基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的冷鏈智能化應(yīng)用研究

胡夢杰　孟凡婷

摘 要：該文介紹了冷鏈物流的概念，從冷鏈智能化應(yīng)用技術(shù)的角度進(jìn)行分析，描述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給傳統(tǒng)物流帶來的改變，解釋了什么是射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)，同時也描述這些智能化在自動化物流倉儲中的應(yīng)用，在供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)中的工作實(shí)況。這一技術(shù)上的改進(jìn)，不僅實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和客戶滿意度之間的平衡，還幫助大家更充分更全面地了解冷鏈物流給生活帶來的便利。文中還明確運(yùn)用案例對所介紹的智能化技術(shù)進(jìn)行更透徹的講解，使得冷鏈物流所帶來的改變更容易被大眾理解。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);冷鏈物流;射頻識別技術(shù);傳感器技術(shù);人工智能技術(shù);自動化倉儲

中圖分類號：TP241文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-1302（2020）03-00-03

0 引 言

冷鏈運(yùn)輸作為時下興起的一種特殊物流形式，以其逐漸專業(yè)化的優(yōu)勢入駐我國物流市場。冷鏈物流主要針對的對象為易腐食品、短期藥品等。以農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流為例，主要是將各種農(nóng)產(chǎn)品，如水果、水產(chǎn)、禽肉等需要保鮮的產(chǎn)品在加工儲藏、運(yùn)輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)中，始終處于一種合適的低溫控制的狀態(tài)之下，減少產(chǎn)品的損耗，從而最大程度保證農(nóng)產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。

1 射頻識別技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用

1.1 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)（RFID）是在不通過光學(xué)接觸、機(jī)械接觸以及其他一切接觸條件下，能夠利用無線電通信技術(shù)，獲取相關(guān)信息，進(jìn)行識別的一種技術(shù)。目前很多企業(yè)都運(yùn)用了這一技術(shù)，把標(biāo)簽附著在車間生產(chǎn)的機(jī)器上，可以隨時監(jiān)測產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度;在畜牧業(yè)中同樣可以利用這一技術(shù)，對每只需要監(jiān)管的牲畜進(jìn)行識別，有效防止同一個身份被多只牲畜使用而造成混亂或者因此給主人帶來損失。但隨之而來的隱患卻不得而知，人們可能在自己未知情況下就被讀取自己的身份信息。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究，以一種更為安全有效的方式普及化。

1.2 RFID的優(yōu)勢

RFID是一項(xiàng)便于操作控制極具靈活性的應(yīng)用技術(shù)，能夠勝任各種環(huán)境中的工作，例如布滿油漬的汽車零件生產(chǎn)車間、粉塵密布的紗布制造產(chǎn)業(yè)以及溫度過高或者過低的特殊生產(chǎn)場地，是傳統(tǒng)條形碼遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能替代的，在實(shí)際意義上優(yōu)于條形碼的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減少人工，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

射頻識別技術(shù)系統(tǒng)識別距離可以達(dá)到幾十米，總結(jié)下來可以分為以下幾個方面：

（1）實(shí)時控制：標(biāo)簽與解讀器高頻率的通信與識別幫助大家能夠及時對物品的位置以及狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，極大地提高了管理的效率;

（2）數(shù)據(jù)容量大：RFID專用的數(shù)據(jù)標(biāo)簽最大容量可擴(kuò)充到10 KB，可以根據(jù)客戶需求調(diào)節(jié);

（3）讀取迅速：解讀器對信息的讀取非常迅速，只要標(biāo)簽一進(jìn)入被識別區(qū)域，標(biāo)簽隱含的信息就可以被讀取出來，而且可以實(shí)現(xiàn)一次性讀取數(shù)個標(biāo)簽，以及分批次識別物品，提高效率;

（4）標(biāo)簽數(shù)據(jù)可更新：標(biāo)簽數(shù)據(jù)的錄入是通過遠(yuǎn)程編輯，這就說明數(shù)據(jù)可以根據(jù)實(shí)際情況的改變而進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，使得信息更新的速度更快，花費(fèi)更少。

1.3 RFID的應(yīng)用

倉儲在整個供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中必不可少，高質(zhì)量的物流服務(wù)離不開倉儲的保障。射頻識別技術(shù)與傳統(tǒng)條形碼技術(shù)的結(jié)合，使得物流信息管理更為便捷，不僅可以查詢到每一訂單的詳細(xì)物流信息，而且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了訂單增長的批量管理。在數(shù)字化系統(tǒng)中對電子標(biāo)簽這一技術(shù)的應(yīng)用，可有效降低整個工作流程的管理難度，大大優(yōu)化了原先的傳統(tǒng)模式。這一技術(shù)所帶來的優(yōu)勢主要?dú)w結(jié)為以下兩個方面：

