中储粮总公司2013年度智能化示范库技术方案[20130401]

中储粮总公司智能化粮库建设项目技术方案

项目名称中储粮总公司智能化示范粮库建设项目

项目组织单位中国储备粮管理总公司

项目常设机构中国储备粮管理总公司仓储管理部

组织实施单位中国储备粮管理总公司各分公司

项目承担单中央储备粮智能化平台各示范库

项目负责人

项目联系人

技术实施单位

项目起止年限2013年1月至2014年12月

目录

一、项目概述

项目背景

中国储备粮管理总公司（以下简称“总公司”）在2011年的仓储管理工作会议上提出了“三五八一”仓储管理工作的智能化目标：在未来2-3年内，以分公司为单位，直属库总仓容30%的仓房采用智能通风技术，50%的烘干机实现智能化控制，80%的气调粮库应用智能管理系统，每个分公司建成一个智能化示范粮库。通过智能化粮库建设，可以使得粮食存储的生态环境大为改善，充分保证存储过程中的质量、数量安全，仓储粮情数据采集更加方便，数据共享更加快捷，数据利用更加高效。因此，总公司以现代科学技术和信息技术为依托，以“降低劳动强度、降低损失损耗、降低管理成本，提升管理水平、提升经济效益、提升发展质量”为宗旨，提出陆续将直属企业建设成为智能化粮库的目标，为科学安全地储粮提供技术保障和科学依据。

2012年国家发展和改革委员会办公厅与财政部办公厅联合下发的《国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于同意在海铁联运等七个领域开展国家物联网重大应用示范工程的复函》（发改办高技〔2012〕2102号）与

国家粮食局下发的《国家粮食局关于转发<国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于同意在海铁联运等七个领域开展国家物联网重大应用示范工程的复函>的函》（国粮展〔2012〕170号）文件中指出“国家粮食储运监管物联网应用示范工程”项目已获批复，该工程以《“十二五”粮食行业规划纲要》和《粮食科技“十二五”发展规划》的目标任务为依据。根据国家粮食局《粮油仓储信息化建设指南》的相关要求，粮油仓储企业要通过利用计算机网络技术、软件技术、传感技术、自动控制技术、物联网技术等手段，实现粮油仓储业务管理的自动化、信息化和智能化。总公司是本次项目的主要承建单位之一。

总公司为落实国家粮食储运监管物联网应用示范工程的建设同时得到国家政策和资金的支持，避免中储粮系统的重复投资建设。总公司将2011年的仓储管理工作会议上提出的“三五八一”仓储管理工作的智能化目标其中的“一”，即每个分公司建成一个智能化示范粮库和建立中储粮智能化粮库数据中心，作为总公司落实国家粮食储运监管物联网应用示范工程的内容。

总公司委托中华粮网作为中储粮智能化粮库建设的总集成商，已完成了中储粮智能化粮库建设的方案、物联网项目建设方案以及资金申请报告的编写并已报送相关部门，将国家粮食储运监管物联网应用试点工程项目

和中储粮智能化粮库项目建设合二为一进行统一建设，采用“多系统一平台”模式进行智能化粮库项目的搭建。使子系统与子系统之间、子系统与平台之间采用总公司和中华粮网共同制定的中储粮智能化粮库底层通讯协议（以下统称“内部标准协议”）进行交互，做到既满足物联网建设的验收要求又贴近直属库实际的智能化项目建设的需要。

建设内容

中储粮智能化粮库项目是总公司承担的物联网项目建设的核心内容，为了使智能化粮库项目最终能顺利通过验收，中储粮智能化粮库管理平台、仓储信息管理系统、粮情远程监管系统、视频监控系统、智能出入库管理系统为系统的必选子系统，智能气调系统和智能通风系统可以根据库区所处的生态区域选择，这些内容是智能化粮库项目建设的基础，由总公司仓储部统一规划、统一建设。

另外各个直属库可以根据自身库区信息化建设的需要自行选择是否建设网络办公系统、公用信息系统、油脂库存测控远程监管系统、区域一体化协作系统、四单一证系统、智能化粮食质检系统、激光测重系统。这些可选子系统在设计时只要采用内部标准协议就可以和智能化粮库管理平台实现无缝的对接通讯，实现统一集成的目的。

