基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流系統(tǒng)設(shè)計

李　靜

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 汽車與物流學院，陜西 咸陽 712000)

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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流系統(tǒng)設(shè)計

李靜

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 汽車與物流學院，陜西 咸陽 712000)

在物流中融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠促進物流過程數(shù)據(jù)的透明化，便于實時監(jiān)控與安全管理，從而提升物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)的自動化和智能化水平，實現(xiàn)物流效率與經(jīng)濟效益的提升。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流供應(yīng)鏈生產(chǎn)、運輸和倉儲、配送以及零售等環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，研究了智能物流的技術(shù)特性，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)架構(gòu)，并深入分析了倉庫智能作業(yè)、實時訂單跟蹤和配送優(yōu)化管理等主要模塊。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠全面提升物流效率與管理水平。

物聯(lián)網(wǎng)；智能物流；供應(yīng)鏈；優(yōu)化管理

物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)的運營效率與經(jīng)濟效益取決于貨物裝卸、包裝、運輸和存儲等一系列環(huán)節(jié)的高效、順暢連接，以及環(huán)節(jié)內(nèi)的實時監(jiān)控與管理。采用傳統(tǒng)的物流管理，無法實時、完整和準確地采集上述數(shù)據(jù)，很難監(jiān)控物流供應(yīng)鏈過程，無法實現(xiàn)物流效率與經(jīng)濟效益的提升。

與之相比，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的智能物流，以物流供應(yīng)鏈過程數(shù)據(jù)透明化、物流監(jiān)控實時化和供應(yīng)鏈管理決策智能化為特征，可實現(xiàn)物流供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)運營的高效自動化、監(jiān)管智能化以及物流運輸?shù)陌踩煽?。通過挖掘物流客戶的需求、實時監(jiān)控物流運輸過程以及優(yōu)化管理商品庫存，可實現(xiàn)物流管理自動化，物流作業(yè)高效便捷，以及以客戶為中心的理念[1-2]。

1　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

目前，國際電信聯(lián)盟(ITU)[3]、歐盟委員會[4]、IERC[5]和中國物聯(lián)網(wǎng)年度發(fā)展藍皮書[6]分別給出了物聯(lián)網(wǎng)的定義，盡管上述定義不同，但它們均認同物聯(lián)網(wǎng)的以下特征：物體數(shù)字化與虛擬化、泛在互聯(lián)、信息感知與交互、信息處理與服務(wù)和支持信息處理。

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)，利用傳感器、射頻標簽和智能網(wǎng)絡(luò)在種種物品間建立聯(lián)系，實現(xiàn)人對物或物對物的互動。其核心就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，借助于分布在貨物、倉庫和運輸車輛上的電子標簽，以及可移動手持式數(shù)據(jù)采集智能終端，基于GPS的地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物運輸全過程物流信息的實時采集、傳輸、通信以及分析與處理，以物聯(lián)網(wǎng)的形式構(gòu)成人-物-信息相互聯(lián)系的整體系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對分布式信息點的全方位覆蓋[7-8]。

通常，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)劃分為3個層次(見圖1)：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。以物流行業(yè)為例，感知層通過電子標簽為包裹及貨物設(shè)置識別號，識別號對應(yīng)著包裹的來源與目的地等物流信息，通過射頻識別設(shè)備掃描電子標簽，即可采集上述信息，然后傳送到傳感器總結(jié)點。

圖1　物聯(lián)網(wǎng)3層結(jié)構(gòu)

2　物聯(lián)網(wǎng)在物流供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

物流行業(yè)是最早使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的行業(yè)之一，很多先進的現(xiàn)代物流系統(tǒng)已經(jīng)具備了信息化、集成化、智能化、可視化和自動化等先進技術(shù)特征。

2.1物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)訂單-生產(chǎn)-物流一體化連接。根據(jù)訂單信息，利用自動采集技術(shù)手段，將制造工廠的生產(chǎn)設(shè)備、人員、材料、工藝和節(jié)拍等進行管理，并使其數(shù)據(jù)化、透明化，以提高生產(chǎn)過程的快速響應(yīng)和協(xié)同能力，從而提高了生產(chǎn)管理的效率；同時，通過系統(tǒng)理順了生產(chǎn)過程控制流程，提高了生產(chǎn)管理水平，對提高企業(yè)生產(chǎn)過程的設(shè)備效率、時間效率和工藝效率等具有重大意義。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決了生產(chǎn)過程中信息不透明的盲區(qū)。

