智慧物流案例港口物流系统的设计与应用.docx

1、智慧物流案例港口物流系统的设计与应用钢铁企业智慧物流案例港口物流系统的设计与应用1.1企业简介某钢股份有限公司于1997年5月8日由鞍山钢铁集团公司独家发起设立，。某钢股份是国内大型钢材生产企业，主要业务为生产及销售热轧产品、冷轧产品、中厚板及其他钢铁产品。某钢股份公司能够生产16大类品种、600个牌号、42000个规格的钢材产品。“某钢”牌铁路用钢轨、船体结构用钢板、集装箱用钢板获得“中国名牌产品”称号。2013年，公司生产铁2163万吨、钢2082万吨、钢材1934万吨。某钢股份有限公司物流管理中心(以下简称物流中心）是鞍山钢铁集团公司国内物流业务的管理和运行平台，业务覆盖范围涉及汽车运输

2、管理、铁路运输管理、海路运输管理、仓储管理（成品库、原燃料场、港存物料、内贸现货仓储)、包装、加工等核心业务负责鞍山钢铁物流战略规划设计、物流信息化建设、物流成本控制与管理、物流方案策划等是鞍山钢铁集团公司物流系统的枢纽，其业务关系着企业众多项目的发展，物流中心不仅要从企业的供应链各环节考虑，更多地需要通过各种活动使生产、销售和客服都做到最好。1.2项目建设背景1.2.1信息化之前存在的问题1.供应链绩效水平低、物流成本高海路运输是某钢钢铁产品物流的主要方式，某钢生产工艺环节中，原料、燃料的到达、成品输出等大部分都需要由海路运输承担，海运的顺畅直接关系到某钢生产工艺流程、生产计划执行、生产经营

3、的顺畅及对客户所购产品到货及时性、成本经济性、信息完整性的保障。由于某钢海运业务涉及面广，本项目上线前，相关物流作业依旧是原始的手工作业，手工绘制各类作业图表所有作业信息的传递均通过电话和简单的电子表格传递的方式进行，这使得作业图表绘制量大、信息量不够充分、解读图表困难、信息传递的速度太慢、出错率高、劳动强度大，使得调度人员难以把精力集中到研究如何优化海运物流方案、提高海运效率上来。落后的运输管理系统不但跟不上某钢生产发展，而且阻碍了其高效运行，更不能很好地满足客户需求，难以提高企业产品的竞争力。由于不能实现信息跟踪、透明化管理，购买某钢产品的客户经常因为信息不完整而增加库存和资金占用。供应链

4、上的物流合作单位因信息缺失，不能实现优化物流决策，造成物流成本较高。2.物流运输作业全程信息流程设计不合理本项目上线前，海运相关单位陆续有几个局部项目上线，因其是不同时期、不同软件开发单位在不同阶段实施的，所以没有进行全盘规划和系统整合，一系列瓶颈问题不断暴露出来，突出表现为部分局部系统以信息孤岛形式存在;大部分系统没有信息化基础设施没有一个成熟的方案使得运输信息可与某钢ERP储运管理子系统和生产管理子系统对接;没有一个原有系统能实现物流作业的全过程管理和目标监控。3.钢铁产品海运运作复杂多货主、多产品类别、产品的质量对仓储、运输、包装、装卸等各物流环节要求高，基于优质服务的物流成本要求严格，

5、供应链各运作方需协同配合，这些因素使得钢铁产品海运运作方案具有挑战性。人工调度管理系统已不能适应现代物流的集约化发展模式与外延式管理要求。1.2.2解决思路1.谋求与供应链各方共御风险、合作共赢的战略伙伴关系一方面，海路运输是某钢钢铁产品物流的主要方式，海运物流方案的优化，已成为钢铁企业做大、做强的重要途径另一方面，企业的竞争日益演变为供应链之间的竞争，钢铁产能过剩、企业物流成本居高不下等因素迫切需要通过采取某种方式使供应链各方形成长期、稳定的战略合作伙伴关系，形成利益共同体，共同抵御市场风险。近海优势有利于某钢充分利用已有的资源、装备、技术和人才优势，更好地利用国内外两个市场、两种资源，破解

