石油化工企业固体产品仓储管理系统的设计

关 健

（中国石油四川石化有限责任公司，四川 彭州 611930）

在石化企业当中固体产品的库存问题一直是管理的重点，库存是物理上和逻辑上库房库位的所有有形无形物料及其价值的总和，是保证生产连续性的必要条件，还可增加生产过程的柔性[1]。目前石化企业库存管理存在库存积压、周转缓慢、损毁、失值等问题，库存工作流的改进，缺乏系统和深入研究[2]。

随着信息技术发展，库存管理方法不断进步，产生了JIT（实时管理），ERP（企业资源计划）、SCM（供应链管理）、零库存等概念，但都能完善库存结构，平衡库存资金占用[3]，本系统是石化ERP 的补充，作为ERP 下级子系统，实现对石化固体产品的仓储管理。

本文以系统架构领域的“4+1”视图的方式（即逻辑视图、过程视图、物理视图、开发视图和场景视图），从不同维度描述固体产品仓储管理系统的内涵，建立系统模型，为开发工作提供指引。

1 背景

中国石油四川石化有限责任公司（以下简称：四川石化）仓储运输部是四川石化下属二级单位，主要负责四川石化公司原料、产成品的仓储运输及国家100 万m3原油储备库管理工作，是集仓储和运输为一体的部门，是企业与市场的桥梁和纽带，所以各部门、各环节的共同协作尤为重要。

目前，四川石化的一期库房管理范围为固体产成品库房。总共5 大库房包括：硫磺库、高密度聚乙烯库、线性低密度聚乙烯库、聚丙烯库，顺丁橡胶库。仓储运输部主要负责高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、硫磺、顺丁橡胶的储藏运输，其固体产成品仓库的日常管理呈现产成品大批量入库、出库常态化。由于库房管理人员较少，库房管理人员配置远低于同等产量的传统炼化企业，因此需要系统集中展示库房货位信息，对出入库管理的自动化、信息化要求高，加之目前ERP 系统没有完全覆盖库存管理业务，因此需要建立仓储运输管理系统对库存实现集中管控。

四川石化仓储运输管理系统以四川石化仓储运输部相关规章制度为依据，本着提高仓储管理的质量和效率，降低仓库管理成本的先进管理理念和前瞻性思想，以合理的库存量控制、库存收发、高效的库内作业、科学的仓储策略管理等实现四川石化仓储运输管理的信息化建设，并实现与四川石化企业内部系统（如供应链、LMIS 系统等）完整整合能力和库存的实时跟踪与监控。

2 设计目标

利用信息技术对石化固体产成品库房从质检入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节实现信息化的流程管理；保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存；为相关MES、ERP 等系统提供准确无误的基础支撑数据；为下游销售企业提供准确无误货源信息；通过科学的编码，还可方便地对物品的批次、保质期等进行管理；利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率；同时与现代化的石化生产步伐一致，使仓储生产信息化成为石化现代化生产的组成部分。系统投用后可实现以下功能：

实现以产成品入库、库内管理到出库为主线，从计划制定、执行处理到完成汇总的全过程管理以及对产成品运输的调度管理，建立覆盖四川石化仓储管理全面业务的操作体系，完成对产成品仓储管理的全面信息化建设。

实现对人员班次、设备调度使用等日常业务的全面管理，以提高仓储管理的工作效率和保证其工作质量。

实现包括库存查询、盘点、移库、调整和库内包装码垛、二次包装、产品寄存、退货等的全面系统的库存管理和增值服务管理。

实现对产成品入库、库内管理、出库的各个环节涉及货位优化分配、优先周转的策略管理。

实现包括库存实时动态报表、出库总量报表、入库总量报表、进出存综合查询报表等各种仓储管理所需报表的统计分析管理。

实现与其他业务系统（如、ERP 系统等）的集成使用，实现与生产调度等相关部门之间的协调衔接，完成仓储部门业务数据采集和数据报表汇总。

3 核心业务活动图

石化固体产品准备下线时，库房管理员根据生产系统的生产指令信息向仓储运输管理系统按批次录入产品的待入库信息（产品名称、牌号、批号、料仓号、数量（预估值）、货位），并制定产品入库计划。

产品下线时，在生产下线处自动包装，通过流水线运输到产品码放区，在此过程中，PLC 系统的计数器记录产品下线的数量，码放设备按规格要求（每40 袋）放于托盘。本系统将自动运算出货位信息，并将其在库房电子地图中标柱显示，以便相关人员能直观的找到货位位置。

生产部门与库房保管员一起盘点确认入库产品数量，更新系统中记录的产品数量。产品放入指定库位后，等待LIMS 系统的质检结果。根据产品牌号和批号对应关系，取得质检结果，更改产品状态为入库状态。

库房管理员根据销售单位的提货单和装车计划生成产品出库单，如果是汽车运输，承运单位签字确认，产品状态改为发货状态，如果是火车运输，将铅封号或篷布号录入系统，产品状态改为发货状态。最后叉车司机将空托盘运送到指定地点后更新系统内设备使用信息。具体步骤可分为：