（1）建立貨物先進(jìn)先出的管理模式

結(jié)合RFID、數(shù)據(jù)庫、無線局域網(wǎng)等技術(shù)，對倉庫管理模式進(jìn)行優(yōu)化，使得每一筆出入庫訂單都得以自動錄入，形成穩(wěn)定的托盤貨位管理。有了這些就可以建立貨物先進(jìn)先出的管理模式。貨物管理流程如圖1所示。

（2）庫存管理實(shí)時化，資產(chǎn)可視化

在倉儲管理部門應(yīng)用RFID之后，可以實(shí)時準(zhǔn)確檢查倉庫中的各產(chǎn)品庫存量。對于管理訂貨的相關(guān)部門，RFID的應(yīng)用有助于統(tǒng)計(jì)客戶需求，并且由系統(tǒng)計(jì)算出近期所需要的訂貨量，在時間上不延遲客戶的供貨時間;在倉庫管理上可準(zhǔn)確下達(dá)每一項(xiàng)指令，為客戶提供更好的服務(wù);在企業(yè)資產(chǎn)的監(jiān)測上，RFID的使用使得企業(yè)資產(chǎn)更加明確化、可視化，管理層人員可以實(shí)時掌控企業(yè)各品牌資產(chǎn)擁有量，對下一步戰(zhàn)略計(jì)劃做明確制作，同時也幫助了企業(yè)資產(chǎn)合理的分配應(yīng)用。

2 傳感器技術(shù)的研究與開發(fā)

2.1 傳感器在機(jī)械手上的應(yīng)用

新模式下物流改革發(fā)展越來越趨近于智能化、綠色化，新型物流的發(fā)展離不開各種大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用和收集，因而智能化物流越發(fā)離不開傳感器的應(yīng)用。傳感器正成為智能物流發(fā)展中離不開的關(guān)鍵點(diǎn)，改革后發(fā)展起來的全自動物流與制造中的自動化物流輸送系統(tǒng)依賴標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械手。

2.2 機(jī)械手

機(jī)械手的工作運(yùn)行離不開上機(jī)位（PLC）對它的安全防護(hù)。PLC主要負(fù)責(zé)在實(shí)驗(yàn)全程中對其進(jìn)行全面掌控以保證工作人員的安全，并且降低實(shí)驗(yàn)帶來的安全隱患。

機(jī)械手的運(yùn)動通過電機(jī)帶動，其運(yùn)動軌跡源自于計(jì)算機(jī)編程，所以想要對機(jī)械手運(yùn)動動作的改變或調(diào)整只需要改變計(jì)算機(jī)的編程代碼。不僅如此，機(jī)械手的觸屏裝置，可以通過控制器的調(diào)整使其在自動控制和手動控制之間切換自如。例如，現(xiàn)在投入工廠廣泛使用的直角坐標(biāo)機(jī)械手，在工廠可以實(shí)現(xiàn)自動上下料，自動收集廢料。機(jī)械手在工作中與機(jī)床通信的特點(diǎn)使工作作業(yè)完全實(shí)現(xiàn)自動化操作，這一構(gòu)造給大家?guī)淼膬?yōu)勢不僅是提供成熟的工業(yè)化部件，而且極大程度上保證了模塊化結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外，工業(yè)化可組合部件的工作，在設(shè)施上成本大大降低。

2.3 自動化倉儲中機(jī)械手的應(yīng)用

在物流中應(yīng)用傳感技術(shù)的比比皆是，比如大家熟知的自動化倉儲，無論智能物流，還是企業(yè)自動化制造都離不開自動化倉儲，而自動化倉儲想要實(shí)現(xiàn)完全自動化的智能物流都離不開系統(tǒng)對外部信息的感知、對大數(shù)據(jù)的收集、對物品的實(shí)時控制，而這一切感知能力都離不開傳感器的幫助。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，新型物流已經(jīng)初具雛形。目前，將傳感器技術(shù)應(yīng)用在物流數(shù)據(jù)處理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)都可以見到傳感器技術(shù)的影子。以自動化倉儲來說，傳感器技術(shù)的貢獻(xiàn)很大程度解決了收集數(shù)據(jù)所面臨的問題，傳感器技術(shù)以其自身的優(yōu)點(diǎn)，自動化倉儲系統(tǒng)正在不斷增加對它的使用，不僅倉儲環(huán)節(jié)需要傳感器技術(shù)的助力，物品分揀出庫更是至關(guān)重要。利用傳感器技術(shù)和RFID技術(shù)對傳送線上的物品進(jìn)行分揀，在減少人工成本情況下還大大降低了出錯的可能性，更能實(shí)現(xiàn)商品的監(jiān)測、復(fù)檢等一系列工作。