6、当前逐步显现的资源约束问题。所以某钢股份公司从社会化协同分工的经营理念出发，尝试通过物流信息系统的创新，建立某钢钢铁产品港口物流信息系统，实现物流全程跟踪、供应链各环节信息共享，形成一种供应链各方共御风险、合作共赢的经营管理机制，实现对整条供应链的协调运作与快速反应，进而谋求整体资源最优化与整体价值最大化。2.寻求资源、环境约束下的钢铁企业经济效益增长新模式目前，全球越来越严重的环境问题、资源短缺问题，都直接威胁着企业的生存与发展。传统钢铁行业存在着高消耗、高排放的弊端，既不符合当前国家建立资源节约型、环境友好型社会的基本国策，也不利于钢铁企业可持续发展。开发并应用智能化、系统化、柔性化的物流

7、信息系统，实现绿色物流、高效物流，就是要遵循经济增长、社会进步、环境保护三者协调与和谐发展的循环经济理念，创新应用绿色低碳先进装备工艺，改变高污染、高能耗的传统生产过程，通过源头控制、过程监控、三废循环利用，建设循环链，建成集钢铁产品制造功能、能源转换功能、社会大宗废弃物处理与消纳功能于一体的世界一流清洁钢铁产品物流。故公司在物流信息化建设方面通过先进的物流技术和面向环境管理的“生态物流”理念，进行物流信息系统的规划、开发与应用、管理和实施过程，这是减少资源占用、最大限度地降低物流过程对环境影响的一种经济运行模式，能帮助企业实现获得经济效益的同时获得良好社会效益的目标。3.适应现代物流的集约化

8、发展模式与外延式管理要求目前钢铁企业的仓储、运输、包装、物流加工、信息服务等不同环节、不同功能、不同的物流活动是由多个物流主体承担的，经常出现系统的某一个环节产出能力不强，整个系统及系统内各个主体的产出都受到限制的现象。这种情况下，开发并应用智能物流信息系统，实现物流信息全流程跟踪、透明化管理、流程标准化、信息共享至供应链合作伙伴是钢铁企业现代物流的一条有效发展途径。另外，企业的发展还受外部条件的制约，企业利用外部资源的能力极大地影响着企业的发展速度。对于有着明显网络特征和外部管理特性的物流管理信息系统，创新能更好地实施物流信息化、标准化、系统化等手段，提高企业将外部资源转化为内部资源的能力。

9、1.3信息化解决方案1.3.1系统总体设计方案为提高港口物流系统建设的质量，满足和适应港口物流业务需求，降低开发风险，加快开发进度，本项目采用“快速原型定制开发”模式。以具有开放、扩展特点的成功实施案例的功能模型作为系统设计开发原型，结合物流中心港口业务要求扩展、优化，形成具有物流中心管理特色和技术风格的应用系统。关联信息系统接口根据具体业务系统的特点定制开发。1.3.2系统集成设备及系统软件设计1.服务器结构设计港口物流系统作为产销企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP )扩展，与产销ERP共享2组服务器，其中包含2台应用服务器（通过高可用性集群多处理

10、，即HACMP，实现服务器间的冗余)、2台数据库服务器(通过HACMP实现服务器间的冗余），均采用IBM POWER5系列小型机，并通过存储区域网络(Storage AreaNetwork，SAN )连接两台DS8000存储，保证系统在数据级别的冗余。其中，应用服务器的硬件配置为16个1.65GHz高速缓存微处理器、32GB系统内存。数据库服务器的硬件配置为24个1.9GHz高速缓存微处理器、96GB系统内存。.通信中间件MQ配置方案整个港口物流业务系统的中间件安装在两台P590应用服务器上。Websphere MQ ( Message Queue，消息列队）保证了制造执行系统（Manufac

11、turing Execution System，MES )与ERP系统之间可靠、安全的数据传输。在存储设备上建立MQ的卷组( mqmavg与mqmbvg )，并在该卷组上建立MQ的两个文件系统（分别是/var/mqm/nodea和/var/mqm/nodea/log )。在两台应用服务器上分别创建队列管理器，处理MES与ERP质检的消息传输，达到两台应用服务器的负载均衡，即使发生单点故障，另一台应用服务器的队列管理器会接管故障服务器的原有通信业务。3.数据库服务器设计数据库是一个系统的核心，就像人的大脑，负责接收信息并进行处理，在整个系统中起到至关重要的作用，因而数据库建设的成败将直接关系到整

