基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计

陈忠华， 张凯， 刘维昌， 王维佳

(湖北中烟工业有限责任公司襄阳卷烟厂， 湖北， 襄阳 441000)

0 引言

受国际市场影响的增加以及烟草行业竞争的加剧，市场为中国烟草行业带来了更大的压力和挑战，其中政策和季节对烟草采购的影响较大[1]。烟草企业为了实现信息化采购，可以将提高综合竞争力作为有效手段。我国烟草行业趋于稳定，信息化在其发展过程中发挥着重要作用[2]。将信息化管理引入烟草采购库存信息的管理过程可以提高工作质量和工作效率，促进我国烟草行业的发展。在上述背景下，烟草采购库存信息综合管理系统成为目前研究的热点。当前烟草采购库存信息综合管理系统设计方法存在库存量计算准确率低和脱销天数高的问题，需要对烟草采购信息综合管理系统设计方法进行研究[3]。

MES方法表示边际期望损失，该方法与宏观监管烟草采购库存信息监管理论相吻合，监管局可以通过加强边际风险贡献来制衡杠杆作用较大的烟草机构的监管，减少系统性风险，防止危机爆发。整体解决方案可以满足烟草企业的要求，能够实现提高产品可靠性、质量以及快速响应制造的目标，促进我国烟草信息的发展[4]。为了解决当前烟草采购库存信息综合管理系统设计方法中存在的问题，提出基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法。

1 烟草采购库存信息综合管理系统设计

基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统在MES的基础上包括系统硬件部分和系统软件部分。具体烟草采购库存信息综合管理系统的架构内容如图1所示。

图1 信息综合管理系统架构

1.1 烟草采购库存信息综合管理系统硬件部分

1.1.1 系统功能管理模块

系统功能管理模块在烟草采购库存信息综合管理系统中主要负责账户信息维护和系统初始化等，防止非法用户的非法操作或非法入侵，导致烟草采购库存信息综合管理系统崩溃。系统功能管理模块具有以下功能。

(1) 权限管理功能：保障烟草采购库存信息综合管理系统的安全性，在角色权限控制的基础上管理信息综合管理系统中的用户，赋予角色相应的权限，配置对应的密码和登录名。权限管理功能可以实现新建角色、密码设置和用户定义[5]。

(2) 库房结构定义功能：针对货位、库位和库房，在库存管理特点的基础上对结构进行配置。

(3) 结转期与核算设定功能：通过该功能对生产核算期对应的起始日期进行设定，在历史数据库中存入库存数据以及到期的生产数据，其主要目的是对数据库性能进行维护[6]。在生产周期结束时核算烟草采购的相关信息。

系统管理模块功能如图2所示。

图2 系统管理模块功能图

1.1.2 进度管理模块

通过流转单在烟草采购过程中记录库存信息的变化，在烟草采购周期中获得相关数据。进度管理模块在MES系统中保存流转信息，在任意时刻监督烟草采购的状态。通过进度管理模块及时获得烟草采购过程中的库存变化信息[7]。加大监控烟草采购的精度，有助于管理和安排相关工作。进度管理模块在烟草采购库存信息综合管理系统中的功能如下。

(1) 生成流转单：生成每批任务在计划中的流转单，对烟草采购过程中存在的检验信息和工序信息进行记录和跟踪。流转单的主要任务是在车间内跟随加工零件的工位流转[8]。烟草采购库存信息综合管理系统通过流转单监控烟草库存的信息变化，同时为信息综合管理系统中存在的其他模块提供相关的数据支持。如果不能按时完成流转单相应的任务，利用信息综合管理系统中的分单功能用户可以实现分单操作。生成流转单的过程如图3所示。

图3 流转单生成流程图

(2) 流转单分单：当烟草采购任务不能顺利进行时，需要分割处理已有的流转单，用若干个新流转单表示原有的流转单[9]。原始的流转单通过分单功能分割为新的多个流转单，原始流转单相应的任务即为新的多个流转单的任务综合。