各个直属库智能化粮库项目建成后将实现粮库管理层对库区内业务数据的及时掌握、随时监督，保障储粮安全，实现各业务部门工作的标准化、信息化、便捷化，提高工作效率，实现管理层和业务部门的信息共享，实现办公自动化、高效化；通过仓储信息管理系统，实现对仓房的熏蒸、通风、谷冷、气调等业务的记录、统计、查询，以及对仓储科技、人员培训、药品进行统一管理，落实中储粮总公司即将实施的“四单一证”内容的建设；

通过粮情远程监管系统，实现粮情数据快速及时掌握，各种异常数据及时预警、快速反应，结合其它系统实现各种业务的智能远程操控；通过建设视频监控系统，实现库内、库区、办公区等全方位视频监控，为安全生产、规范作业提供帮助；通过建设智能出入库管理系统，动态、及时地反映粮食出入库、扦样、质检、称重、入(出)库、保管的整体作业信息处理流程，确保粮食数量真实、准确、动态、及时，达到监管有据、账实相符；通过智能通风系统，解决通风时机难把握、劳动强度大的问题，避免无效通风和有害通风的现象发生；通过智能气调系统，实现气调杀虫、气调防虫、气调保鲜储藏等不同气调储粮工艺的自动监控；通过网络办公系统，实现库区无纸化办公以及手写签名，实现工作流转与文件管理的自动化，建立起一个弹性、灵活、高效、安全的电子化办公环境；通过公用信息系统，实现公告通知、出入库作业流程提示、技术研讨、视频会议等媒体化，为员工日常工作学习提供方便。

项目目标

（一）全面提高中央储备粮保管的信息化程度，降低劳动强度，提升管理水平。

通过中储粮智能化粮库管理平台集成多个智能化系统，实现仓储管理、粮情监控、视频监控、出入库、气调、通风、办公等的自动化，用数字化技术反应粮食的出入库、质检、称重、出入仓、保管的信息化作业处理过程，开展储粮通风、气调等作业的自动控制应用示范，建立监控中心实现有关作业可视化监控和相关信息网络化传输，基本实现粮食仓储环节的智能化管理，降低劳动强度，提升管理水平。通过实现充氮气调、智能通风的智能化控制，使仓储保管中的熏蒸杀虫、检测浓度，通风过程中的开关、门窗的开关等方面通过鼠标一键解决。同时，使以往每仓需要一名保管员的专人管理模式转变成控制室集中管理控制的模式成为可能。

（二）利用现有先进技术实现储粮过程中的降低损失损耗，提升经济

效益。

仓储管理中的储粮损耗是仓储管理成本中较大的支出，包括虫蚀、水分散失、坏粮损失等。围绕如何降低损失损耗，着力点在于合理通风或尽量减少通风，在一定的水分下确保储粮安全，控霉、防虫是主要方向，通过气调来控制虫害，降低霉变，通过智能控温，确保安全，提升粮食品质，最终提高管理效益。

（三）通过围绕整个粮食出入库流程监控，提高效率，降低管理成本，提升发展质量。

基于RFID卡技术，利用智能出入库管理系统，控制出入库流程，安装覆盖全库区的视频监控系统，监控出入库信息、仓储日常保管信息，确保库区生产安全。

（四）使用办公自动化系统，在现有大业务系统及覆盖整个中储粮系统的网络系统基础上，提高信息传递效率，实现公文管理无纸化，实现原笔迹手写签名，同时，开发触摸查询系统延伸客户服务中心工程。

（五）通过使用基于移动平板的仓储信息管理技术，解决仓储管理工作办公场所不固定、现场还原难等问题，借助平板技术和声音、视频、图像、文字等多种媒体来记录粮情信息（且这些数据能被记录归档、随时调阅），提高仓储管理工作的质量和效率。

（六）实现真正的“一站式”办公，通过采用统一的通讯协议使所有的子系统在一个平台下运行，一次登录之后能控制所有的通风设备、气调设备、粮情测温设备，视频监控设备及其他的子系统。避免在各个子系统之间来回切换，提高用户体验。

