農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)的初步研究

摘 要：我國(guó)的冷鏈物流尚處于起步階段。冷鏈建設(shè)是農(nóng)產(chǎn)品物流建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，研究冷鏈物流的倉(cāng)儲(chǔ)管理對(duì)于減少農(nóng)產(chǎn)品損失率、降低經(jīng)濟(jì)損失有重要意義。研究自動(dòng)化電腦控制的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，能達(dá)到優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)貨位的布局、電腦監(jiān)控并控制冷庫(kù)的溫度和濕度、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品未來(lái)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)、庫(kù)存到臨界狀態(tài)時(shí)預(yù)警、庫(kù)存信息實(shí)時(shí)更新及冷庫(kù)運(yùn)營(yíng)日志的記錄等環(huán)節(jié)的智能化管理的效果，提高倉(cāng)庫(kù)的信息化程度，進(jìn)一步完善冷庫(kù)建設(shè)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品；冷鏈；智能；倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：F252.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2012）29-0213-02

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是“十二五”規(guī)劃的重中之重。隨著對(duì)食品新鮮度的不懈追求以及對(duì)食品安全的日益重視，人們開(kāi)始關(guān)注冷鏈物流。冷鏈物流是以保持低溫環(huán)境為核心要求的供應(yīng)鏈系統(tǒng)。冷鏈建設(shè)是農(nóng)產(chǎn)品物流建設(shè)中不可回避的重要課題，它是保障鮮活農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的基礎(chǔ)。我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流起步較晚，冷鏈物流設(shè)施能力嚴(yán)重不足，冷庫(kù)數(shù)量不足，第三方冷鏈物流企業(yè)發(fā)展滯后，農(nóng)產(chǎn)品的冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施情況不容樂(lè)觀。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因冷鏈的不完善，我國(guó)水果蔬菜在采摘運(yùn)輸儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)的損失率高達(dá)25%—30%，造成經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)750億元。因此，運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和智能信息管理系統(tǒng)技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)，研究農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，對(duì)提高冷鏈物流的效率、節(jié)約能源、降低物流成本具有重要意義。

一、冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)管理的現(xiàn)狀

隨著社會(huì)國(guó)際化程度的日益提升，冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)市場(chǎng)也蓬勃發(fā)展。但是，目前中國(guó)的冷鏈?zhǔn)袌?chǎng)卻還不十分發(fā)達(dá)。究其原因主要有：倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施落后，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不成熟，意識(shí)不足缺乏經(jīng)驗(yàn)，管理意識(shí)陳舊等。

（一）研究背景

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)的研究方向主要集中在以下兩方面：

第一是RFID在倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用。RFID利用無(wú)線(xiàn)射頻通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別的非接觸自動(dòng)識(shí)別功能。與傳統(tǒng)物流領(lǐng)域普遍使用的條碼技術(shù)相比，在讀寫(xiě)距離、保密性、智能性、環(huán)境適應(yīng)能力以及使用壽命方面都有顯著的優(yōu)勢(shì)。

第二是倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。隨著RFID、WSN等技術(shù)的發(fā)展，將RFID和WSN進(jìn)行整合并應(yīng)用于開(kāi)發(fā)智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)正逐步可行。該類(lèi)系統(tǒng)提高了倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)作和管理的工作效率，減少現(xiàn)有模式中查找貨位信息的時(shí)間，加快出入庫(kù)的流轉(zhuǎn)速度，增加倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的作業(yè)能力，并且提高了人員利用率，減少不必要的損耗。

（二）亟待解決的問(wèn)題

1.對(duì)RFID、傳感器感知技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在低溫環(huán)境下工作研究不足。大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品要求在低溫條件下儲(chǔ)存，而低溫對(duì)于電子芯片、紅外傳感等都具有一定的影響。對(duì)于如何保證其在低溫、潮濕等極端條件下仍能穩(wěn)定高效地工作的研究比較少，而這正是實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)智能管理所必備的條件。

2.對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理方面的研究很少。大型冷庫(kù)儲(chǔ)存的農(nóng)產(chǎn)品種類(lèi)繁多，而每種產(chǎn)品都有其自身物理化學(xué)性質(zhì)上的獨(dú)特性，對(duì)儲(chǔ)存條件的要求各不相同，倉(cāng)庫(kù)貨存量大，貨物出入流量大，對(duì)于如何做到準(zhǔn)確、保質(zhì)、保量方面的智能系統(tǒng)控制研究缺乏先例。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)

1.RFID射頻識(shí)別技術(shù)（電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別）

RFID射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

Asp.net： ASP.net是基于通用語(yǔ)言的編譯運(yùn)行的程序，采用c#語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序。

Sql server2000： SQL Server 是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)， SQL Server 2000是SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一個(gè)版本。具有使用方便，可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn)。

Visual studio：Visual Studio 是微軟公司推出的開(kāi)發(fā)環(huán)境，Visual Studio 可以用來(lái)創(chuàng)建 Windows 平臺(tái)下的 Windows 應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，也可以用來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和 Office 插件等。

3.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。

三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)功能模塊圖

進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，必須考慮系統(tǒng)的合理性、使用的方便程度和系統(tǒng)用戶(hù)界面友好等特性。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要包含5個(gè)功能模塊，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)要完成的工作是對(duì)庫(kù)存中每個(gè)楞位的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化查詢(xún)。依據(jù)冷鏈倉(cāng)庫(kù)位置圖，對(duì)庫(kù)存狀態(tài)進(jìn)行分析?？刂茙?kù)區(qū)溫度濕度以達(dá)到農(nóng)產(chǎn)品的最佳儲(chǔ)存環(huán)境，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境溫 濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄，并對(duì)超出規(guī)定范圍的溫濕度進(jìn)行有效調(diào)控；查看庫(kù)位利用情況，剩余空間情況。對(duì)該系統(tǒng)中所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，能夠極大地提高系統(tǒng)的安全性和實(shí)用性，也能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，設(shè)計(jì)的模塊及完成功能如下：

