能化工厂项目仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议（项目名称）信息化建设招标项目-技术部分

兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项目仓储管理系统软

硬件及服务采购框架协议（项目名称）信息化建设招标项目

投标文件

（技术方案）

投标人：（盖单位章）

法定代表人（单位负责人）或委托代理人：—（签字）

2021年09月01日

兰州石化长庆乙烷制乙端智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采四HE架协议投标技术方案

目录

1项目背景1

1.1项目概述1

1.2业务现状1

1.3信息项目现状2

1.4企业优势3

1.5产品特点3

2项目目标5

2.1建设内容5

2.2功能范围7

2.3实施范围8

3技术要求10

3.1设备外观设计标准10

3.2电气元件选型标准10

3.3技术原则10

3.4遵循规范11

4技术方案13

4.1方案总体架构13

4.1.1系统网络结构13

4.1.2业务流程分析14

4.1.3业务功能模块16

4.1.4系统逻辑柒构16

4.1.5数据流程分析17

4.2微服务软件架构18

4.2.1微服务简介18

4.2.2.NET微服务介绍19

4.3智能化设计21

4.3.1全流程数据采集自动化21

4.3.2基于数据仓库技术建设仓储数据模型22

4.3.3基于数据分析和数据挖掘技术实现业务智能化24

4.4业务功能方案26

4.4.1码垛区设备26

4.4.2货位自动识别方案26

4.4.3货位容量优化27

4.4.4叉车设备方案28

4.4.5翻垛机介绍29

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兰州石化长庆乙烷制乙端智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采四HE架协议投标技术方案