二、项目总体技术方案

设计原则

根据中华粮网在信息化项目建设领域积累的经验，在对智能化粮库示范库项目设计时，将依据如下原则：

1) 可验收性：由于本次智能化粮库项目的建设是总公司承担国家物联网建设项目的核心内容，所以各个直属库的建设过程必须要在总公司仓储部的统一调度下统一进行，避免独自建设的标准不统一无法完成总公司的最终项目的验收。

2）先进性：采用目前最先进的计算机技术和软件开发技术设计、建设中储粮智能化粮库管理系统。

3）实用性：所有子系统的建设都要符合库区的实际业务需求，必须做到上线每一个功能都是有用的，不是为了上系统而上系统。

4）安全性：本系统必须着重考虑的因素是安全性，采取物理、网络、应用全方位的安全策略，确保系统不受外来的非法入侵，同时亦照顾到内部访问级别授权及电子签名等各种技术，确保具有不同权限的用户只能对不同权限数据的访问。

5）可靠性和稳定性：系统采取成熟可靠的技术和体系结构，选用可靠性高、稳定性好的软、硬件产品，对自行开发的应用系统实行严格的项目管理和质量管理，保证系统可以支持7*24小时的系统运作模式，采用热机备份的原则，对主要数据进行实时备份，以保证系统能够保持较好的稳定性和可靠性。

6）可扩展性：系统提供良好的数据接口，具有很好的可扩展性和可移植性，并考虑以后业务的扩展和系统扩容。

7）灵活性：智能化粮库管理平台要能与以后业务的变动相适应。业务

流程发生变动时，无需修改系统或只需极少修改即可。

8）经济性：在保证系统功能和性能满足要求的前提下，适当考虑经济性，使系统具有较高的性能价格比。

总体架构

根据示范库的实际业务需求，结合当前先进的软件研发技术，经研究决定采用“多系统一平台”的插件式架构设计思路，利用可扩展的模块化设计，将多个智能系统通过内部标准协议集成到《中储粮智能化粮库管理平台》中。本项目在整个中储粮系统的中储粮智能化监管平台和数据中心建设的基础上，围绕中央储备粮管理的仓储、业务、办公三个主要方面的信息智能化建设，项目总体架构图如所示。

图智能化粮库管理平台架构示意图

仓储智能化：包括智能气调系统、智能通风系统、视频监控系统、粮情远程监管系统、智能出入库管理系统、仓储信息管理系统、油脂库存测控远程监管系统、四单一证系统、区域一体化协作系统、智能化粮食质检系统、激光测重系统。

办公自动化：包括智能网络办公OA、综合信息网、触摸查询系统和智能粮库查询演示系统。

业务信息化：整合现有中储粮业务各环节信息管理系统，集成到智能化粮库管理平台中，使各个信息孤岛互联互通。

三、中储粮智能化粮库管理平台简介

在总公司的指导和建议下，由中华粮网负责研发的“一平台”即是指《中储粮智能化粮库管理平台》，该“一平台”是整个智能化粮库建设的核心。做一个类比：计算机操作系统（如：Windows Xp，Windows 7）是计算机能有效运行起来的保障，那么《中储粮智能化粮库管理平台》就是中储粮仓储智能化管理的操作系统。在《中储粮智能化粮库管理平台》运行的各个子系统（如：仓储信息管理系统、视频监控系统、智能通风系统、智能气调系统等）就相当于是计算机运行的各类应用系统（如：office办公系统、邮件系统等）。

“一平台”是整个智能化粮库建设各个子系统数据交流的中枢神经，是整个智能化粮库建设的高速信息公路，各个子系统、传感设备、仓储设备只有在“一平台”的统一调度下才能做到有序高效的运转，否则库区人员在诸多的管理系统中来回切换使各个直属库的信息化水平停滞不前。为了做到统一调度、“一站式”操作所有的子系统，开发商在开发前要在开发语言、开发模式以及内部通讯协议方面和“一平台”做好约定，否则系统将无法和平台集成，造成后期开发工作的返工，影响集成进度。

“一平台”是中储粮智能化粮库和国家物联网建设验收的主要内容，关于

其验收标准随后将以其他文件进行发布。

图中储粮智能化平台建设规划分层架构示意图

四、十三子系统简介

仓储信息管理系统

实现仓储信息管理以及通风气调等各种作业的记录。其中，粮油专卡数据内容包含仓房编号、品种、等级、国别、产地、性质、收获年度、入库年月、数量等；作业记录簿数据内容包括粮油仓储过程中的粮情、通风、熏蒸、谷冷、气调、查粮等作业情况。

