管理系統(tǒng)進(jìn)行無縫對接，實(shí)現(xiàn)整個廠內(nèi)運(yùn)輸物流信息和數(shù)據(jù)及時、透明的傳遞和交換，并實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)運(yùn)輸物流的集中管控、智能處理，使企業(yè)進(jìn)一步降低物資庫存、優(yōu)化運(yùn)輸路線、減少內(nèi)部倒運(yùn)、降低經(jīng)營成本。

3.1 數(shù)字化物流實(shí)時跟蹤與在線監(jiān)控

物流實(shí)時跟蹤與在線監(jiān)控是物流調(diào)度和管理優(yōu)化的基礎(chǔ)。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，利用RFID、條碼、視頻、紅外感應(yīng)器、激光定位、GPS/北斗導(dǎo)航、地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)對鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流進(jìn)行全方位實(shí)時跟蹤和在線監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)物流數(shù)字化是鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理的發(fā)展趨勢之一[3-5]。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化物流信息傳輸與動態(tài)調(diào)度

物流信息的可靠實(shí)時傳輸是物流調(diào)度和管理優(yōu)化的關(guān)鍵。利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如WSN無線傳感網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、GPRS/3G/4G等移動互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，在鋼鐵企業(yè)高溫、高振動、強(qiáng)屏蔽等惡劣環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)企業(yè)廠內(nèi)產(chǎn)品庫區(qū)作業(yè)和運(yùn)輸物流跟蹤信息與調(diào)度指令的實(shí)時傳輸，可對廠內(nèi)運(yùn)輸物流運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)度和優(yōu)化管理，科學(xué)合理的進(jìn)行運(yùn)輸配載，減少車輛空駛率，提高物流運(yùn)輸效率[6]。

3.3 智能化物流協(xié)同優(yōu)化與決策支持endprint

物流運(yùn)輸計劃與作業(yè)的智能化是物流調(diào)度和管理優(yōu)化的重點(diǎn)。利用物流協(xié)同優(yōu)化與決策支持關(guān)鍵技術(shù)，如物流調(diào)度計劃智能決策模型，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)不同車間、不同運(yùn)輸物資和不同運(yùn)載工具協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度的同時，與其他信息系統(tǒng)無縫銜接，協(xié)同MES、ERP、遠(yuǎn)程計量系統(tǒng)等其他管理系統(tǒng)作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)物流的智能化、一體化管控。

4 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)從“泛在感知、可靠傳輸、智能處理”三個角度對鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流進(jìn)行一體化全方位監(jiān)控和優(yōu)化管控。其系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。

1.感知層

感知層負(fù)責(zé)信息采集，車載終端、船舶終端、手持終端、門禁系統(tǒng)、計量系統(tǒng)以及ERP、MES等系統(tǒng)中獲取信息，而計量、門禁系統(tǒng)則分別基于RFID、GPS/北斗導(dǎo)航、紅外感應(yīng)器和視頻等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)感知信息；

2.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層為信息傳輸層，主要采用包括WSN無線傳感網(wǎng)絡(luò)、3G/4G移動互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息、定位信息、調(diào)度信息等監(jiān)控管理過程中關(guān)鍵信息的傳送；

3.應(yīng)用層

應(yīng)用層主要為廠內(nèi)物流管理應(yīng)用，包括兩個子層：應(yīng)用支撐子層和廠內(nèi)物流運(yùn)輸應(yīng)用子層，其中應(yīng)用支撐子層包括GIS平臺、數(shù)據(jù)集成平臺等，廠內(nèi)物流運(yùn)輸應(yīng)用子層包括系統(tǒng)管理、運(yùn)輸需求、運(yùn)輸計劃、運(yùn)輸調(diào)度、運(yùn)輸實(shí)績、倉庫管理、作業(yè)監(jiān)控、物流跟蹤等。

4.2 系統(tǒng)功能

鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)主要圍繞物資運(yùn)輸需求、運(yùn)輸計劃、運(yùn)輸調(diào)度以及物流跟蹤和倉儲管理等環(huán)節(jié)，通過促進(jìn)物流一體化管控、多平臺協(xié)同化運(yùn)行和運(yùn)輸智能化管理，實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)高效率、低成本運(yùn)行。下圖為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)功能框架。