12、个系统的成败。该系统采用IBM企业版数据库软件DB2并配置高可用性灾难恢复(High Availability Disaster Recovery，HADR )，分别在两台DS8000上建立数据库，保证了数据库的稳定运行。1.3.3应用软件系统结构设计1.系统应用架构概念模型港口物流系统拥有物流中心港口钢铁产品信息化全部功能，可以分成三个层次决策分析层、经营管理层、执行层，如图1-1所示。( 1)决策分析层主要包括多种物流方案的成本分析、综合统计与物流方案决策支持。( 2)经营管理层主要包括合同管理、海运协议管理、仓储管理、租船配仓管理、离港管理、财务管理系统。(3)执行层主要包括PDA数据采

13、集系统、某钢产销系统等。2.应用系统体系结构根据需求分析报告，整个系统采用C/S结构的三层架构，设服务器两台、磁盘阵列一台，全部利用炼铁厂现有的两台P55A小型机及一台DS4700磁盘阵列，服务器内存为8GB，磁盘阵列的磁盘为7(146GB。两台服务器配置成RAC ( Real Application Cluster，真正应用集群)。系统结构见主机系统结构拓扑图。PDA数据采集系统与港口物流管理系统的交互方式采用Web Service分布式应用。3.系统设计原则1）系统架构灵活扩展系统在初期建设阶段充分考虑到将来新增系统的扩展需要，必须在不改变原有系统架构体系的前提下，可以进行系统能力的纵向和

14、横向扩展。2）系统资源集中规划系统处理能力需求集中汇总，对硬件资源统筹设计规划，提高系统整体投资利用率。3）系统资源配置合理针对不同服务的运行特点，配置技术特性最为合理的硬件资源，确保系统整体运行效率。4 ) 业务运作安全可靠通过网络安全及系统安全策略设置等方法，确保企业核心服务安全可靠。5）系统持续稳定运行系统的高可用性是保证企业业务运转的关键。除了提供高可靠、高可用的硬件、软件产品和技术外，还要通过周密计划、安排和实施整套带冗余性的高可用计算机群集方案，确保系统的高可用性。系统主要设备均配置冗余模块，如电源、风扇等，机柜均配置双路供电线路。6）系统技术先进成熟随着信息技术的发展，出现了许多

15、新的技术和产品，但为了保障系统的稳定性和可靠性，通常会在选用成熟产品的前提下，充分利用新的技术和已成功的经验。本项目中选用的产品和技术要符合当代信息技术发展趋势，既包含先进技术又有发展空间，并且是各个领域公认的、技术领先且功能完备的成熟产品和技术。4.应用系统功能设计应用系统是整个系统的核心部分，分海运协议管理，库存管理，开限管理，租船、配船管理，离港、甩货、异议管理，费用计算管理，预警管理，接口管理，综合统计，系统维护等主要业务子系统，各子系统之间以海运协议为主线实行业务集成，实现库存管理、开限管理、租船、配船、离港等信息的相互支持与信息共享。同时支持上述物流运输业务子系统的还有基准数据管理

16、、应用业务组件和接口管理三部分。(1）基准数据管理实现业务基础数据的管理，如航次号编码、港口编码等，是系统运行的基础。在系统功能设计中，本模块单列在字典维护中分为公共类、费用类、协议合同类。其中，公共类为三港公用字典;费用类是涉及费用维护类字典;协议合同类为海运协议、租船合同、过泊合同等合同类涉及的编码及字典管理。( 2)应用业务组件为支撑系统运行、实现组件化的系统，提供如工作流管理组件、权限管理组件等。( 3 )接口管理主要实现与关联系统的数据交互，包括某钢股份ERP产销系统、钢铁分公司ERP系统、鞍凌公司ERP产销系统、PDA。1.4管理创新1.物料标识创新二维条码管理物流中心提出创新物流