直属库作业人员执行日常作业任务时，根据不同的作业任务需要填写不同的作业单据，在作业任务完成后，将作业单据存档保留作业记录作为作业凭证，以供历史查询。

目前多数直属库的作业均采用纸质的单据，所有作业执行内容填写及领导签批都需要在纸质单据上进行，各职位的工作不能有机分离，单据流转及签批可能在某一环节积压，领导签批任务繁重，造成工作不能顺利进行，业务处理效率相对较低，同时纸质单据的存储耗费人力物力，且保存、查阅都存在非常大的难度。

根据示范库的实际情况，需要将传统纸质单据转向无纸化、电子化。无纸化方案的设计思路是在尽量不改变原有的业务流程的基础上，将原来的纸质单据、签名确认改为电子单据、手写设备手写签名的方式，用户通过显示设备浏览电子单据内容，并可通过手写设备对单据进行签名确认，作业人员可以选择电子单据凭证或是打印已签名的纸质凭证，完成业务流程。这种新模式的应用可以减少纸张浪费并实现全程电子化档案管理，通过安全的电子签名技术手段，实现低成本、低风险、高效率运营，并解决大量使用纸张、环境保护等问题。

粮情远程监管系统

对储备粮数量、质量储存安全进行实时监测，对储量温度、湿度进行监控，根据监测到的异常高温或者异常空仓预警信息。向通风、谷冷、充氮等作业传递有效的粮情信息，通过粮情远程监控、粮情数据收集、粮情数据分析、粮情异常信息管理等措施和技术予以实现。

视频监控系统

为了有效的监控库区各类人员（如：库区员工、搬运工、外来办事人员、货车司机等）在库区进行各类作业的现场是否安全规范、是否有偷粮现象发生、是否有人非法进入库区，通过视频监控系统实现多方位视频采集系统，对关键位置实时监控、自动报警，并将这些数据作为有效的现场证据进行保存并进行定期备案以备后期的调阅。根据中储粮智能化粮库建设的要求，有条件的库区要实现全覆盖，而条件暂不成熟的库区监控系统部署要覆盖库内的主要进出通道、主要作业点及药品库、器械库等重要场所。同时视频监控是总公司即将推出的“四单一证”的重要组成部分。

智能出入库管理系统

通过各种信息化手段，对出入库各项业务及操作进行实时监控、动态跟踪，同时加强出入库的各项管理，确保粮食数量真实、准确、及时，达到监管有据、账实相符。以下主要以粮食入库为主，简述出入库系统中的主要功能及流程。另外，为适合各不同示范库的实际特点，相关流程功能可以进行增删和组合调整。

数据抽取模块：粮油交易合同签订并将合同信息及质检信息录入《大业务系统》后，数据抽取模块导入《大业务系统》中合同详情及质检数据到《智能出入库系统》，同时，粮油运往库区港口。

登记称重模块：运输粮油的轮船到港后，直属库经营科组织运粮车队

对粮食进行分装并称重，系统将粮食重量数据写入RFID电子标签或二维码，通过RFID电子标签或二维码对车辆及货物重量信息进行标记，依据RFID电子标签对车辆在途或在库内的各项作业进行全过程跟踪和自动控制。

到库称重模块：运粮车辆到达库区后根据RFID电子标签或二维码获取原始车辆货物重量信息及载重，结合地磅操作控制，自动获取并记录车辆所载粮食的性质、重量数据到出入库系统。同时根据电子标签信息对车辆上磅合法性、在途货物损耗、是否发生异常等信息进行判断。

扦样检验模块：粮食入库时，通过电子标签对车辆信息进行识别并扦样检验，根据检验结果自动判定粮油价格及等级，减少人工参与。

粮食入仓模块：在仓房现场使用手持式RFID读写设备识别运送车辆，根据车辆载重信息及实际仓库库存信息，自动指定货物存放仓房货位。同时仓房管理员根据实际货物品质判断是否允许入库，并使用智能终端对入库货物进行入库确认及签字。