4.4.6叉车和托盘存储30

4.4.7库区门设备31

4.4.8汽车车位自动识别32

4.4.9汽车排队作业管理33

4.4.10火车车位自动识别33

5智能仓储管理系统(WMS)35

5.1系统管理模块35

5.2基础数据管理37

5.3设备管理39

5.4托盘管理40

5.5生产管理41

5.6入库管理42

5.7出库管理47

5.8库存管理53

5.9盘点管理57

5.10现场作业管理60

5.11交接班管理61

5.12统计分析62

5.13系统接口管理63

5.13.1WMS与第三方系统对接63

5.13.2WMS与感知层设备集成65

5.13.3WMS系统与数据大屏集成66

6手机APP软件66

7手持机和车载电脑软件68

7.1托盘信息管理68

7.2盘点管理68

7.3退库管理70

7.4车辆车位信息管理70

7.5交接班管理71

7.6装车确认71

7.7出门确认72

7.8上/下架作业管理73

8数据采集中间件75

8.1中间件概述75

8.2中间件的软件架构76

8.3数据采集中间件性能设计77

9成品库房网络方案78

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II

兰州石化长庆乙烷制乙端智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采四HE架协议投标技术方案

9.1方案设计78

9.2网络架构图78

9.2.1无线网络部分79

9.2.2有线网络部分79

9.3数据传输方案79

9.3.1数据流转79

9.3.2数据传输策略80

9.3.3网关WIFI及5G配置80

9.4NMS网关管理系统82

9.4.1设备管理82

9.4.2账号管理83

9.4.3配置管理83

9.5工业信息安全84

9.5.1安全网络设计依据84

9.5.2平台安全系统建设85

9.5.3安全管理制度和运营85

9.5.4工业硬件防火墙86

9.5.5MEC服务器的木地隔离86

10投标产品方案87

10.1投标产品分项汇总表87

10.2硬件技术规格89

10.2.1RFID读写器89

10.2.2RFID地埋标签99

10.2.3无源RFID手持机103

10.2.4车载电脑108

10.2.55G工业级网关115

10.2.65G便携式网关131

10.2.7汇聚层交换机132

10.3组件及配件技术规格133

10.3.1声光指示模块133

10.3.2安装机柜134

10.33WIF/通信模块134

10.4关键技术136

1041”近区误读，解决方案136

10.4.2“跟车误读，解决方案137

10.5软件技术规格139

10.5.1系统相关软件功能139

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III

兰州石化长庆乙烷制乙端智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采四HE架协议投标技术方案

10.5.2软件特点140

10.5.3软件参数140

10.5.4软件证书142

11项目实施方案144

11.1具体措施144

11.2质量保证体系145

11.2.1质量方针146

11.2.2质量目标146

11.2.3我司承诺146

11.3质量保证计划146

11.3.1二次设计阶段146

11.3.2现场安装阶段146

11.3.3设备采购147

11.3.4包装运愉和交验147

11.3.5设备调试阶段147

11.4现场实施前期准备147

11.4.1机房建设147

11.4.2设备安装点电力接入147

11.4.3设备安装点网络接入147

11.5实施进度计划148

11.6现场安装方案151

11.6.1RFID标签安装方案153

11.6.2码垛区设备安装方案155

11.6.3库区门RRD读写器安装方案158

11.6.4叉车设备安装方案160

11.6.5库房门有线网络安装方案162

11.7测试计划163

11.7.1交付检测163

11.7.2验收测试准备163

11.7.3测试报告164

11.8风险管理计划165

11.8.1网络故障风险165

11.8.2电力故障风险165

11.8.3操作不当风险165

11.8.4设备故障风险165

11.8.5环境风险165

11.9人员安排计划166

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IV

兰州石化长庆乙烷制乙端智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采四HE架协议投标技术方案

11.9.1项目团队组成166

11.9.2项目团队成员简历168

11.9.3项目团队成员证书172

11.10交付文档185

11.11工作方式186

11.12项目验收方式186

12服务方案187

12.1培训服务187

12.1.1培训对象187

12.1.2培训内容187

12.2售后服务与支持188

12.2.1售后服务内容188

12.2.2设备维护规划189

12.2.3故障或技术支持响应189

12.2.4售后服务承诺胃191

12.3手机升级服务191

12.4质保服务192

13技术偏离表193

14技术评分索引表198

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兰州变化代医乙烯制乙烯智能化工厂圆I仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

1项目背景

1.1项目概述

仓储在物流系统中一直扮演着最主要的角色。传统的仓库管理过多依赖人工管理，难以

满足快速、高效管理的要求，严重影响了仓库的作业效率，成为制约企业发展的一大障碍。

随着现代制造业的快速发展以及对信息化的迫切需求，对于仓储作业的出库、入库、库房内

部管理等提出了更高的要求。现代化的仓库储备，不仅仅是完成对物资进出的简单批次处理,

还要对库内物资的种类、数量、生产属性、库位等信息作出清晰的数据库记录。以便在物流

环节的各个阶段得到准确的物资数据和供应链信息。

长庆乙烷制乙烯项目是国家乙烷裂解制乙烯示范性工程，该项目包括80万吨/年乙烯装

置、40万吨/年高密度聚乙烯装置（装置操作弹性为60〜110%,30t/h〜55t/h）、40万吨/

年全密度聚乙烯装置（装置操作弹性为60〜110%,3（）t/h〜55t/h）及3万吨/年丁烯1等四

套工艺生产主体装置组成，各装置年操作时间均设计为8000小时以上。根据长庆乙烷制乙

烯项FI智能工厂建设规划，中国石油兰州石化榆林化工有限公司（用户）计划建设一套智能

化仓储管理系统。该系统基于物联网技术，借助先进成熟的RFID、计算机、网络和数据库

等手段，对用户的17个仓库进行集中统一管理，达到整个仓储管理”实时可知、实时可视”

的效果。为此，我司精心设计了一套基于RFID的智能化仓储管理系统，该系统运用物联网

平台框架，融合了大数据、商业智能等技术，全面提升用户仓储管理的精细化、智能化、现

代化水平，全面提高企业经济效益。

1.2业务现状

目前，用户仓库管理采用传统人工方式，通过手工录入、汇总等方式管理入库、移库、

盘点以及出库等作业环节产生的数据，导致作业数据管理复杂、信息反馈耗时长、查找物资

信息难度大等。具体体现在以下几个方面：

1、人工采集录入方式，对人员数量需求较多，自动化程度及管理形象较低，存在很大

提升空间；

2、仓库物资进出库管理自动化程度低，人工操作出错率高；

3、仓储作业缺乏精绢规划，货物查找耗时耗力且常常出现账物不符；

4、盘点作业时，需人工逐一清点，人力物力消耗大，效率低下。

榆林化工有限公司现有仓库：高密度成品库1个，全密度成品库1个，综合品库2个,

危化品库13个。具中两座成品仓库（高第仓库、全:密度仓库）为此次项目重点建设的仓库，

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成品库采用平面库货位存储，整个高密仓库（全密度仓库货位分布与之类似）划分为6

个大库区，分别为：1个包装线区（用于托盘码垛）和5个存储库区（用于摆放托盘，分别

编号为Hl、H2、H3、H4、H5）。其中在H1-H4库区分别安装了一台翻垛机,翻垛机用于抽取

己码垛好的托盘（翻垛机的详细介绍参见后文的4.4.6）。

用户在每个库区划分出多个货位，以H1库区为例，如上图所示，图中上半部分区域为

短货位区，下半部分区域为长货位区。用户在每个货位采用如下（2+2）的摆放方式进行托

盘堆放，每个短货位摆放：13行*2列*2层，每个短货位摆放：22行*2列*2层。目前单个

成品仓库最多可容纳托盘总数：13440个（后面将在4.4.3节进行货位摆放方式优化，进一

步提升货位存储容量）。

1.3信息项目现状

响应招标文件相关要求，我司将依据RFID智能仓库配套建设标准，开展相关配套建设

工作，搭建一套智能化仓储管理系统，充分实现客户仓储业务的需求。该系统将从根本上提

升榆林化工有限公司的仓储管理效率。RFID技术不但免除了跟踪过程中的人工干预，且在

节省大量人力的同时极大的提高了工作效率。这种系统可以大大的简化物品的库存管理，满

足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的需求。

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用户目前已有8（）台叉车设备（其中杭州AE蓄电池义车72台，林德叉车8台。其中2