3.1 生产下线

分割包装：产品下生产线后按照毎袋25KG 的规格自动包装打包；

计量：按照生产产品的属性如货物批次、牌号、等级和数量输入仓储管理系统需要入库的成品的总数量。

3.2 码垛

货物下线：按照40 袋/托自动地将产品码放在托盘上。

录入、关联数据：操作人员在下线时选择或者输入（如果生产线没有输入数量信息的话）成品的货物批次、牌号、等级、数量（默认40）等信息，在仓储管理系统中建立托盘和货物的关联关系，并把此托盘的货物置为预入库状态。

叉车运输：叉车司机将单盘搬运将货物从包装线运送到库房收货区。仓储管理系统自动记录、统计司机每次搬运的托盘信息并考核其工作量。

3.3 入库

入库前检查：库管记录入库情况，仓储管理系统显示该托盘对应货物的信息（货物批次、牌号、等级和数量等），库管核对系统数据和实物数据，如果一致则允许叉车进入后续入库闸门。如果不一致则允许重置码垛信息。

货位引导：系统按照保管员录入系统的入库单引导货位。

货物上架：成品码放货位完毕后，WMS 系统中货物信息与货位关联完毕，货物状态由入库状态写为上架状态，库存从收货区移到存储货物上。

3.4 出库管理

出库单下达：系统接收供应链系统的销售订单，按照出库单指定的信息（如品牌、等级、批次号等）锁定仓库内货位上的货物。

捡货货位引导：系统提示出库货物的货位位置，引导叉车到达指定货位。

捡货装车：叉车到达指定货位后，记录装车信息，系统自动复核捡货货位及货物是否正确。

捡货出库：货位及货物装车完毕后，WMS 系统中对应托盘货物信息与货位取消关联，库存状态由上栏存储位状态写为捡货状态，出库单状态转为捡货完成。

货物运输：托盘货物卸至卡车或者火车站台后，发货处获取物资信息，经确认后WMS 系统中的货物状态由出库写为发货。

3.5 移库

移库是仓库必不可少的日常库内工作之一，WMS 根据一定的规则自动提供移库建议，如按照库位的利用率、体积、重量、数量等。

库管可以根据WMS 系统提供的移库建议和管理员制定的移库计划，审核确认后生成移库任务指令供叉车执行操作使用。

倒仓单下达：系统根据库位利用率、体积、重量、数量等自动计算提供倒仓计划，经库管审核确认后可以自动生成倒仓任务单供叉车驾驶员获取。

货物下架：司机记录移出库位和托盘标签，WMS 校验库位和托盘关联关系的准确性，通过检验则给出货物的信息提示以供现场检查，通过检查后托盘货物信息取消和库位的关联关系，货物的库存状态移入临时库位。

货物上架：把托盘移库移入库位后，记录移库信息，WMS 自动建立托盘标签和目标库位的关联关系，货物库存也由临时库位移至移入库位。

3.6 入库作业活动

入库管理操作作为仓储运输管理的数据源头，包含预入库通知、产品入库确认、二次包装入库、产品倒库管理、破损补料登记等五个功能模块。如图1 所示。

图1 入库作业活动

1）预入库通知：货物码放完毕后，WMS 系统生成预入库通知单。

2）产品入库确认：保管员清点实物，核对预入库通知单，确定产品入库，更新库存信息，库存增加。

3）二次包装入库：对质量或安全性要求高产品，在原有的包装袋上进行二次人工包装处理，更新包装后的库存量。

4）产品倒库管理：生成倒库计划，进行倒库确认，完成库存量的更新。

5）破损补料登记：对破损的产品进行补料登记。

3.7 出库作业活动

此环节与产品入库的业务流程相反，库房管理员根据提货单，制定产品出库单，并向叉车司机下达叉车作业单，将出库产品的位置在库房地图中进行标识。其中汽车运输装车作业中，可能存在寄存的情况，当汽车运输方无法将原该装车产品，全部装车运输走时，未能正常装车运输的产品状态转变为寄存状态，该模块包括五个模块。如图2 所示。