（1）系統(tǒng)設(shè)置模塊：在此功能模塊，用戶(hù)可以進(jìn)行系統(tǒng)基本的環(huán)境量、出入庫(kù)和設(shè)備操作類(lèi)型設(shè)置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的分工明確。

智能信息統(tǒng)計(jì)分析模塊： 智能信息統(tǒng)計(jì)分析模塊包括環(huán)境量數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊、出入庫(kù)數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊和設(shè)備操作模塊，可以完成環(huán)境量、出入庫(kù)數(shù)據(jù)和設(shè)備的查詢(xún)功能。在此功能模塊，系統(tǒng)通過(guò)與傳感器的連接可以及時(shí)反映并記錄各種條件的溫度濕度的數(shù)據(jù)，出入庫(kù)貨物的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以及設(shè)備的使用狀況，使得操作更加方便，統(tǒng)計(jì)更加快速準(zhǔn)確。

（2）智能溫度濕度調(diào)控模塊：溫度濕度調(diào)控包括環(huán)境量上下限設(shè)置和環(huán)境量預(yù)警信息。通過(guò)預(yù)先設(shè)定的溫度濕度的上下限值，能夠控制溫度適度在預(yù)定的范圍內(nèi)。當(dāng)溫度濕度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)能給予預(yù)警。

（3）智能臨界庫(kù)存預(yù)警模塊：臨界庫(kù)存預(yù)警模塊包括庫(kù)存上下限設(shè)置管理和庫(kù)存預(yù)警信息管理。根據(jù)倉(cāng)庫(kù)的規(guī)模設(shè)置庫(kù)存量的上下限值。但庫(kù)存量達(dá)到一定的數(shù)值后，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警。

（4）智能倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：智能倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括商品種類(lèi)管理，商品管理和商品數(shù)量統(tǒng)計(jì)。其中，商品數(shù)量統(tǒng)計(jì)包括按商品統(tǒng)計(jì)、按商品種類(lèi)統(tǒng)計(jì)以及按種類(lèi)統(tǒng)計(jì)。此部分完成了商品的錄入與統(tǒng)計(jì)。更加方便用戶(hù)了解庫(kù)存信息，并能快速做出相應(yīng)的決策。

四、智能倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)具備的功能

農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)針對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)范倉(cāng)儲(chǔ)：如何更好、高效地利用倉(cāng)位，降低農(nóng)產(chǎn)品在倉(cāng)儲(chǔ)流通作業(yè)過(guò)程中的損耗，合理控制庫(kù)存量，實(shí)現(xiàn)出庫(kù)入庫(kù)的時(shí)序控制；倉(cāng)儲(chǔ)管理的遠(yuǎn)程控制端能夠監(jiān)控和調(diào)節(jié)倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度，統(tǒng)計(jì)不同種類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品的流通情況及分析其流通周期，預(yù)測(cè)現(xiàn)有庫(kù)存的供應(yīng)能力，及時(shí)預(yù)警作出定購(gòu)決策；在出入庫(kù)時(shí)通過(guò)操作屏的提示指導(dǎo)搬運(yùn)人員選擇合理的路徑及合適的倉(cāng)位。

1.農(nóng)產(chǎn)品冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)貨區(qū)及貨位的優(yōu)化布局。運(yùn)用CAD優(yōu)化貨位及貨區(qū)的布局，選擇合理路徑以實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品出庫(kù)入庫(kù)的時(shí)間分離與空間分離。

2.農(nóng)產(chǎn)品冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)溫度及濕度的智能控制。對(duì)溫度、濕度傳感器在不同貨區(qū)的進(jìn)行合理配置，實(shí)時(shí)監(jiān)控貨區(qū)溫度及濕度信息，反饋至系統(tǒng)，借助于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存的信息對(duì)貨區(qū)內(nèi)的溫度及濕度進(jìn)行自動(dòng)化、智能化調(diào)節(jié)。

3.農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)研發(fā)。系統(tǒng)的模塊化分解，模塊邏輯的設(shè)計(jì)和模塊功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)模塊間進(jìn)行整合，調(diào)試完善系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品出庫(kù)入庫(kù)作業(yè)、存貨區(qū)的溫度與濕度的自動(dòng)調(diào)控、農(nóng)產(chǎn)品未來(lái)需求預(yù)測(cè)、臨界庫(kù)存預(yù)警、庫(kù)存信息實(shí)時(shí)更新及冷庫(kù)運(yùn)營(yíng)日志的記錄等環(huán)節(jié)的智能化管理。

結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)產(chǎn)品冷鏈智能倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)基于高效的信息技術(shù)，能夠監(jiān)控和調(diào)節(jié)倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度，控制和管理庫(kù)存，提供穩(wěn)定的、高性能的信息數(shù)據(jù)，為用戶(hù)提供了可靠的依據(jù)。

隨著人民生活水平提高，對(duì)于冷藏冷凍食品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，消費(fèi)比例逐年增長(zhǎng)。因此，要構(gòu)建這個(gè)智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)還是需要付出諸多努力。在構(gòu)建過(guò)程中，涉及到數(shù)據(jù)的采集、程序的調(diào)試、模塊的設(shè)計(jì)以及一體化和系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)庫(kù)的完善、各程序接口的連接等，需要從最基本的數(shù)據(jù)調(diào)研一步步地開(kāi)始，工作量大且繁瑣，但是研究冷鏈智能控制系統(tǒng)對(duì)我國(guó)冷鏈物流具有重要意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

[責(zé)任編輯 王 莉]