结算模块：根据RFID标签对车辆载重货物及运输费用，进行结算。

RFID电子标签综合模块：对系统中可以使用的电子标签进行设置，记录运输车辆车牌及货物信息，并实现RFID的使用、停用、禁用等状态设置。

实物保管账模块：对粮油出入库记录、冲补账记录进行管理，根据粮油仓储保管账形成所需要的统计图表。

综合数据分析统计模块：利用多种图形图像工具，动态对比显示入库中的各项数据，进行粮食每日入库数据统计对比、入库粮食质量品质统计对比，做到入库状态数据实时掌握，以及实现出入库数据的更多统计、显示、对比。

智能通风系统

由于示范库地域分布广泛，地理位置、环境各不相同，北方多以夏季排仓内积热、秋冬季保水降温为主要目的，南方则以排除仓内潮热空气为

主，因此通风工作的好坏决定保管粮食的质量。通常情况下，粮食保管员进行通风操作时，多以个人经验来判断何时通风、通风时长等，因此容易造成低效通风、无效通风甚至有害通风的现象。同时，在常规机械通风时，无法及时了解到仓内粮食的水分情况。通过建设智能通风系统，可以有效解决以上问题，达到精确控制通风大小及通风时间问题。通风可以采用无线数字式智能通风控制方案，现场控制采用分散控制模式。

智能通风管理系统克服了传统人工手动控制粮食通风工作量大、捕捉通风时机差、盲目通风、过量通风等缺点，系统可使粮库的粮食通风技术跃上一个新台阶，可大幅度减轻粮库保管员的工作强度、提高工作效率、节约保管费用30%以上。在硬件设备安装竣工的基础上，通风决策模块依托粮情远程监管系统所采集到的异常及预警数据，通过管理系统进行仓房储粮的远程通风作业，可以实现自动扑捉设备的通风时机，避免无效通风和有害通风，同时，不断补充和完善通风规则，可以逐步实现通风业务的自动化和智能化。

智能气调系统

为实现示范库的绿色保质储藏，可建设氮气气调项目，项目在总公司2008年以来的“气调控温储粮项目”基础上，进一步优化建设方案，以进一步降低一次性投资和运行成本，减轻操作劳动强度。项目主要工作内容包括：供气系统建设，制氮设备、制氮机房、供气管道及智能控制系统建设，粮堆或仓房气密性改造，应用试验及效果分析，气调储粮的操作与管理，制定气调储粮操作规范及安全管理规定，撰写氮气气调储粮相关论文。

氮气气调储粮的工艺较复杂且需控制的设备多，为了降低操作人员的劳动强度，实现整个充氮过程“一键”完成，无人值守，提高氮气气调储粮的自动化水平，计划建设智能气调管理系统。系统实现对氮气气调储粮基础数据实时在线检测与分析，实现氮气充气、环流、补气等作业过程远程无线自动控制，根据制氮设备厂家的数据实现对现场气调设备的在线状态监

测，实现气调杀虫、气调防虫、气调保鲜储藏等不同气调储粮工艺的自动监控，实现作业进程及运行参数信息GPRS模式传输与控制。

网络办公系统

结合目前的办公网络，建设智能办公系统，实现全面无纸化办公，将平时的车辆管理、报餐用餐、指纹考勤、行文发文、请假审批、合同的会审会签、费用报销、日常办公用品领用，通过信息网络进行传输及统一管理，实现信息传输及沟通更为及时、准确和便捷，避免为了签一份单子要往返找领导。

公用信息系统

为了满足员工内部培训、视频会议、公告通知、综合监控（出入库公告信息）等需求而建设的高性价比的多媒体公用信息系统智能化粮库集中显示系统。

油脂库存测控远程监管系统

油脂库存测控远程监管系统项目通过在存储罐体建立液位和流量监管，整合温度、湿度等储存区域生态环境数据，实现信息化条件下的24小时全方位的油脂库存监管，实现库存变化远程预警，通过技术手段解决库存实时监管的技术难题。通过计算机软件系统平台建设和网络远程数据传输，检验油脂库存远程监管的实效性和合理性。使用远程监管系统应用将大大节约成本，达到实时油脂库存监管和确保油脂储备安全。