在運(yùn)輸物流管理過程中，系統(tǒng)首先根據(jù)ERP的采購和銷售訂單信息，同時結(jié)合MES和各車間提出的廠內(nèi)物資運(yùn)輸要求形成相應(yīng)的物流運(yùn)輸需求。經(jīng)過匯總處理形成運(yùn)輸計劃。根據(jù)運(yùn)輸計劃，以物流成本最小化為目標(biāo)，進(jìn)行倉儲管理和汽車、船舶的運(yùn)輸調(diào)度，形成最優(yōu)調(diào)度計劃。物流運(yùn)輸過程中，實(shí)時監(jiān)控物流作業(yè)并進(jìn)行物流跟蹤，運(yùn)輸完成后形成運(yùn)輸實(shí)績。

以廠內(nèi)翻運(yùn)為例，相關(guān)車間工作人員在物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)上創(chuàng)建企業(yè)內(nèi)物流運(yùn)輸需求，指定運(yùn)輸方式、起點(diǎn)、終點(diǎn)、有效期、車型、計劃用量等信息。物流管控平臺運(yùn)輸計劃模塊綜合所有運(yùn)輸需求信息及物資庫存信息經(jīng)匯總優(yōu)化后形成運(yùn)輸計劃，下發(fā)給相關(guān)運(yùn)輸管理子系統(tǒng)（如智能汽車運(yùn)輸管理子系統(tǒng)等）和倉庫作業(yè)管理子系統(tǒng)。車輛調(diào)度人員根據(jù)運(yùn)輸計劃進(jìn)行車輛調(diào)度確定具體車輛及司機(jī)、運(yùn)輸路線、運(yùn)輸時間、物流成本等；同時將運(yùn)輸調(diào)度計劃發(fā)送至相關(guān)智能車載終端、倉庫作業(yè)管理子系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)，倉庫作業(yè)管理子系統(tǒng)則將運(yùn)輸調(diào)度計劃下發(fā)給相關(guān)倉庫管理人員手持終端。相關(guān)車輛及司機(jī)根據(jù)接收到的運(yùn)輸調(diào)度計劃任務(wù)進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)，同時相關(guān)倉庫管理人員則根據(jù)運(yùn)輸調(diào)度計劃安排相應(yīng)物資的出入庫計劃。運(yùn)輸作業(yè)過程中相關(guān)工作人員通過車載終端、手持終端及時將作業(yè)信息反饋回系統(tǒng)，同時通過GPS和GIS在線跟蹤作業(yè)車輛。當(dāng)車輛通過門禁或地磅時，門禁系統(tǒng)根據(jù)車輛調(diào)度計劃放行，并將關(guān)鍵信息反饋回物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)；計量系統(tǒng)則稱重后將重量信息加入到車輛調(diào)度計劃信息中，同時將完整信息反饋回物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)。最終通過綜合作業(yè)監(jiān)控、物流跟蹤以及計量和門禁等關(guān)鍵信息形成車輛運(yùn)輸實(shí)績存檔。

4.3 相關(guān)子系統(tǒng)

1.智能倉庫作業(yè)管理子系統(tǒng)

智能倉庫作業(yè)管理子系統(tǒng)由管理系統(tǒng)倉庫管理模塊和倉庫智能手持終端組成。倉庫管理模塊功能主要包括入庫管理、出庫管理、盤庫管理和移庫管理等；倉庫智能手持終端功能包括作業(yè)任務(wù)接收，入庫作業(yè)、出庫作業(yè)、盤庫作業(yè)和系統(tǒng)管理等。管理系統(tǒng)倉庫管理模塊針對作業(yè)計劃下發(fā)指令任務(wù)到相應(yīng)倉庫手持終端，指導(dǎo)工作人員進(jìn)行入庫、出庫等作業(yè)，作業(yè)完成后手持終端將作業(yè)完成情況及關(guān)鍵信息反饋回管理系統(tǒng)。

2.智能車輛運(yùn)輸管理子系統(tǒng)