吨叉车20台,3吨叉车60台）、26000个托盘。托盘作为SKU（全称为StockKeepingUnit

库存量单位）单元，用户已采购四周安装了嵌入式空白无源RFID电子标签的托盘，其中每

个无源RFID标签预留20位编码长度。托盘电子标签是与拖车、铲车等物品运输设备绑定的

主要识别设备，由RFID电路和长距离天线组成，符合ISO18000-6c标准协议。

结合仓储当前的基础设施与作业现状，该系统将涵盖了榆林化工有限公司17个仓库的

所有仓储业务（计划管理、出入库管理、统计分析、作业管理等），系统借助仓储作业设备、

相关物联网设备和网络设备等进行数据的采集传输与作业监控；通过与ERP系统、散料系统

（DCS系统）等系统对接实现相关业务的信息流无缝集成，此外系统支持库存统计、出入库

统计、叉车作业等丰富的报表生成功能。

1.4企业优势

我司提供的RFID产品、网络设备、W.MS相关软件和整体解决方案已经过充分的调研、

分析和论证，我司拥有的企业优势如下：

1.雄厚的技术背景

在中国航天科技集团和哈尔滨工业大学的共同支持下,我司在RF11）领域打下深厚的理

论基础，同时也拥有了强大的工业生产能力，我司属于RF1D领域技术实力最强的公司之一。

2.丰富的RFID系统集成经验

我司并非单一的RFIU产品制造商，同时还是具备软硬件设计、生产和实施能力的整体

系统解决方案商，在钢铁、轨道交通、石油化工仓储和定位、核电和军事物流等领域都能够

提供先进的整体解决方案，在RFID系统集成方面，我司拥有丰富的经验，深厚的技术积累，

此外还拥有经验丰富的从硬件产品定制、软件开发到现场实施各个环节的管理和技术团队。

3.良好的技术支持和售后服务

我司通过多年的RFID系统集成项Fl培养了一只经验丰富的技术支持团队，可为用户提

供及时、准确、有效、规范的售后服务。

1.5产品特点

我司通过多年的RFID设备研制和系统集成经验，根据实际应用中出现的问题和项目反

馈的需求，不断对RFID设备进行完善和改进，结合配套的阳1S软件系统，让我司的智能化

仓储管理系统具备以下的应用优势：

1.高可靠性，适用于苛刻的应用环境

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我司从2011年起，在钢铁厂、石油化工、核电企业和部队等行业广泛应用RF1D产品和