3 人工智能技術(shù)的普及

3.1 人工智能

計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用給人工智能帶來了進(jìn)一步的發(fā)展，人工智能就是平時所說的AI智能。人工智能的推理和思維能力不僅能夠與人類大腦媲美，甚至在操控機(jī)械方面已經(jīng)超過人類。目前，大量電子產(chǎn)品在使用人工智能技術(shù)后，人類的生活得到了更好的服務(wù)。

3.2 人工智能在物流方面的應(yīng)用

人工智能的發(fā)展給整個物流行業(yè)帶來了一次巨大的改革，尤其在倉儲、庫存、運(yùn)輸這三個環(huán)節(jié)。下面詳細(xì)分析人工智能在這三方面的影響。

（1）倉儲環(huán)節(jié)中的核心問題是倉庫選址問題。針對企業(yè)物流倉儲的選址問題，人工智能能夠通過其自身優(yōu)勢，采用收集到的數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行全方位的分析，這樣能夠有效規(guī)避現(xiàn)實(shí)中明顯存在的風(fēng)險，降低企業(yè)損失的概率，合理指出最靠近最優(yōu)選址地點(diǎn)。人工智能的一大優(yōu)點(diǎn)是能夠很大程度上減少人為的干涉，使倉庫選址更加準(zhǔn)確，而越靠近最優(yōu)選址，企業(yè)的成本則越低，企業(yè)營業(yè)額也就理所當(dāng)然地會有大幅度的上升。

（2）典型應(yīng)用人工智能的庫存管理系統(tǒng)就是MRP，通過MRP系統(tǒng)可以對之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，并且對下一時間段的生產(chǎn)所需要的庫存量進(jìn)行調(diào)整。在此基礎(chǔ)上可以減少因不必要而產(chǎn)生的庫存壓力，減少庫存管理費(fèi)用，使企業(yè)始終如一地保持高質(zhì)量的服務(wù)，為顧客提供更貼心服務(wù)的同時，也并不妨礙物流運(yùn)行操作。

（3）人工智能的作用在規(guī)劃運(yùn)輸路徑時也必不可少，隨著智能機(jī)器人在倉庫的廣泛應(yīng)用，供應(yīng)鏈運(yùn)作效率明顯提高。倉庫自動化運(yùn)行模式大大減少了人力的需求，在運(yùn)輸路徑規(guī)劃方面，人工智能不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測物品的物流信息，并且可以根據(jù)路況適當(dāng)調(diào)整路線，實(shí)現(xiàn)全自動化管理。

人工智能除了以上幾種功能之外，供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)都能見到它的身影，下面從倉儲、配送環(huán)節(jié)來舉例介紹人工智能。

（1）倉儲環(huán)節(jié)

在倉儲環(huán)節(jié)中，首先就是訂單的存儲與管理，無人倉的出現(xiàn)，很好地解決了訂單數(shù)量大、處理難的問題，無人倉在人工智能的幫助下，從貨物入庫、包裝再到分揀、出庫等一系列流程，完全實(shí)現(xiàn)自動化管理，能夠迅速處理相關(guān)訂單，提高工作效率。

在無人倉中應(yīng)用廣泛的一種智能機(jī)器人名為穿梭車，它能夠通過編程完成取貨、運(yùn)送、放置等一系列相關(guān)流程，而穿梭車與上機(jī)位或者WMS的通信功能，結(jié)合智能射頻識別技術(shù)和傳感器技術(shù)，則能實(shí)現(xiàn)穿梭車工作自動化。

（2）配送環(huán)節(jié)