智能車輛運(yùn)輸管理子系統(tǒng)由管理系統(tǒng)車輛管理模塊和智能車載終端組成。車輛管理模塊主要包括車輛調(diào)度、車輛跟蹤、作業(yè)監(jiān)控和運(yùn)輸實(shí)績等；智能車載終端功能包括運(yùn)輸任務(wù)接收、GPS定位、作業(yè)實(shí)績和系統(tǒng)管理等。管理系統(tǒng)車輛管理模塊針對運(yùn)輸計劃下發(fā)運(yùn)輸指令任務(wù)到相應(yīng)車輛車載終端，指導(dǎo)司機(jī)進(jìn)行物資運(yùn)輸和計量等作業(yè)，作業(yè)完成后車載終端將運(yùn)輸作業(yè)實(shí)績信息反饋回管理系統(tǒng)，同時運(yùn)輸過程中車載終端將GPS位置信息及時反饋回管理系統(tǒng)，以便管理系統(tǒng)對車輛進(jìn)行動態(tài)跟蹤和調(diào)度。

3.智能船舶運(yùn)輸管理子系統(tǒng)

智能船舶運(yùn)輸管理子系統(tǒng)由管理系統(tǒng)船舶管理模塊和智能船舶終端組成。船舶管理模塊主要包括船舶調(diào)度、船舶跟蹤、作業(yè)監(jiān)控和運(yùn)輸實(shí)績等；智能船舶終端功能包括運(yùn)輸任務(wù)接收、GPS定位、作業(yè)實(shí)績和系統(tǒng)管理等。管理系統(tǒng)船舶管理模塊針對運(yùn)輸計劃下發(fā)運(yùn)輸指令任務(wù)到相應(yīng)船舶終端，指導(dǎo)船舶進(jìn)行物資運(yùn)輸和裝卸船等作業(yè)，作業(yè)完成后船舶終端將運(yùn)輸和裝卸作業(yè)實(shí)績信息反饋回管理系統(tǒng)，同時運(yùn)輸過程中船舶終端將GPS位置信息及時反饋回管理系統(tǒng)，以便管理系統(tǒng)對船舶進(jìn)行動態(tài)跟蹤和調(diào)度。

5 結(jié) 論

1.隨著鋼鐵行業(yè)兩化深度融合，鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)將快速向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展。數(shù)字化物流實(shí)時跟蹤與在線監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化物流信息傳輸與動態(tài)調(diào)度、智能化物流協(xié)同優(yōu)化與決策支持將成為鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流的主要發(fā)展趨勢。

2.數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層架構(gòu)，分別負(fù)責(zé)信息采集、傳輸和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從“泛在感知、可靠傳輸、智能處理”三個層面對企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流進(jìn)行一體化全方位監(jiān)控和優(yōu)化管控。

3.鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)運(yùn)輸物流管理系統(tǒng)包括主管理系統(tǒng)及智能倉庫作業(yè)管理子系統(tǒng)、智能車輛運(yùn)輸管理子系統(tǒng)和智能船舶運(yùn)輸管理子系統(tǒng)三個子系統(tǒng)。系統(tǒng)主要圍繞物資運(yùn)輸需求、運(yùn)輸計劃、運(yùn)輸調(diào)度以及物流跟蹤和倉儲管理等環(huán)節(jié)，通過促進(jìn)物流一體化管控、多平臺協(xié)同化運(yùn)行和運(yùn)輸智能化管理，實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)高效率、低成本運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈建國.廠內(nèi)運(yùn)輸物流——寶鋼不可忽視的利潤源泉[J].物流科技，2008（1）：62-63.

[2] 劉柱石.大型鋼鐵企業(yè)內(nèi)部物流專業(yè)化管理的對策[J].中外物流，2006（Z1）：40-41.

[3] 陳培，方仕雄，錢王平，等.基于RFID和WLAN的鋼包自動定位調(diào)度系統(tǒng)[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2011（5）：46-49.

[4] 劉建，徐生林，楊成忠.基于射頻技術(shù)和無線通信的鋼包跟蹤系統(tǒng)[J].機(jī)電工程，2010，27（4）：82-85.

[5] 潘秋娟，張云貴，孫希艷，等.基于RFID的中厚板成品物流標(biāo)識的應(yīng)用[J].中國冶金，2015，，25（6）：44-48.

[6] 魏臻，陸陽，程運(yùn)安，等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與冶金企業(yè)智能物流技術(shù)發(fā)展[J].中國科技投資，2010（10）：35-37.endprint