2.2物聯(lián)網(wǎng)在運輸和倉儲環(huán)節(jié)的應(yīng)用

貨物運輸與倉儲業(yè)務(wù)涉及數(shù)據(jù)單據(jù)眾多、采集點分散和監(jiān)管困難等難題。采用傳統(tǒng)物流管理技術(shù)不僅耗費大量人力和物力，而且容易造成運輸或倉儲過程中貨物損壞和丟失。而采用先進的無線射頻、Zigbee和RFID技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可構(gòu)建成數(shù)據(jù)信息更透明可靠、管理效率更高的運輸和倉儲管理系統(tǒng)。

2.3物聯(lián)網(wǎng)在配送環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在配送環(huán)節(jié)，通過一系列信息采集和傳感設(shè)備，如射頻識別裝置、紅外感應(yīng)裝置、激光掃描裝置和全球定位系統(tǒng)等，把物品與物品、物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，可以大大縮短揀選時間，加快配送速度，并掌握預(yù)期的到達時間。在銷售物流環(huán)節(jié)，智能貨架自動識別并隨時報警，通過網(wǎng)絡(luò)并實現(xiàn)敏捷反應(yīng)，有助于開展主動營銷和主動式服務(wù)。

2.4物聯(lián)網(wǎng)在零售環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在商品零售環(huán)節(jié)，應(yīng)實時掌握商品的售賣情況，以盡早安排物流補貨。借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有商品附加獨立ID，通過即時掃描可以跟蹤每筆交易(從生產(chǎn)商到代理商再到零售商)，改進零售商的庫存管理，實現(xiàn)適時補貨，有效跟蹤運輸與庫存，提高效率，減少出錯。零售商通過物聯(lián)網(wǎng)，可提前預(yù)測顧客的商品需求，從而預(yù)先安排物流，保證顧客需求的滿足。另外，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠為顧客提供個性化、身臨其境的體驗，進而提高顧客保留率。

3　基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)

3.1智能物流的技術(shù)特性

智能物流和傳統(tǒng)物流相比，具有更高的技術(shù)需求，具體表現(xiàn)如下：1)需要實現(xiàn)物流供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的透明化、可視化以及集成化，從而基于所收集數(shù)據(jù)完成物流管理與決策的智能化；2)需要根據(jù)不同客戶的需求提供靈活的，多樣的物流服務(wù)，要求在倉儲和配送過程中可以為不同性質(zhì)的貨物提供物流的解決方案；3)需要完成物流操作過程的自動化，從而提高物流運營效率，并保證貨物運輸、倉儲的安全與可靠；4)需要實現(xiàn)對物流資源進行信息化優(yōu)化調(diào)度和有效配置，來降低物流成本，并能夠在物流過程中加強管理和提高物流效率，以改進物流服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)的層次化、柔性化、定制化以及系統(tǒng)化；5)為了使效益和效率最大化，應(yīng)實現(xiàn)物流信息的快速反饋，使銷、產(chǎn)、供和物流信息動態(tài)同步，這就要求物流系統(tǒng)能夠及時給企業(yè)提供其所需的信息服務(wù)。

3.2智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)主要包括4個部分：可視化倉庫管理系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能終端設(shè)備和物流管理與智能決策系統(tǒng)，實現(xiàn)對采購、分揀、運輸、倉儲和配送等生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，實現(xiàn)貨物產(chǎn)品的跟蹤溯源，保證信息管理的準確化、網(wǎng)絡(luò)化和實時化[9]。其中，可視化倉庫管理系統(tǒng)可實現(xiàn)倉庫可視化管理，提供處理日常業(yè)務(wù)的功能。通過GPS、安全電子鎖和溫濕度計等構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[10]，有效解決不同貨物在物流中運輸、交接等各環(huán)節(jié)的管理難點問題。不僅大大提高了運輸、銷售企業(yè)的效率，提升了企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，還為貨品的運輸安全、防偷盜行為提供了技術(shù)保障。無線終端、無線網(wǎng)絡(luò)、RFID技術(shù)及監(jiān)控技術(shù)的使用，將使智能可視化倉庫管理實現(xiàn)的功能更加準確、高效[11]。

系統(tǒng)架構(gòu)要實現(xiàn)如下目標：1)實現(xiàn)庫存信息可視化、庫存物料及其狀態(tài)的可視化跟蹤、可視化查詢結(jié)果的輸出、自動生成庫存操作單據(jù)，為管理者提供多方位、直觀的統(tǒng)計信息；2)軟件與硬件相結(jié)合，解決庫房倉儲管理中各個業(yè)務(wù)流程環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、識別與信息交互；3)運用自動識別技術(shù)的處理手段，極大地提高了工作效率，降低了人為出錯率，從而確保了用戶需要的快速響應(yīng)度；4)系統(tǒng)設(shè)計堅持靈活性、易用性、兼容性和擴展性的特點，可以保證用戶已有的IT設(shè)備與資源的投入及系統(tǒng)的不斷升級要求；5)對業(yè)務(wù)處理的全過程記錄與歷史信息的查詢，能滿足資源信息的全程追溯的需求，充分保障了用戶的利益；6)為信息管理今后業(yè)務(wù)流程的延伸，提供了預(yù)留的技術(shù)接口。