在配送環(huán)節(jié)中，可以利用人工智能來提高工作效率。在配送前，配送機(jī)器人會通過數(shù)據(jù)收集，根據(jù)路況分析自動生成配送路線圖;在配送過程中，能夠自動避讓行人、車輛，在遵守交通規(guī)則的前提下安全抵達(dá)機(jī)器人停放點(diǎn)，此時只需要通過短信或者電話的方式通知收貨人，收貨人只需要輸入提貨碼或者直接通過人臉識別技術(shù)就能夠取走貨物。目前市場投入使用的末端配送機(jī)器人“小G”就可以將物品通過提前規(guī)劃好的路線運(yùn)送到指定簽收地點(diǎn)，不過這項(xiàng)技術(shù)目前還沒有普遍使用，僅僅存在于部分地區(qū)小范圍使用。

當(dāng)訂單收貨地點(diǎn)偏僻，路程顛簸的情況下，為了降低人工成本，一般采用無人機(jī)配送，有得也有失。這一配送方式的缺點(diǎn)是無法在惡劣天氣下完成配送任務(wù)，人為破壞也無法控制，雖然能夠提高配送效率，但是機(jī)器損壞不可控制，成本過高。目前獲得首個無人機(jī)快遞許可的只有Google。

3.3 限制物流行業(yè)中人工智能發(fā)展的因素

實(shí)現(xiàn)無人倉的運(yùn)行依賴對各種機(jī)器人的使用，更重要的是人工智能算法。舉例來說，分揀機(jī)器人在大量產(chǎn)品中既要實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品訂單信息讀取的準(zhǔn)確及時，又要兼顧產(chǎn)品的種類、大小、材質(zhì)的區(qū)別。人工智能算法是機(jī)器人能夠投入應(yīng)用的核心，是整個倉庫實(shí)現(xiàn)自動化管理的依據(jù)。從機(jī)器人個體來說，產(chǎn)品的投放需要先對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷倉庫布局，找到與之匹配的位置，并且需要兼顧商品訂單需求量進(jìn)行配送，還有最優(yōu)路線的規(guī)劃，這些都需要通過算法來實(shí)現(xiàn)。不僅如此，當(dāng)面對大量機(jī)器人同時工作時，為了避免機(jī)器人之間的碰撞，算法之間需要綜合考慮，優(yōu)化機(jī)器人整個過程都需要強(qiáng)大的技術(shù)支撐，這無疑成為無人倉中的一大難點(diǎn)。

對于配送機(jī)器人，目前市面上所提供的電池續(xù)航能力短，因?yàn)闊o人機(jī)需要降低自身重量，所以飛行過程中不能攜帶大容量電池，導(dǎo)致無人機(jī)大概每20 min就要人工換一次電池。不僅如此，因?yàn)樗鼘ψ陨碇亓康囊?，無人機(jī)配送貨物重量受到極大限制，即使這兩個問題得以優(yōu)化，無人機(jī)在飛行過程也極易受外界環(huán)境干擾。目前無人機(jī)運(yùn)輸主要依靠的還是操控員肉眼識別障礙，進(jìn)行操控，而且無人機(jī)并不能直接將貨物送到收貨人手中，無人機(jī)只能在?？奎c(diǎn)等待配送員，收貨人依然要與配送員當(dāng)面簽收。當(dāng)然無人機(jī)成本也是限制自身發(fā)展的一大因素。

通過分析可以看出人工智能在物流方面所起的只是輔助作用，機(jī)器人也只能在簡單封閉的環(huán)境中工作，而完全實(shí)現(xiàn)自動化管理還有很長的一段路。把無人倉庫理解為用機(jī)器取代人，不留一個人操作，是十分片面的看法。

4 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)不可分割，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用其智能化管理與互聯(lián)網(wǎng)相輔相成，使得每一個在冷鏈中的物品都具有準(zhǔn)確的信息，并且通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以準(zhǔn)確傳達(dá)這些冷藏品的信息。數(shù)量眾多且多類型的傳感器的應(yīng)用使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對信息極具敏感，由此保證了信息的及時更新。為了準(zhǔn)確無誤地傳達(dá)信息，物聯(lián)網(wǎng)對無線技術(shù)、有線技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的融合使用，使得每一件運(yùn)輸中的產(chǎn)品都具有自身詳細(xì)的信息，并且在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下能夠互相傳達(dá)。

除此之外，物聯(lián)網(wǎng)自身也具有智能化功能，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅能夠準(zhǔn)確及時傳達(dá)物品的信息，還能夠在做到這些的同時，對自身進(jìn)行感知，做到良好的信息反饋。根據(jù)收集到的信息，總結(jié)出更有意義的數(shù)據(jù)，在服務(wù)領(lǐng)域給客戶更好的體驗(yàn)。

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