(3) 计划进度查询：通过对查询条件进行设置，获取烟草采购库存相关信息。

(4) 打印流转单：通过该功能可以打印空白的流转单，同时打印已勾选的流转单。

1.1.3 计划调度模块

计划调度模块在MES系统中录入进化后的烟草采购计划，承接烟草采购计划是计划调度模块的主要任务[10]。计划调度模块在烟草采购库存信息综合管理系统中的主要功能由配置相关采购要素、审定采购计划、制定采购计划。计划调度模块的功能流程如图4所示。

图4 计划调度流程图

1.1.4 库存管理模块

在烟草采购库存信息综合管理系统中烟草库存管理模块是较为重要的一个环节，实时监控烟草库存是烟草采购信息化最显著的改变，库存动态变化的要素通常包括半成品、在制品和原材料等。通过库存管理模块管控烟草采购库存信息。库存管理模块在不同的方位对烟草采购库存信息的变化情况进行监控，实时监控烟草库存变化，定期盘点核算库存资源，通过库存分析和库存查询等手段监控烟草库存变化。

1.2 烟草采购库存信息综合管理系统软件部分

烟草采购库存信息综合管理系统软件以主连接部分以及与外部网络连接为连接依据。主连接部分由物理接口VLAN网关组成，前者主要负责校园内各区域结构的VLAN连接、数据交换机和网络管理设备，后者主要是指VLAN在不同VLAN上的连接、设备地址之间的交换接口。与外部网络连接的部分主要包括汇聚层和接入层两部分。烟草采购库存信息综合管理系统软件中发挥重要作用的是设备管理模块、绩效管理模块。

1.2.1 设备管理功能

设备管理模块在信息综合管理系统中的主要功能是记录设备在库房中的故障情况、基本信息、运行状态和保养情况等，同时能够添加设备附属信息，包括设备所属车间、维护信息、设备使用工段和设备负责人等，保证在MES系统中的用户可以实时了解设备的维修情况、故障情况和使用情况等相关信息，为制定烟草采购计划和控制烟草采购精度提供决策信息。

1.2.2 绩效管理功能

绩效管理模块在烟草采购库存信息综合管理系统中根据实际采购、业务需求和工位状况安排工人作业，动态管理烟草采购库存，在核算期末进行资源消耗、人工出勤和工作时间等系统解算，在管理人员绩效考核过程中提供相关数据。

1.2.3 文档管理功能

在MES系统中文档管理模块可以存储采购信息的相关文件，包括图纸文件、采购相关文档和调度计划文档等。在MES系统中文档管理的C/S功能模块属于管理查询工具，可以在MES系统运行过程中为采购管理人员提供查询功能模块生成外部文档的功能。

2 烟草采购控制

烟草采购流程在我国烟草专卖体制下与其他行业的采购特性不同。烟草采购过程中数据信息是决策依据，数据信息的准确共享、传递和收集决定了烟草供应链的成功运营。烟草采购过程受数据失真影响的程度较大，基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法通过仿真和建模的方法对烟草采购过程进行分析。

具体建模过程如下。

(1) 顾客的总量在烟草采购过程中满足泊松分布。

(2) 顾客采购烟草的数量通常满足正态分布。

(3) 烟草商品补货时间段为第二天销售开始与当天销售结束之间，补货提前期通常在12 h之内。

(4) 根据信息综合管理系统中的烟草库存信息进行补货。

(5) 烟草的销售量在烟草实际库存为零时也为零，假设烟草连续3天的销售量为零，需要盘点烟草商品，并对库存信息综合管理系统中存在的数据进行更新。

设g代表由于偷盗和人为损坏等原因导致的不能正常销售的烟草销售量，g通常情况下满足[a,b]的均匀分布。

当公司采用(Q,R)采购策略采购烟草时，构建烟草采购模型：

S1=C1=Q0

(1)

St=St-1+Lt-1-SXt-1(2≤t

(2)

(3)

(4)

Ct=Ct-1+Lt-1-SXt-1-Gt-1(2≤t

(5)

式中，C1是烟草商品在时刻t的实际在库数量，Q0是在销售周期开始时刻烟草商品的库存数量，Lt是销售第t天时烟草商品的补货量，SXt是销售第t天时烟草商品的实际销售量，Pi是顾客i购买烟草商品的总量，通常情况下满足正态分布N(μ,σ2)。

