基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的集裝箱冷鏈運輸數(shù)字化

郭健飛

集裝箱運輸方式問世不足百年，在古老的航運業(yè)中屬于后起之秀。20世紀50年代，集裝箱之父馬爾科姆·麥克萊恩（Malcolm Mclean）經(jīng)過數(shù)十年的潛心鉆研發(fā)明了現(xiàn)代集裝箱的雛形儲裝箱，解決了困擾航運業(yè)幾百年的船舶裝卸效率低和載貨能力小的歷史難題。隨著集裝箱在公路、鐵路、海路和航空運輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，跨境和跨模式運輸效率大幅提升，從而引發(fā)全球運輸業(yè)的顛覆性變革。由此可見，集裝箱運輸先天就帶有大膽創(chuàng)新和應(yīng)用的基因。如今，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，智慧家居、智慧城市、智慧學(xué)堂和電子警察應(yīng)運而生，航運數(shù)字化也不再是新鮮話題。本文針對傳統(tǒng)冷藏集裝箱（以下簡稱“冷箱”）運輸存在的痛點，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展歷程及其在冷箱運輸領(lǐng)域的應(yīng)用情況，提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的智能冷箱解決方案，并探討智能冷箱解決方案驅(qū)動下的集裝箱冷鏈運輸數(shù)字化。

1 傳統(tǒng)冷箱運輸存在的痛點

（1）運輸信息的即時性和透明度較低。在傳統(tǒng)冷箱運輸過程中，雖然大多數(shù)集裝箱班輪運輸公司能夠向客戶提供主要運輸節(jié)點的冷箱位置信息和時間信息，但冷箱溫度和冷機工作狀態(tài)依然主要采用堆場和碼頭人工定時巡檢的方式來查看，導(dǎo)致各相關(guān)方難以遠程獲取冷箱運輸?shù)膶崟r信息，不僅影響冷藏貨物運輸品質(zhì)，而且一旦發(fā)生貨損，難以厘清責(zé)任。

（2）因箱內(nèi)實際溫度偏離設(shè)定溫度而導(dǎo)致的貨損事故占比較高。冷箱運輸具有與普通集裝箱運輸相同的點多、線長、面廣的特點，往往涉及發(fā)貨人裝箱、起運地公路運輸、碼頭操作、海上運輸、鐵路運輸、鐵路站點操作、目的地公路運輸、收貨人拆箱等多個環(huán)節(jié)。在此過程中，冷箱需要經(jīng)歷多次插拔電操作和復(fù)雜的運輸環(huán)境，人為操作失誤和冷機故障導(dǎo)致冷箱未及時通電制冷的情況時有發(fā)生。在缺乏有效的遠程實時監(jiān)控手段的情況下，由于無法及時發(fā)現(xiàn)冷箱異常斷電和冷機故障等問題，必然導(dǎo)致貨損發(fā)生。根據(jù)北英保賠協(xié)會的統(tǒng)計：海運貨損理賠案件大多與冷藏貨物有關(guān)，其中實際溫度偏離設(shè)定溫度是導(dǎo)致冷藏貨物發(fā)生貨損的最主要原因。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展歷程及其在冷箱運輸

領(lǐng)域的應(yīng)用情況

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展歷程

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用最早可以追溯至20世紀80年代，其創(chuàng)意源于一群年輕人對一杯可樂的樸素需求。1982年，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院的研究生們將可樂售貨機連接至互聯(lián)網(wǎng)，以便通過互聯(lián)網(wǎng)來了解售貨機的備貨情況。這是目前可以追溯到的最早的將非計算機設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)的案例，被認為是物聯(lián)網(wǎng)的雛形。

1999年，美國麻省理工學(xué)院教授凱文·艾什頓（Kevin Ashton）在面向?qū)殱嵐镜囊粓鲅葜v中首次正式提出“物聯(lián)網(wǎng)”這一術(shù)語。物聯(lián)網(wǎng)指實現(xiàn)可感知設(shè)備與可獨立尋址的物體互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。接入物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備必須可以尋址才能具備唯一的身份，從而發(fā)起與其他設(shè)備的對話。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，接入物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量越來越多。思科公司認為：當接入物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量比網(wǎng)民數(shù)量還多時，物聯(lián)網(wǎng)時代也就到來了。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：2003年，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量與網(wǎng)民數(shù)量的比值為0.08;到2010年，這一比值達到1.84;此后，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量呈爆發(fā)式增長態(tài)勢。參照思科公司對物聯(lián)網(wǎng)時代的定義及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)時代來臨于2008―2009年。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在冷箱運輸領(lǐng)域的應(yīng)用情況