3.3智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)主要模塊

智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)主要包括如下幾個模塊。

1)倉庫智能作業(yè)模塊。包括自動化立體倉庫、AGV機器人、搬運/碼垛機器人、高精度堆垛機、條碼/RFID識別和物聯(lián)通信系統(tǒng)等先進技術(shù)，實現(xiàn)管理的集約化、精益化、標準化和現(xiàn)代化。對物流供應(yīng)鏈關(guān)鍵點采用自動化設(shè)備代替人工，從而提高生產(chǎn)效率，降低損耗，降低人員配置。通過堆垛機進行物料的高層、立體存儲，碼垛機器人進行高速、高精度的碼垛操作；自動輸送線對物料進行傳輸、移載、升降、分流和合流等操作；物流管理軟件代替人工臺賬管理，便于企業(yè)統(tǒng)一管理，便于上層領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)實際情況進行正確決策；計算機網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行信息實時傳遞，代替信息人工傳遞，保證信息的時效性和可追溯性。

2)實時訂單跟蹤模塊?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)實時訂單追蹤，提升貨運管理效率。運用了射頻識別、地理信息系統(tǒng)和無線傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，再搭配智能終端等硬件設(shè)備，實現(xiàn)對貨車行駛?cè)痰乩砦恢米粉?、貨物訂單全程追蹤等業(yè)務(wù)需求，并且可以通過手持終端拍下貨物簽收單據(jù)的照片，單據(jù)照片可實時發(fā)送回管控中心，管控中心因此可以及時獲知貨物的交付情況。如果貨物需要二次配送或退單，司機可以通過手持終端及時向管控中心反饋相關(guān)信息，管控中心憑借訂單追蹤系統(tǒng)就可以監(jiān)測到相關(guān)信息并作為辦理二次配送和退單的依據(jù)，這個過程不僅減少了辦理二次配送和退單的工作量，而且也減少了期間發(fā)生的各種爭議。當運輸過程中出現(xiàn)其他異常狀況時，物流中心也可以及時通過手持終端獲知相關(guān)信息并作出應(yīng)對措施。

3)配送優(yōu)化管理模塊。在配送優(yōu)化管理模塊中，應(yīng)用大條碼掃描器可以避免作業(yè)人員下車掃描條碼。這不僅減少了作業(yè)時間，也杜絕了下車掃描條碼時的安全隱患。通過物聯(lián)網(wǎng)實時接收控管中心的作業(yè)指令回傳作業(yè)結(jié)果，甚至可以規(guī)劃作業(yè)任務(wù)和作業(yè)路徑，提升空間及時間的使用效率，并確保工作內(nèi)容執(zhí)行的正確性。由于物聯(lián)網(wǎng)還可以回傳作業(yè)結(jié)果，因此不僅倉庫作業(yè)人員不用再耗費大量時間用于等待紙質(zhì)單據(jù)的打印與傳送，而且物流中心的行政人員也可以節(jié)約大量編制報表的時間。

4　結(jié)語

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物流供應(yīng)鏈過程數(shù)據(jù)的透明化，在此基礎(chǔ)上可以提升物流操作效率的自動化、物流管理與決策的智能化水平，另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流供應(yīng)鏈生產(chǎn)、運輸和倉儲、配送以及零售等各個環(huán)節(jié)都具有廣闊的應(yīng)用前景；因此，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)能夠全面提升貨物運輸安全與物流效率水平。

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責任編輯馬彤

Design on Intelligent Logistics System based on Internet of Things

LI Jing

(Shaanxi Industrial Vocational College， School of Automobile and Logistics， Xianyang 71200, China)

Internet of things (IOT) technology enhances transparency of the logistics process data, so as to enhance the automation and intelligent level of logistics and supply chain systems. Firstly, the application fields of IOT are introduced that include the logistics supply chain of production, transportation and warehousing, distribution, and retail. Then the technical characteristics are pointed out about intelligent logistics. On this basis, it deeply analyzes the architecture of intelligent logistics supply chain system, intelligent warehouse operation, real-time tracking of orders, distribution optimization and management based on IOT. By means of IOT, it can enhance logistics efficiency and management level.

IOT， intelligent logistics， supply chain， optimization management

TP 391

A

李靜(1982-)，女，講師，主要從事物流工程與管理等方面的研究。

2015-12-29