在烟草采购模型的基础上对烟草采购库存进行控制，设I是现有烟草库存量，当I满足下式时，烟草采购库存信息综合管理系统发出库存预警：

I≤SS

(6)

式中，SS是安全烟草库存数量。

在烟草采购情况的基础上对烟草库存的安全数量进行调整，当出现问题时，烟草采购库存信息综合管理系统发出预警，补充烟草库存。时刻使烟草库存数量达到供应的数量。如果烟草库存数量达到预警数量时，烟草采购库存信息综合管理系统发出烟草补货预警：

I+QQ≤D×T

(7)

式中，QQ是在途未到货的烟草数量，D是平均烟草日需求量，T是采购周期天数。

烟草补货数量QQ的计算式如下：

QQ=D×T-I+SS

(8)

3 实验结果与分析

为了验证基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法的整体有效性，需要对基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法进行测试。库内卷烟采用 ABC 分类法进行库存管理。根据卷烟的品种比重、销售额比重将卷烟划分为 A、B、C 3类，如表1。

表1 ABC 分类标准

由表1可知，A、B、C类烟卷的品种数所占比重分别为5%～10%、10%～20%和70%～75%，销售额所占比重分别为70%～75%、10%～20%和5%～10%，其中：A类烟卷品质最好，在市场中更受欢迎；C类烟卷的品质相比最差，销售额所占比重较小。本次测试的实验环境为Microsoft Visual Studio 2010，操作系统为Windows。系统登录界面如图5所示。

图5 系统登录界面截图

对于订单的跟踪，采用实时数据更新的方式，将订单的状态更新到订单中给用户展示。图6为订单跟踪的界面。

图6 采购订单跟踪页面

在烟草采购库存信息综合管理系统中对烟草库存量进行计算，对比基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法计算得到的烟草库存量与烟草实际库存量，对比结果如图7所示。

图7 库存量计算结果

分析图7可知，采用基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法对90天的烟草库存量进行计算时，计算得到的烟草库存量与烟草实际库存量相差较小，因此基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法构建了烟草采购模型，在烟草采购模型的基础上分析烟草采购过程，通过烟草采购模型对烟草库存进行计算，提高了计算结果的准确率。

为了更直观地显示模型运行过程中各实体的各项数据及动态图形，可以继续在模型中添加曲线图，如图8所示。

(a) 暂存区容量状态图

(b) 优化后暂存区容量状态图

从图8(a)可以看出入库暂存区长时间处于饱和状态。从图8(b)可以看出，卷烟在入库暂存区的等待时间缩短，使得入库暂存区的卷烟容量减少，由优化前的拥堵状态变为最大容量 17，提高入库作业效率。

将烟草脱销天数作为评价指标，对基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统的有效性进行测试，烟草脱销天数越少，表明基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法的有效性越好。测试结果如图9所示。

图9 脱销天数

分析图9可知，基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法脱销天数远远低于未使用烟草采购库存信息综合管理系统时的脱销天数。基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法在烟草采购库存信息综合管理系统中设计了进度管理模块，实时监测烟草库存量，根据监测结果及时采购烟草，降低了脱销天数，提高了基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法的有效性。

在上述实验的基础上，对比优化前后烟草采购库存信息综合管理系统的整体稳定性和安全性。具体实验对比结果如图10所示。

分析图10中的实验数据可知，烟草采购库存信息综合管理系统优化后的整体稳定性和安全性与标准值接近，且全部达到95%以上，而优化前的整体稳定性和安全性相对较差，均未达到90%，所设计系统重点针对烟草采购库存信息综合管理进行研究，有效确保系统的稳定运行，同时增强系统的整体稳定性和安全性。

图10 优化前后系统整体稳定性和安全性对比结果

4 总结

烟草在国民经济中占主导地位，属于制造业，主要以销售和生产为主线，保障烟草公司运作和运营的基础是存货。烟草公司的损益和资产直接受烟草采购库存的影响，为了减少浪费和损失，需要对烟草采购库存信息进行综合管理。当前烟草采购库存信息综合管理系统设计方法存在库存量计算准确率低和脱销天数长的问题，提出基于MES的烟草采购库存信息综合管理系统设计方法，可准确计算烟草采购库存量，降低脱销天数。