17、标识方案，在鞍山钢铁公司无缝钢管厂、线材厂、中厚板厂、热轧2150、硅钢厂、冷轧厂、热车1700、热车1780、或鱼圈1580等的产品发货时应用二维条码管理。二维条码存储的信息量见表1-1。表1-1二维条码存储的信息量通过二维条码管理物料的唯一标识，为PDA的数据采集提供有利条件，同时对于理货、出库的电子管理奠定基础。2.全程跟踪创新PDA数据采集系统某钢目前在厂内已设置了射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)设备，物料在厂内到装运港实现了信息跟踪，但到港后信息缺失。之前某钢发往港口公司的货物到港后，由于港口仓库没有信息化系统支持，很多理货工作还依靠

18、人工进行管理。即在验收某钢各工厂来货时，需要理货人员到现场手工来记录物料号、车号等信息。然后人工把信息传递给国贸港口公司仓储人员，仓储人员再以人机交互形式把信息录入国贸现有的港口信息系统中，在系统中完成租船、配船、出库等操作后，通过系统打印出库通知单，再传给港口公司理货人员完成货物的出库装船操作。在此信息传递过程中由于人为因素，往往存在一定量数据错误及信息不及时等问题，从而在一定程度上影响货物的验收时间，使订货客户在时间及金钱上造成损失。为了满足快速生产理货、出库业务需求，及时为客户服务，本次系统增加PDA物料采集系统。1)方案背景本方案为满足某钢集团公司港口物流系统与各物流仓库之间信息及时交

19、互需求而设计。2）方案目标基于手持无线网络的PDA ( Personal Digital Assistant )设备，利用3G无线网络（某钢专网），实现现场数据的及时采集和实时存储，保证物流和信息流的统一，减少手工操作和纸张作业，大力提高物流发货的准确率和效率。3）方案设计营口、锦州、大连等地区的某钢物流各仓库人员，利用手持无线PDA设备采集的数据由3G无线网络（某钢专网），经过运营商辽宁省分公司的APN通信服务器，再通过同步数字体系( Synchronous Digital Hierarchy，SDH)，传送到鞍山本部核心机房的PDA服务器上，进行数据交换处理。PDA服务器再与某钢本部ERP

20、系统进行数据交换，反之亦然。港口物流PDA网络示意图如图1-2所示。此方案利用运营商的线路，某钢需租赁一条运营商的2MB SDH专线（鞍山本部核心机房到运营商辽宁省分公司），并且需要新购置两台服务器作为港口物流仓库的服务器，放置于鞍山本部核心机房内。4 ）方案优势采用数据集中方式，将各区域仓库所需信息集中存储在鞍山本部核心机房内，便于信息统一管理和维护，既节省成本，又利于系统扩展。采用运营商的3G APN专网，较之3G公网模式，虽然在费用上会有所增加，但是极大地保证了某钢内网安全和数据传输的安全;并且APN专网能够保证网络带宽，对日后某钢集团物流系统的应用和其他系统的移动化应用，会建立良好的平

21、台基础。 3.仓储管理创新电子理货优势原来是人工理货，现在通过PDA条码扫描系统自动和产销系统的发货数据进行比对，正确后物料自动入库，实现电子理货。物料出库时系统自动向PDA服务器发送出库指令，操作人员可以通过PDA查询需要装船出库的物料信息及货位堆放情况找到物料，然后扫描实物的二维条码，系统自动与出库单比对正确后出库，否则提示“物料选择错误”，这样可以有效防止装错料的发生。电子理货流程可参照图1-3。4.运输计划创新自动配船选货为了避免配船过程中出现的各种关系影响配送时间，系统按照客户订货时间、开限时间等条件自动配船选货。此功能将以前30分钟/船的配船时间缩短为2秒，并且减少差错率，确保物流

22、方案是按照客户订货时间、开限时间优化完成的，缩短客户资金占用时间，提高客户资金周转率。5.流程再造创新车船直取模式电子理货、自动配船实现了钢铁产品生产厂与运输作业单位、港口装船相关单位的无缝链接，实现了货物到港不落地，车船直取，从而提高港口周转率、提高运输效率、缩短物流时间，在提高整个供应链绩效的同时降低了物流成本，真正为客户提供了到货及时性、成本经济性、信息完整性的物流服务。6.供应链管理创新管理精细化、规范化原港口理货按照车进行理货，会产生很多弊端。如果一车物料为两位以上客户，只要其中有一家客户货款没有补齐，那么另外一家客户的物料也不能按期配船发货;另外，客户货物的保险管理也存在不精细的问