系统集成方案。在这些案例中，我司产品承受住苛刻的检验，如高低温、振动、粉尘以及盐

碱环境的考验，也满足了客户对安全性、可靠性、稳定性要求，并获得用户的充分认可。

2.数据底层过滤技术，有效降低通信及处理压力

RFID数据识读是连续操作的，因此一张RFID标签经过RFID读写器的识读范围时，可

能会被识读到几十甚至几百次，对于后台系统而言，同一张标签的识读数据上传3次即可有

效的保证可靠性，更多的重复数据上传会对通信链路和后台服务器的处理负荷造成压力，严

重时导致通信阻塞或处理器崩溃。对于通过移动运营商传输数据的RFID集成系统，则达成

大量的数据流量的浪费。

我司RF【D读写器具备可配置的RFII）识读数据底层过滤功能，可将过滤周期内新识读的

RFID标签只上传3次，其余数据在底层软件过滤掉。过滤周期可配置为lOOmsImin。

3.数据缓存能力，确保数据在通信中断时不会丢失

为了防止RFID集成应用过程中有线或无线通信链路中断导致RF】D识读数据丢失，我司

的RFID读写器自身带有的数据存储器，可缓存识读的RFID标签编码，当通信链路恢复正常

时将缓存数据统•上传给后台，有效防止系统采集数据的丢失。

4.灵活的二次开发支持

我司的WMS相关软件（APP、车载电脑软件等），提供元对象建模基础建模方法，它提供

了一整套由“表”到“业务对象”再到“业务插件”非编程的标准建模过程，能对新的业务

需求快速建模，可对已有的业务对象进行方便的调整。元对象面向顾问人员以及系统管理员，

仅需要掌握基本的SQL语法即可运用自如，具有灵活性强、开放性高、可移植性好、维护成

本低廉等特点。

5.极高的开放性

我司的WMS软件平台为企业及其IT团队提供了强大的开放接口，方便企业及合作伙伴

在平台之上进行各种增值开发与扩展。具体来说开放以下项目：数据库结构全面开放、数据

库结构全面开放、开放并允许扩展元对象结构与关系，并创建全新的元对象、开放所有的报

表及标签模板、开放插件API接口。

兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

2项目目标

2.1建设内容

我司将根据甲方招标要求服务内容，为中国石油兰州石化榆林化工有限公司聚乙烯产品

仓库等其他仓库实现仓储业务的自动化智能化管理，为此精心设计了一套基于RFID的智能

化仓储管理系统。该系统借助先进成熟的RFID、计算机、网络和数据库等手段，实现榆林

化工有限公司17个仓库的智能化管理.，该系统采用的物联网平台框架，融合大数据、商业

智能等技术，全面提升榆林化工有限公司仓储管理的精细化、智能化、现代化水平，提高企

业经济效益，达到仓储管理“实时可知、实时可视”的效果。

综合品仓（2个）

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生产管理盘点管理统计分析中

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图2-1：系统结构图

根据招标文件要求，构个成品仓库是此次招标重点建设的仓库。针对两个成品仓库，首

先我司基于业主所提供的高密仓库仓储货位图（全密度仓库仓储货位图类似），进行了货位

区域优化，以达到仓库空间利用率最大化，其次对成品库所需的RFID、车载电脑、网络等

作业相关的设备进行了统一规划部署：最后结合用户作业自动化智能化需求设计一套智能化

仓储管理系统，充分满足用户仓储管理需要，并结合具体应用场景进行智能化优化。

高密仓库货位规划图如F：

兰岖化长/乙榔U乙烯智能化工仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

图2-2：高密仓库货位规划图

上2/兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及银务采购框架协议投标技术方案

如上图所示，在仓储作业过程中，仓储管理系统首先利用RFID电子标签对产品进行标

识，然后通过RFID读写器自动感应产品信息并上传至系统，在叉车上安装车载电脑来指导

与规范叉车司机进行作业，整个作业过程的信息实时同岁到数据大屏，实现用户仓储作业无

需人工过多干预，极大提升用户仓储管理效率。系统具体实施目标如下：

1.系统支撑各仓库中各类物资或产品的入库、库内、出库管理，覆盖了用户储运管理

的整个流程。系统实现了用户仓储管理自动化、智能化.