物聯(lián)網(wǎng)時代來臨后，全球主流集裝箱班輪運輸公司積極研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并將其應(yīng)用于冷箱運輸領(lǐng)域：馬士基航運用將近10年的時間實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在冷箱中的全覆蓋;東方海外從2009年開始研發(fā)集裝箱物聯(lián)網(wǎng);中遠集運（現(xiàn)中遠海運集運）與上海海事大學(xué)于2012年底開始合作開展冷鏈物聯(lián)網(wǎng)研究項目，雙方于2019年共同孵化專注于航運物聯(lián)網(wǎng)研究的上海海聯(lián)智通信息科技有限公司。

根據(jù)德魯里發(fā)布的數(shù)據(jù)：2019年，全球冷箱物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝率約為23%;到2024年，預(yù)計全球?qū)⒂屑s120萬TEU冷箱搭載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，占全球冷箱總量的比例約為60%;到2030年，預(yù)計全球冷箱物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝率將達到80%左右。搭載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的冷箱不僅能夠遠程發(fā)送位置、溫度和濕度等信息，而且能夠遠程感知人類指令，仿佛具備主動溝通的能力，因此被稱為“智能冷箱”。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的智能冷箱解決

方案

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的智能冷箱解決方案（見圖1）并非簡單地在冷箱上安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)連接、信息交互和數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)，解決特定場景下的冷箱運輸痛點，提升用戶對運輸信息的掌控能力，其主要內(nèi)容包括：（1）采用合適的傳感器采集數(shù)據(jù)，涉及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備硬件設(shè)計;（2）采用合適的通信協(xié)議實現(xiàn)物物對話，涉及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備軟件設(shè)計;（3）采用合適的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交互和存儲，涉及平臺選型和搭建;（4）基于場景展示并應(yīng)用數(shù)據(jù)，涉及平臺持續(xù)開發(fā)和優(yōu)化。

4 智能冷箱解決方案驅(qū)動下的集裝箱冷鏈運輸數(shù)字化

2016年，麥肯錫提出“供應(yīng)鏈4.0”概念。供應(yīng)鏈4.0也就是下一代數(shù)字化供應(yīng)鏈，其核心是通過數(shù)據(jù)的廣泛采集和充分利用使資源得到最大程度的釋放和最有效的利用。數(shù)字化供應(yīng)鏈基于物理世界中無處不在的傳感器實現(xiàn)廣泛連接，為用戶提供全方位的數(shù)據(jù)和信息。在此基礎(chǔ)上，用戶對供應(yīng)鏈開展全方位分析，從而持續(xù)優(yōu)化供應(yīng)鏈的效率和成本：（1）通過分析和預(yù)測縮短供應(yīng)鏈周期，提高供應(yīng)鏈對需求的響應(yīng)速度;（2）通過實時感知需求變化，使組織決策更加靈活、更有彈性;（3）貼合市場需求，更加細膩地解決“最后一公里”問題;（4）通過提升信息的即時性和透明度，實現(xiàn)決策層與執(zhí)行層以及上游與下游信息對稱，從而使供應(yīng)鏈逐漸獲得自我調(diào)整和準確行動的機制;（5）通過上下游更加有效的聯(lián)動協(xié)作，持續(xù)提高供應(yīng)鏈的效率。

智能冷箱解決方案大大提升用戶對集裝箱冷鏈運輸信息的掌控能力，使集裝箱冷鏈具備與數(shù)字化供應(yīng)鏈相同的特征，驅(qū)動集裝箱冷鏈向數(shù)字化方向發(fā)展，最終實現(xiàn)溫度全程可控、運輸全程透明、品質(zhì)遠程保障、冷鏈全程可溯、各方高效協(xié)同（見圖2）。

（編輯：張敏 收稿日期：2021-05-12）