23、题。按物料精细化管理对于异议的追踪查询非常有利。另外还规划了保险的流程及投保通知书格式。原来人工管理没有系统支持，保险费是按照货物最高价格进行投保，导致每年都多缴保险费用。系统运行后管理到物料明细及订单明细，每笔保险费用都是按照具体货值进行精确投保。出现需要保险理赔时，每个物料的实际货值都能在系统中查询。1.5信息化进程及工作步骤在各级部门的大力配合下，经过全体开发人员共同努力，项目最终成功完成，其工作步骤具体如下。1.可行性分析组织各方面专业技术人员进行实际调研，从港口物流系统在集团公司冶金生产过程中的作用、港口物流系统信息化应用现状、集团公司ERP系统实施后港口物流面临的问题、建立港口物流

24、系统的意义等多方面进行论证，证明该项目是可行的，而且是非常必要的。并向集团公司申请立项，得到批准后，成立系统开发小组，进入实施阶段。调研论证、方案制订开发小组成员广泛深入地进行现场调研，听取用户意见，参考国内外港口物流运输、计算机、无线电等领域的先进经验，结合某钢实际情况提出本系统设计方案，将港口物流系统这一大型综合项目分为计算机网络设备、PDA条码扫描系统、物流管理系统软件开发三大部分完成，提出各部分实际需求任务书，制订技术方案。3.应用管理软件设计应用软件设计采用瀑布式与原型法相结合的方式进行，即系统设计进行详细的系统调研、分析、流程再造.评审、设计等工作，提出系统调研报告、系统分析报告、

25、系统研制报告、系统详细设计文档，开发能满足港口物流需求的原型系统。原型系统投入运行后，用户提出改进方案及新增业务需求，对系统进行改进设计，形成最终满足用户需求的目标系统。软件系统开发的整体结构采用目前最为成熟的C/S体系架构和PowerBuilder开发环境。系统设计保证数据的完整性、准确性和安全性。本系统从需求上划分为10部分合同管理子系统海运协议管理子系统库存管理系统;开限管理子系统预警管理子系统;发到单管理子系统;配船管理子系统;离港管理子系统;结算管理子系统;综合统计管理子系统。4.系统实施为保证项目的顺利进行，本系统采用分步实施策略，由于本单位人员紧张，具体实施部分通过公开招标委托其

26、他单位进行，ERP组提供技术支持和技术审查。1)成本及产品质量控制首先，为防止被二次分包，对招标入围单位进行严格的资质审查，如软件入围单位要求具有工商行政管理部门核发的有效企业法人营业执照;具有良好的商业信誉和经营业绩，没有有损其经商声誉的记录;具有质量管理体系认证证书、税务登记证、组织机构代码证等有效证件;具有独立完成本项目的能力，中标后不允许分包、转包;重要的是，投标单位需提供设计过大型港口物流信息系统的证明材料;接标后签订针对本项目的技术服务书。设备采购部分要求投标单位注册资金在500万元人民币以上有实施类似规模项目的成功经验，并出具用户证明书。参与本项目方案设计及项目实施的人员资质要求

27、IBM或HP小型机、Cisco交换机、Oracle数据库每项至少有1名获得技术认证的工程师，并携带相关证明书原件在开标时到场;通过ISO 9001认证，并提供相关证明;获得原国家信息产业部颁发的计算机信息系统集成资质证书（三级以上)获得原生产厂商授权书。其次，ERP小组的专业技术人员与投标单位技术人员进行技术交流，对投标单位的技术能力摸底。最后，在社会范围内进行公开招标，排除恶意投标、低价中标。2)工期控制确定中标单位后，ERP工作组成员与各施工单位共同制订各自项目的施工组织设计确定项目的范围、功能、人员构成、主要施工人员、施工流程、进度计划、工程质量保证措施、安全保证措施、工期保证措施、工程