2.借助该系统规范储运岗位人员作业、设备调度使用等日常业务的全面管理，以简化

工作流程，提高仓储管理的工作效率，保证其工作质量。

3.基于先进成热的RFID技术，仓库全面应用RFID电子标签等相关智能设备，实现各

类物资和产品出入库、定位及仓储作业信息自动集成，提升仓库作业效率，降低人为失误；

保证业务与账务实时联动；仓储信息全面数字化展示。

4.在仓储作业过程中，自动识别出入库物资信息，自动核验出入库物资数最与晶种信

息，自动匹配物资上下架货位信息。

5.支持对库房各类物资及产品实现：入库批次、生产批次、质检批次、ERP批次等多

维度、全面批次管理，有效地支撑更加准确的账龄分析，满足各种业务管理需求，提升专业

的精细化仓储管理。

6.以各类物资及成品的入库、储存、出库操作的基础数据统计汇总，实现库存实时动

态报表、入库总量报表、出库总量报表、叉车作业量统厂等多维度仓储管理报表，并以图形

的方式展示。同时，依据实际业务定制开发相关综合展示分析报表有力地支撑管理者决策。

7.避免形成数据孤岛，造成分散的数据和报表，无法提供智能采购决策支持，仓储系

统需要实现与企业内部其他业务系统（如ERP、门禁系统、散料系统、火车排车计划、西北

化工销售系统、LMIS系统等）的数据的集成共享。

2.2功能范围

系统主要功能包括出入库自动化识别，库位和货物的识别标签化等，使仓库货物的入库、

出库、库存盘点、货物的库位调整、物资定位等数据实现实时双向传送，做到快速、准确、

无纸化，将人为的出错率降到最低，从而降低仓储的成本费用。

利用电子标签的瞬间读取大量标签的特性可以实现：

i.读取物资信息时不需要单个扫描。

2.实现物资快速批量入库、快速批量出库。

苍呷继庆乙烯机乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

3.系统根据出入口的天线读出的出入库物资数量，自动统计库存量，并自动生成出入

库报表、自动监控RFID读写器状态。

4.在读取数据的同时自动统计物资的信息，从而实现物资的自动盘点功能，实时向上

层系统上传出入库及库存量信息。

5.利用标签的远距离读取的特性可以实现在不拆卸包装箱、不打开包裹等非可视状态

下能批量识读物资信息。

6.在盘点、分拣、分发物资时可利用手持终端和叉车远距离读取物资信息。

7.读取信息的准珑率高，减少人工操作的失误。节省人力物力。

8.对电子标签的D信息进行了加密和唯一化处理，防止物资信息泄露和混乱。

系统由后台管理软件WMS、手机APP、手持机终端软件、车载电脑软件及配套硬件组成。

WMS是整个系统的核心，MID识别采集是实现管理功能的基础和手段，后台数据采集中间件

是系统的数据处理中心，负责与RFID读写器等设备通讯，将其上传的数据讲行转换与存储。

2.3实施范围

本项目的实施范围包括：部署仓储管理系统软件、手机APP软件、无源RFID手持机终

端软件、车载电脑软件各1套；安装以下硬件：30个仓库门、8条包装线、8个翻垛机、80

台叉车的RFID读写器及配套硬件设备,8台无源RFID手持机、80台车载电脑、地埋式RFID

标签若干、4台汇聚交换机、92台5G工业级网关、8台5G便携式网关等相关配件；提供相

关的技术服务：软件平台搭建和硬件的现场施工、安装调试及实施、成品库房货位优化、RFID

地埋标签设计及施工、成品仓库网络部署、系统的联合调试、用户培训等

智能仓储管理系统实时地对库存物资实现自动跟踪和运行维护管理，通过RFID这项新

技术实现远程、动态、实时的库存仓储资产数据采集，替换传统人工记账方式的人工数据采

集，更好的与后台计算机数据库结合，形成全智能化的实时采集系统，从而大大提高库存利

用率，降低运营成木。同时，基于RFID无线自动识别技术，创建一个遍布各个仓库区的网

络平台，充分利用町FI、5G无线网络传输技术，借助物联网平台进行数据采集分析和处理，

实现对日常管理中的仓储资产新增、调拨和盘点等信息进行实时监控、记录和自动更新，从

而避免因人为因素造成的信息失真并引起管理效能的下降，提高仓储资产使用效率，有效降

低和控制口常管理和人力成本，提高工作准确性，降低错误率。具体表现为以下方面：

1.数据采集实时化，物品和记录保持时间上的一致性；

2.数据采集可靠稳定、数据准确；

兰州变化代医乙烯制乙烯智能化工厂圆I仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

3.系统可以远距离采集信息，避免的人员安全问题，达到安全操作的要求;