激光测重系统

激光测重系统通过在粮仓内安装粮面监控系统和压力传感器系统，采集粮面高程数据，结合埋在粮堆下的压力传感器数据，实现信息化条件下的粮仓仓容24小时全方位监管，通过建立仓容计算数学模型，实现库存仓

容变化远程预警，将原有粮仓数量变化进行“量化”展现。监测系统的应用通过计算机、网络、传感器等技术解决仓容实时监管的技术难题，大大节约清仓查库的人力成本，确保粮食的储备量安全。

智能化粮食质检系统

储备粮的质量关乎于国家安全、人民利益，掌握储备粮在存储过程中质量的变化规律，是控制储备粮质量的核心问题。先进国家已发展出较成熟的食品品质变化模型以及预测技术，而国内只有极少数企业有所应用，粮食行业当中更是空白。

本项目利用现代计算机、射频识别、无线存储等先进技术实现储备粮质量管理的系统化、自动化和智能化，从而更好地控制储备粮的质量。系统包括三个模块：粮食质量预警系统、质检流程系统和信息化实验室，最终目标是实现整个粮食储藏、检验过程的质量监控、溯源、分析以及掌握粮食质量变化的规律。

各分公司质检中心结合自身地理、硬件以及人才优势，可建立各地区的粮食质量分析系统，用于分析粮食质量的变化情况。通过该项目的研究与开发，将得到一套适合分公司级别的质量管理、分析溯源系统，一套适用于系统内各质检中心的业务流程控制系统，一间现代化、信息化的实验室，一套智能化粮食质量监控系统培训材料。

根据质检中心现有业务流程，现将智能化粮食质量监控系统的功能模块分为六大部分组成：一是基础信息管理模块，二是文档信息管理模块，三是设备信息管理模块，四是任务信息管理模块，五是实验信息管理模块，六是质量预警分析模块。

四单一证系统

根据2012年12月20日在总公司召开的“四单一证”管理座谈会以及2013年3月8日的“四单一证”布置会的精神要求，中储粮总公司要在库区

日常业务的基础上使用“四单一证”开发“全员，全流程”的《人员活动信息管理系统》。利用《人员活动信息管理系统》做到库区业务活动的风险防控。

图四单一证核心要素

“四单”的解释：

目前总公司明确要求的“四单”是《出入库作业单》、《熏蒸作业单》、《仓储保管检查单》、《质量控制单》。但是现在很多直属库根据本库自身的业务特点需要加入其他的单据如：《气调作业单》、《通风作业单》、《烘干作业单》、《合同联审联签单》，最终“四单”将演变成“多单”。

图部分单据形式

“一证”的概念：

根据2013年3月8日多方论证最终确定“一证”的表现形式以员工身份证卡（基于RFID卡技术）结合视频拍照的方式进行员工作业的痕迹管理。

在该技术的基础上，库区可以结合自身的实际情况运用其他的方式加强痕迹的管理。

图一证的表现形式

区域一体化协作系统

为提高轮换经营和仓储管理的组织化程度，推进仓储管理机构的整合以及购销资源整合，有条件的地方实现“一个地市保留一支经营团队、形成一个经营整体”工作重点要求其下属的直属库将向板块化方向运作如：中储粮海南板块。板块的拆并面临的空间距离的拉大，中心库和分库业务工作的协调，资源的有效共享等问题都需要解决，因为板块办公人员的分散既要独立工作，又要协同办理业务。所以该子系统就是针对该问题做出定制开发。

五、中储粮智能粮库数据中心简介

各个直属库通过“一平台多系统”的模式建成智能化粮库平台后，在各个直属库层面做到了信息的互联互通，实现了“一站式”的仓储办公，有效的解决了“信息孤岛”的问题，但是从总公司的层面仍然无法及时有效的掌握全国各个直属库仓储管理工作的状况（如：通风、气调的能耗，粮情的信息，视频的监控，各类作业是否规范）做到双向互动反馈，从总公司这一层面上来讲又产生了新的“信息孤岛”。为了解决该现状，总公司委托中华粮网搭建了《中储粮智能化粮库管理平台的数据中心》，同时该数据中心又为“国家粮食储运监管物联网应用示范工程”的数据中心，各示范单位的智能平台必须要接入该数据中心。

图中储粮智能化粮库数据中心示意图

图中储粮智能化粮库数据架构示意图

六、项目投资预算参考