28、资料管理、环境保护等方面内容，确保项目按计划有条不紊地进行。3 )项目管理全体工程管理人员和施工单位不辞辛苦，加班加点跟进工程施工管理，克服重重困难，解决了大量的技术问题，确保了港口物流系统各环节的正常运行。港口物流系统工程的调试、上线、试运行、运行、移交等过渡阶段进展顺利，每个单位工程完成以后，由公司质检部门和质量验收部门严格把关。为确保系统顺利上线，我们制订了切实可行的上线部署和上线预案。组织各单位负责人召开上线动员会，明确了上线时间及步骤，要求各单位提前做好相应的准备工作。根据本系统开发进度和整体部署情况，安排了三轮系统培训。系统上线期间为了不影响各单位日常生产，采用手工和老系统并行的方

29、式。刚上线的单位每个岗位都派专人进行现场指导操作，做到每个班至少跟踪两次。同时，考虑到网络系统和软件系统运行不稳定的情况，在此期间24小时有网络和软件技术人员在现场值班，并配有专门的维护车辆，保证在最短的时间内到达事故现场，及时处理故障，上线运行正常后，立即投入试运行，并适时取消各种报表正式运行。4）合同要求指标合同要求各项指标合格率达100%，优良率未做具体规定。为了保证工程质量，施工过程中，公司质检部门和建设单位专业管理人员精心组织，严格把关，认真遵守执行工程质量管理条例，对工程实施跟踪管理，发现质量问题及时整改，确保工程质量达到设计标准。各施工单位严格按照设计图纸和有关施工质量验收规范的

30、要求组织施工，克服了工期紧等一系列困难。小型机等设备安装环境完全满足产品的要求，各单位工程质量合格率达100%，实现优良率80%，满足某钢钢铁产品港口物流信息系统提出的各项需求。1.6主要效益分析1.6.1取得显著的经济效益自2013年方案实施以来共降低物流费用3.6亿元/年。1.6.2提高物流运作效率和物流绩效，促进公司可持续发展一方面，计算机系统提供的完整、及时、准确的信息及辅助决策方案将改变现行运输管理体制的许多工作模式和决策方法，实现决策科学化、管理规范化，决策靠数据，调研论证有依据，减少了决策的简单化、盲目化和失误。另一方面，按照计算机管理的特点，物流信息化是指运用现代信息技术分析、

31、控制物流信息，以管理和控制物流、商流和资金流，提高物流运作的自动化程度和物流决策的水平，达到合理配置物流资源、降低物流成本、提高物流服务水平的目的。物流信息化主要表现为物流信息的商品化，物流信息收集的代码化和数据库化，物流信息处理的电子化和计算机化，物流信息传递的标准化和实时化，物流信息存储的数字化等。推进本项目实施，促使公司物流管理工作实现全方位提升，使公司物流成本大幅度降低，效益明显增长，为公司可持续发展创造了有利条件。1.6.3提高环境业绩，取得良好的社会效益市场的全球化以及国家绿色壁垒的形成，迫使企业寻求更加环境友好的经营方式，以绿色物流管理理念指导的某钢钢铁产品港口物流信息系统的设计

32、与应用，帮助企业取得了良好的社会效益。例如，优化的运输方案减少了无效运输带来的油耗和燃油燃烧对环境的污染;电子理货、车船直取的物流运作减少甚至取消了冗余仓储作业，有效地为港口和企业减少资源消耗、提高节能减排工作水平做出了贡献。1.7主要体会、经验与教训要想成功设计实现大型实时性强的物流综合应用系统，必须贯彻系统规划、统筹兼顾、强本简末、量力而行、重点突破、流程再造、科学选比、整体推进、早见成效的方针。实施中不但需要领导对系统开发工作的绝对支持，团队还必须遵循科学整合、深入实际、打破常规、集中力量、集中时间、划小单元、分兵拓展、交叉作业的方略。通过某钢钢铁产品港口物流信息系统有效运行，运输组织实现了优化资源、系统整合、集中一贯、精干高效的管理。同时也解决了某钢运输业务如何向满足核心客户需求的物流服务模式转变，解决了某钢海运业务信息技术体系向大物流信息技术体系转变的难题。某钢钢铁产品海运信