4.报表由人工整理汇总转为计算机完成；

5.高数据管理的效率，及时登记各类仓储资产明细账，达到账目相符，账物相符、账

卡相符；

6.系统灵活，具有扩展功能；

7.系统实用、易操作，针对职业素质层次不同的用户；

―挈兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及银务采购框架协议投标技术方案

3技术要求

3.1设备外观设计标准

采用国标GSB05-1426-2001漆膜颜色标准样卡；

设备主机、独立电柜颜色采用标准颜色(具体颜色需双方确认)；

安全指示、安全信号等安全色符合国际标准ISO3864；

为避免强光反射，油漆采用消光漆，漆膜表面平整，无明显凹坑，方便清洁；

3.2电气元件选型标准

电气元件严格按甲方指定推荐进行设计选项型；电气及气管布置符合GB/T15139-1994

《电工设备结构总技术条件》、国家安全生产一级标准化的要求及相关的行业规范。导线接

点全部设置在柜和接线盒内，无外部明接头。设备不带电，外部走线具有良好防护。

3.3技术原则

我司承诺提供的方案和产品遵循以卜技术原则：

(1)先进性

项目产品所采用技术能够反映当前国内外科学技术先进成果，既要符合当代信息技术发

展趋势乂有已成功的经验，并且是各个领域公认的、技术领先且功能完备的成熟技术和理念,

其时效性方面应能满足技术发展要求。

(2)可靠性

项目能够切实保证7*24小时不间断运行，出现故障应能及时告警。可供满足需求的用

户所使用，要求同时在线人数满足项目需求。

(3)安全性

项目产品应具有完整的操作权限管理功能和完善的系统安全机制，能够保证各个层面的

安全防护；遵循可靠性的原则，尽可能减少因技术故障而造成的业务无法正常进行现象的发

生。

(4)开放性

项目产品应满足相关国际标准和国家标准，是开放的可兼容系统，能与不同厂商的产品

兼容，可以有效保护投资，实现系统间的互联、互通及壑合。

(5)可扩展性

项目产品支持多种系统环境、不同操作系统间的多机集群，支持负载均衡和故障恢复,

屣以兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

提供过载保护功能，保障在高业务压力下能保持正常运行，提供良好的可扩展性，能够进行

水平或者垂直的扩展，提供多种负载均衡算法，按业务需求进行配置。

(6)成熟性

应用软件应保证选用成熟度高的开发技术和接口技术，选用成熟的、先进的套件产品，

回避因技术缺陷造成的风险因素。

(7)易用性

项目产品应提供完善的用户文档，保证其易于学习；同时应保证人机界面友好、界面设

计科学合理以及系统功能简便易用。

3.4遵循规范

为了使仓储管理系统设计及实施符合中国石油和兰州石化的有关技术规范和管理要求,

我司在系统设计和实施时遵循如下电气标准和炼化行业标准，以保证系统的规范性、可靠性

和安全性：

>GB4208-2008外壳防护等级(IP代码)：

>SY/T6227-2005石油工业数据库设计规范

>GB/T50609-2010石油化工工厂信息管理系统设计规范

>GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验规范

>ISA-SP95企业系统与控制系统集成国际标准

>IS0/IEC20000信息技术服务管理规范

>ISO/IEC27001信息安全管理体系要求

>GB/T30270-2013信息技术安全技术信息技术安全性评估方法

>GB4943.1-2011信息技术设备安全的第1部分：通用要求

>GB50311-2016综合布线系统工程设计规范

>GB/T50312-2016综合布线系统工程验收规范

>GB50174-2008电子信息系统机房设计规范

>GB50303-2015建筑电气工程施工质量验收规范

>GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范

>GB51204-2016建筑电气工程电磁兼容技术规范

>GB50168-2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

>GB50169-2016电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

兰州变化代医乙烯制乙烯智能化工厂圆I仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

>GB50254-2014电气装置安装工程低压电器施工及验收规范

>SY/T5231-2010石油工业计算机信息系统安全管理规范

>Release-165G演进标准

>EPCglobalUHFClassiGen2/IS018000-6C6B协议

>其它相关国家、行业主管部门规定的规范

兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

4技术方案

响应招标文件要求，我司承诺本方案提供的软硬件均符合招标文件中的相关要求，在设

备安装实施过程中不会存在硬件及软件方面遗漏，招标方能够在我司提供技术支持的情况下

完成相关软件系统的对接与集成，构成一套完整的系统。

4.1方案总体架构

4.1.1系统网络结构

根据招标文件的“技术规格要求书”所述，我司结合榆林化工有限公司仓储基础设施现

状，依据RFID智能仓库配套建设标准，为满足客户仓储业务的最大化需求进行设计。方案

涵盖了榆林化工有限公司17个仓库的相关仓储业务（计划管理、出入库管理、统计分析•、

作业管理等），系统网络结构如下图所示。

图4-11：系统网络结构

系统借助RIFD无线射频识别技术实现数据的自动果集和传输。我司将在仓库门、包装

线、翻垛机和叉车上安装RFID读写器及天线，在托盘、库区地面、装车站台地面等处安装

RFID电子标签，待硬件设备部署完成后，结合仓储软件系统实现仓储作业信息自动识别、

自动集成，产品批次信息和库位信息自动记录，可视化展示。其中仓库门处的RF1I）读写器

实时采集与上报出入库房门的物资信息；包装线读写器自动绑定托盘与物资信息；翻垛机的

KE1D标签跟踪被翻垛后的产品信息；叉车读写器实时采集托盘与货位信息，并及时与叉车

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平板电脑进行通信，准确跟踪物资入库位置信息;此外叉车设备还监控叉车状态和作业路线,

具备信息提示警示等功能，保证仓储作业准确高效进行。地埋式货位电子标签、汽车站台电

子标签等实时准确地感应货物位置，并通过叉车读写器借助5G网关上传至WMS系统。

系统总体网络结构中主要包含以下设备：包装线、叉车、仓库门、装车位、翻垛机、手

持机，各设备的详细功能介绍参见下文4.4节。

4.1.2业务流程分析

结合榆林化工有限公司成品库房基础设施现状，榆秣化工有限公司的仓储业务出/入库

流程设计如下：

图4-11：系统入库流程图

七世本性/乙烯制乙烯智能化工厂项目仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

图4-12：系统出库流程图

兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

4.1.3业务功能模块

根据榆林化工智能化仓储作业流程及相关的监控管理需求，系统的业务功能组成如下图

所示，各项功能的具体软件实现在第4.1（）节详细介绍。

智

能

化

仓

储

管

理

系

统

图473：系统功能模块图

4.1.4系统逻辑架构

方案结合先进的物联网平台架构模式，以构建兰州石化榆林化工有限公司智能化仓储管

理系统（以下简称仓储系统）为核心，借助仓储作业设备、RFID物联网设备和网络设备等

进行自动化数据采集与传输；通过与ERP系统、散料系统（DCS系统）等系统对接实现相关

业务的信息流无缝集成，井对仓储业务进行智能化分析。此外还支持库存统计、出入库统计、

叉车作业等丰富的报表生成功能。仓储系统的架构如下图所示。

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仓储系统层次结构安全

应

用机制

层

应用

安全

平台

平安全

台

层数据

安全

网络

安全

物物理

理安全

层

图4-14：系统逻辑架构图

该系统中物理层的RFID读写器、车载电脑、手持机等设备通过5G网关连接到云平分（数

据采集中间件等），与物联网云平台进行数据通信。物联网云平台再将设备数据流转到仓储

管理系统中进行存储和处理，从而构建了基于物联网平台的智能化仓储管理系统的基础.

本次招标内容为上图中各层的相关软件、设备、服务，具体包括：

1.应用层：仓储管理系统软件、手机APP软件、无源RFID手持机终端软件、车载电

脑软件各1套：

2.平台层：数据采集中间件、SQLServer数据库软件各1套；

3.网络层：4台汇聚交换机、92台5G工业级网关（CPE,含NMS网络管理平台）、8

台5G便携式网关（CPE）及100张中国移动物联网专网卡等相关辅材辅料；

4.物理层：配套硬件（包含30个仓库门、8条包装线、8个翻垛机、8（）台叉车的RF1D

读写器及配套硬件设备；8台无源RFID手持机、80台车载电脑、地埋式RFID标签若干；

5.技术服务：包括软件平台搭建和硬件的现场施工、安装调试及实施、成品库房货位

优化、RFID地埋标签设I及施工、成品仓库网络部署、系统的联合调试、用户培训和售后

服务等。

4.1.5数据流程分析

根据对系统需求和业务流程的分析，榆林石化有限公司智能仓储管理系统的业务数据流

程如下图所示:

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4.2微服务软件架构

4.2.1微服务简介

微服务是一种用于构建应用的架构方案，它是由面向服务架构（SOA）发展来的。微服

务架构有别于更为传统的单体式方案，可将应用拆分成多个核心功能,每个功能都被称为一

项服务，各项服务相互独立，可以单独构建和部署，这样在服务运行（或出现故障）时不会

相互影响。例如用户使用神1S系统时，系统会要求会验证用户的身份信息，这个验证功能就

是一项微服务。用户登入系统后可以搜索产品信息，这个搜索功能也是一项服务。如果用户

想查看叉车出入库作业信息，这又是另一服务。

所以微服务就是应用的各项核心功能，而且这些服务均可以独立运行。但是，微服务架

构不只是应用核心功能间的这种松散耦合，它还涉及重组开发团队、涉及如何进行服务间通

信以应对不可避免的故障、满足未来的可扩展性并实现新的功能集成。

兰州变化代医乙烯制乙烯智能化工厂圆I仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

我司提供的WMS软件系统按照微服务架构进行设计，如下图所示:

WMS系统架构

图4-21：WMS系统架构图

4.2.2.NET微服务介绍

响应招标文件要求，设计时采用基于.NET框架的微服务架构，以支持.NET相关应用软

件的快速集成与部署。该架构采用了Docker、ASP.NETMVC、Redis以及成bb部MQ等技术。

.NET微服务架构

waft.