图2 出库作业活动

1）火车出库管理：获取待发运清单，制定产品出库单，完成出库确认。

2）火车倒车管理：装车后发现此车不符合发车条件，对已经装车的产品进行卸车并装到新调配的车上，此操作不影响库存量。

3）火车退库操作：装车后发现此车不符合发车条件，此时又无空闲的替换车，故对已经装车的产品进行卸车操作，把产品重新转移回库中，此时库存量要做相应的变化。

4）汽车出库管理：获取待发运清单，指定发车计划，以公路运输的形式进行发货，完成出库确认，刷新库存余额。

5）出门证管理：给需要出门的汽车车辆，开具所装产品的出门证，便于门岗管理人员核对车载信息。

3.8 物资管理活动

1）物料编码：设置物料的基础信息；

2）物料购入：对购入的物料进行登记入库；

3）物料领用：对领用的物料信息进行登记。如图3 所示。

图3 物资管理活动

3.9 钢瓶管理活动

1）钢瓶入库：对于加气回来的钢瓶或者重新购买的钢瓶信息数据，进行入库处理；

2）钢瓶出库：对于空钢瓶的信息进行出库；

3）钢瓶更换：对已入库的钢瓶进行更换到叉车上；

4）钢瓶账面库存：针对岗位，库房和班组信息来进行统计、打印、导出。如图4 所示。

图4 钢瓶管理

4 核心业务用例图

石化仓储系统的核心业务，包括出入库管理、库内管理、物资管理、钢瓶管理、数据维护等，以出入库管理为例，形成如图5 所示的用例图。

图5 核心业务用例图

涉及仓储运输部、成品车间、包装车间3 个生产部门的5 个岗位，其中仓储部保管班长和成品车间保管班长具备操作员权限，同时进行计划确认、退库操作、出库确认等关键环节的核对，确保数据正确性。

5 功能视图

通过对生产作业流程的分析，石化仓储管理系统的核心功能为支撑整个仓储操作的顺利进行，为此，需要满足仓储操作管理中各个环节的操作需求。为了满足具体作业需要，首先需要提供大量的基础资料以及各种优化作业策略，然后，当实际操作发生时，自动对仓储作业全过程的信息进行记录和统计，从而生成相应的统计分析报表、费用报表等供管理和运营使用。

为保证系统运行快捷高效，需要预先维护大量基础静态数据，因此首先基础数据维护管理尤为必要。

其主要包含产品资料维护、库房资料维护、包装线维护、客户资料的维护、人员资料维护、叉车资料维护等六个功能模块。

1）产品资料维护：维护产品的基础属性，如产品名称、类别、牌号、包装形式、计量单位、原料罐等。

2）库房资料维护：维护库房的基础属性，设置货位信息，如编码、库房名称、货位数、库容、面积，货位资料维护（所属库房、货位编号、货位容量）等。

3）包装线维护：维护包装线的基础信息设置包装线的状态信息，如包装线名称、状态、所属仓库、维护人、监管人等。

4）客户资料的维护：维护客户基础资料，如客户名称、客户类别、联系人、联系电话等。

5）人员资料维护：维护库房运营所以涉及的人员信息，对人员进行编组，如姓名、性别、工种、状态、保管员编组维护（编组号、人员、所属仓库）、装卸工编组维护（编组号、人员）、叉车司机编组维护（编组号、人员）等。

6）叉车资料维护：维护叉车的基础信息，如车架号、车号、吨位等。如图6 所示。

图6 主要功能结构

6 开发者视图

本系统采用经典C/S 结构（客户端/服务器结构），为保证系统低耦高内聚特性，提高系统的灵活性和可扩展性，采用分层设计，将表现层与业务逻辑层分离，实现瘦客户端风格，克服传统C/S 结构客户端逻辑复杂，维护升级困难的弊端。

从上到下依次划分为展现层、业务逻辑层和数据层。如图7 所示。

图7 技术架构图

展现层：采用华表、ListView 等灵活的控件组合，满足业务需求。

业务逻辑层：采用Microsoft Visual Studio实现各功能模块，提供其他层交互接口，管理各个业务对象的依赖关系等；采用Webservice 跨系统通信技术与第三方系统实现仓储管理数据的交互。

数据层：包括数据源和连接池的管理；查找、存储、更新、删除数据库中数据；事务管理。

7 分层设计风格

展现层：为人机交互提供数据接口。完成对四川石化仓储管理信息的采集、录入和各种数据信息、统计分析信息的展示。运用图形化用户接口（GUI）进一步提升了用户界面使用的友好程度、改善了用户的体验。如图8 所示。

图8 系统结构

业务逻辑层：负责实现系统逻辑的处理过程，该层用以处理用户录入或从第三方系统（包括主数据系统、供应链系统、LIMS 系统等）中采集到的数据，然后根据四川石化仓储管理业务逻辑对数据进行加工处理，随后将加工过的数据传送给数据层，或者从数据层获取业务数据按照指定的业务逻辑加工成用户需要的数据传输到展现层以供用户阅读使用。

数据层：负责数据的持久化。持久化信息分为文档数据和业务关系数据，文档数据以文本形式存放在系统服务器中，业务关系数据存放与数据库服务器的SQL Server 2008 据库中。数据层提供对数据的保存、读取和检索等功能。

8 系统安装部署

本系统独立组网部署，本方案需要购置数据服务两台，其中一台用于日常业务数据存储，一台用于数据备份；机柜各一台；UPS 不间断电源一套，操作用户和查询用户通过主程序登录系统，根据权限控制，无访问权限的模块将被隐藏。如图9 所示。

图9 系统部署图

9 结论

石化仓储运输管理系统可以实现责任追溯、流程控制、经济库存、信息实时监控、资源共享等功能目标。实现各部门的业务操作流程及企业基础信息的标准化，有效地整合各业务单元间业务流程，达到信息共享，将原来的许多靠单据传递的数据传递流程去掉，简化原有的业务过程，从而提高工作效率，为企业管理者提供了科学、快捷、准确的决策依据。提升企业精细化管理水平，实现了合理科学的授权机制，提高数据集中处理能力。