API网天

事

弥

IWtbAppMVC线

I▲

:内…•5MV：・

上图显示了移动APP和WMS后台与单一API网关终结点进行通信，然后再与微服务进行

通信。传统Web客户端与MVC微服务进行通信，后者通过API网关与微服务进行通信。

在此设计中，每个服务（容器）实现一组紧密结合且关联的功能。例如，WMS系统包含

认证服务，库存服务、设备服务、仓储作业服务等服务。

―挈兰州石化长庆乙烷制乙烯智能化工厂项H仓储管理系统软硬件及银务采购框架协议投标技术方案

微服务不仅使用HTTP（REST）等协议通信，而且尽可能进行异步通信（如使用AMQP）,

尤其是传播集成事件更新时。

微服务作为相互独立的容器开发和部署。此方法意味着开发团队可以在开发和部署特定

微服务时，不会影响其他子系统。

每个微服务都有自己的数据库，从而能够从其他微服务中完全分离。如有必要，可使

用应用程序级集成事件（通过逻辑事件总线）实现不同微服务中的数据库间的一致性，正如

命令查询职责分离（CQRS）中的处理一样。由此，业务约束必须接受多个微服务和相关数

据库之间的最终一致性。

宿主环境

系统部署时，可以在同一个Docker主机中部署多个容器。如果需要支持业务流程协调

程序或容器群集，也可以在不同主机（节点）运行部署不同的容器，其中任何节点可能运行

任意数目的容器。

通信体系结构

系统支持使用两种通信类型，具体取决于功能操作的类型（查询与更新和事务）：

通过API网关进行的HTTP客户端到微服务通信。此方法用丁查询，以及在接受来自客

户端应用的更新或事务命令时使用。

基于异步事件的通信。此通信通过事件总线发生，以跨微服务传播更新或与外部应用程

序集成。通过使用RabbitMQ等消息中转站基础结构技术服务总线实现此事件总线。

整个WMS软件系统以容器形式，作为一组微服务部署。客户端应用可以通过AP【网关

发布的局域网内的URL与作为容器运行的微服务进行通信。

单个微服务设计

在本项目的仓储管理系统中，每个微服务名字唯一，默认按业务领域名字缩写进行命名。

单个微服务拥有其自己的数据库或数据源，不过所有SQLServer数据库作为单个容器进行

部署。这种设计的可以让开发人员在VisualSludi。打开它，提高开发团队的工作效率。将

容器用于数据源，都可让开发者在几分钟内牛.成和部署，无需预配外部数据库或任何其他严

因兰州变化代医乙烯制乙烯智能化工厂圆I仓储管理系统软硬件及服务采购框架协议投标技术方案

重依赖基础结构（云或本地）的数据源。

在实际生产环境中，为r实现高可用性和可伸缩性，数据库应基于云端或本地数据库服

务器，但不是容器。

因此，微服务（甚至此应用程序中的数据库）的部署单元是Docker容器，WMS系统是

采用微服务原则的多容器应用程序。

微服务外部与内部设计模式

外部架构（针对整个应用）内部架构（针对单个微服务）

外部架构是由多个服务构成的微服务体系结构，遵循上文所介绍的原则。但是，根据每

个微服务的本质，它独立于开发人员所选择的高级别微服务体系结构，通常开发人员使用不

同的内部体系结构，每个体系结构基「不同的模式，用于不同的微服务。微服务也可以使用

不同的技术和编程语言。本项目的仓储管埋系统使用c#编程语言。

在WMS系统中，菜单、仓库和用户个人资料微服务很简单（基本上是CRUI）子系统）。因

此，其内部体系结构和设计非常简单。但是，可能还有其他微服务，例如仓储作业微服务,

该服务更复杂，体现不断变化的业务规则，具有高度域复杂性。在这样的情况下，需要在特

定微服务中实现更高级的模式，在WMS系统中我司使用或驱动设计（DDD）方法进行复制微

服务内部架构设计。

每个微服务采用不同技术的可以方便以后WMS系统的扩展，如增加针对AI和机器学习

等领域的扩展，最好使用功能编程语言，如F#或R,而不是面向对象编程语言，如IC#,

4.3智能化设计

根据招标文件技术规格要求书的要求，整个系统将从以下方面实现系统智能化提升：

4.3.1全流程数据采集自动化

系统提供安全可靠的连接通信能力，向下连接大量设备：RFID读写器、车载电脑、手

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持机等，支撑各设备数据采集上云，并向上层业务系统提供云端API,服务端通过调用云端

API将指令下发至设备端，实现远程控制。

仓储平台消息通信流程图如下：

仓储平台架构

IOT平台

於计算x/WI-n/SH云计R

©S0

设备联网APPJ空制云端智能平台对接统计分析远程监管

s◎。同

维保管理ms运机制跟踪精准营销■挖掘模型微

在物联网设备通信方面通过各种传感技术、通讯手段，将传统物体与企业网进行连接,

以实现远程监控、自动报警、远程控制、远程诊断、远程维护；作为新一代的信息通信技术，

实现人与人、人与物、物与物的信息互联，进而实现仓储管理、库内监控、作业调动、设备

控制一体化的网络。具体表现在以下方面：

系统拥有统一的设备模型，设备数据管理。统一的没备操作APIo支持同步(RPC)、异

步的设备消息收发实现全流程业务数据自动采集、实时上报、智能分析。系统可以动态配置

图表，折线图，饼状图等。

4.3.2基于数据仓库技术建设仓储数据模型

系统基r数据仓库+数据挖掘+数据处理分析的结构，解决数据集成、数据综合、数据不

一致等问题，再配合以数据挖掘技术和分析处理技术，为仓储业务提供决策支持。采用数据

分析和数据挖掘技术对数据仓库中建立的多维数据集的分析，方便数据挖掘框架分析和解决

具体的作业智能化问题，如货物推荐存放位置、叉车行走路线规划等，为企业从整体角度的

决策支持提供强有力支撑，

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入库盘点出库物联网识别模块

Q

数据仓库建立模块

数据分析处理模块

形成数据仓库知识

商品推荐库位叉车行走路径缺货I卜货情况商品趣利懂兄

库及前端显示模块

1）数据仓库建立模块

a）确定主题进行数据建模

根据企业决策需求确定主题选择数据源，对数据仓库的数据组织进行逻辑结构的设计。

针对仓库管理系统，可分别设立仓库内货品存放位置及路径主题、企业货品需求和利港计算

等多个主题，并针对各个主题选择不同数据源。

b）设计数据仓库中的数据库

即设计多维数据结构的事实表和维表，针对不同主题选择不同数据模型。

c）数据转换过程

实现从源系统中抽取数据、清理数据、一致性格式化数据、综合数据、装载数据等过程

的设计和编码，利用RFID技术能及时和准确读取信息的特点，实现数据仓库对企业数据的

实时精确地掌握，减少以前手工或条码时期信息收集缓慢粗放的情况。

d）定义元数据

即定义数据的意义及系统各组成部件之间的关系。元数据包括关键字、属性、数据描述、

物理数据结构及数据时限等。利用原数据跟踪数据来源，增加时间戳，对RFID自动识别性

能进行监控和调整，保证信息质量。

2）数据分析处理模块

基于数据仓库上的数据分析技术主要包括：OLAP技术和数据挖掘技术。

a）联机分析处理技术，

即OLAP技术，是数据仓库系统中最重要的技术，通过对数据仓库中建立的多维数据集

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进行多维切片分析、多维叨块分析、多维旋转分析、上卷分析、下钻分析等方式，能够为烟

草企业提供快速的多视角多维度的OLAP数据立方体查询，使企业从不同角度、不同层次上

查看企业仓库中的货品情况。

b）数据挖掘技术

数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用的数据中，提

取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在的、有用的信息和知识的过程。

采用这两种技术实现对数据仓库中建立的多维数据集的分析，方便数据挖掘框架分析和

解决具体的作业智能化问题，如商品推荐存放位置、叉车行走路线规划、从企业整体角度对

货物缺货与补货情况分析、货品盈利率分析以及货品需求情况等。

在数据挖掘框架中，基于神经网络对数据的分类或项测，并建立神经网络的自我学习、

自我完善算法，从而在仓储大数据分析过程中，发现规则并完善规则，使模型更好地匹配实

际根务运作。神经网络算法采用后向传播模型，通过送代处理一绢诜定的训练样本，相每个

样本的网络预测与实际知道的类标号进行比较，然后网络学习。针对「每个训练样本，修改

权重值，使得网络预测值与实际类之间的均