工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術在數(shù)字化物流管理中的應用

廖遠來

（河源職業(yè)技術學院，廣東 河源517000）

1 緒論

一直以來，物流承擔著發(fā)貨方和收貨方之間的紐帶功能，尤其是當下在線消費的主流模式下，物流如何高效、穩(wěn)定地將快遞送到消費者手中，考驗著每一個物流從業(yè)者的管理能力。面對中國如此巨大的物流市場，眾多物流管理公司均通過不同的技術手段來提高物流配送的效率，同時將一些新的技術引入進來，例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術能夠利用人工智能技術處理海量數(shù)據(jù)信息，提高計算效率，縮短物流時間。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術概述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生可以理解為信息化技術的高速發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)技術的深度集成與發(fā)展的結果，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念產(chǎn)生于全球激烈競爭的大環(huán)境下。2010-07，德國政府推出的《高技術戰(zhàn)略2020》中，“工業(yè)4.0”項目被列為未來發(fā)展的十大項目之一，它是繼以蒸汽、電氣和電子信息為核心的三次工業(yè)革命之后，以實現(xiàn)智能制造為核心的第四次工業(yè)革命。在“工業(yè)4.0”模式下，利用如今已經(jīng)非常發(fā)達的網(wǎng)絡通信技術以及數(shù)據(jù)處理能力，通過傳感器以及嵌入式操作系統(tǒng)采集生產(chǎn)制造過程中的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析處理，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，最終實現(xiàn)對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的快速、精準的調(diào)控，形成智能生產(chǎn)系統(tǒng)?！肮I(yè)4.0”主要包含兩個方面內(nèi)容：一方面是“智能工廠”，主要研究利用信息技術對目前工業(yè)的生產(chǎn)流程進行優(yōu)化改造，實現(xiàn)全生產(chǎn)線的質量監(jiān)控；另一方面是“智能生產(chǎn)”，該方面主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)以及物流管理，通過市場調(diào)研、大數(shù)據(jù)分析等手段，根據(jù)市場需求動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)產(chǎn)品與目標，從而提高資源配置效率，提高企業(yè)市場競爭力。

美國于2012 年提出了與德國“工業(yè)4.0”相應對的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念，它的提出是基于未來新的產(chǎn)業(yè)需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌跡的預測、摸索和創(chuàng)新，也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉型升級為智能制造模式的主要方式，主要強調(diào)以企業(yè)為核心，促進企業(yè)積極發(fā)展諸如研發(fā)、生產(chǎn)以及服務等流程服務環(huán)節(jié)的新模式，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)線上消費模式與制造業(yè)智能模式的融合，將信息化的柔性特征帶入到制造業(yè)中，與其硬性特征相結合，以互聯(lián)網(wǎng)為推動劑，加強消費者與生產(chǎn)制造企業(yè)的深度融合，從而保證制造業(yè)的長期可靠發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術是多種技術的軟硬件融合，包含大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式等，使用各種傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息，通過控制器對數(shù)據(jù)進行分析計算，利用無線網(wǎng)絡技術進行數(shù)據(jù)的傳輸，并采用邊緣計算等先進數(shù)據(jù)處理方法對數(shù)據(jù)進行分析與處理，最終將整合后的結果融入到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，從而推動智能制造的發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含四層架構，分別為感知識別層、網(wǎng)絡連接層、遠端管理平臺層和數(shù)據(jù)分析層。首先，感知識別層通過智能傳感器實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的采集與獲取。然后，網(wǎng)絡連接層將數(shù)據(jù)進行傳輸發(fā)送至遠端管理平臺層，在該層進行數(shù)據(jù)的存儲與管理，最后在數(shù)據(jù)分析層利用智能算法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的深度處理，完成數(shù)據(jù)的分析，從而為系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行提供可靠參考決策。

3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術對物流發(fā)展的啟示

數(shù)字化物流是通過數(shù)字化技術和手段，以提高整個物流系統(tǒng)的智能化、自動化、信息化水平為目標，以互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，通過創(chuàng)新型模式和先進的互聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能技術，朝著轉變產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式的新生態(tài)發(fā)展，從而實現(xiàn)降本增效的目的。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是提升系統(tǒng)的信息化和智能化水平，提高物流裝配的工作流程效率，提高整個物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和分析能力，因此利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術提成物流水平，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是建設“智能物流工廠”，主要研究數(shù)字化物流系統(tǒng)，通過自由的、動態(tài)的組合，形成高度柔性的物流一體化方式，實現(xiàn)高度快速的智能化物流；另一方面是研發(fā)“智能物流設備”，即重點研究機器人、柔性制造以及物聯(lián)網(wǎng)等技術在物流過程中的應用等，實現(xiàn)物流商品分揀過程、配送過程和流程管理的智能化。

3.1 建設智能物流工廠

當前中國大多數(shù)物流系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)對訂單接收、商品分揀與配送等物流環(huán)節(jié)的自動智能調(diào)控，同時機器人、柔性制造等相關智能設備發(fā)展快速，但設備的智能性和各設備的互聯(lián)互通仍處于局部應用階段，未能實現(xiàn)統(tǒng)一協(xié)作。建設智能物流工廠的目標是實現(xiàn)智能設備的互聯(lián)互通。一方面，智能設備要具備通信、檢測、控制、執(zhí)行以及存儲等功能。通過通信模塊不僅實現(xiàn)機器之間的溝通，還實現(xiàn)物流商品、設備和系統(tǒng)三者之間的智能化溝通；檢測模塊通過傳感器實時監(jiān)測設備運行參數(shù)，檢測物流商品和配送環(huán)境信息反饋給控制單元；控制模塊根據(jù)分揀配送規(guī)則和傳感器反饋信息作出智能信息處理，向執(zhí)行模塊發(fā)送命令；執(zhí)行模塊根據(jù)接收到的命令作出相應處理；存儲模塊實時存儲各模塊的狀態(tài)信息。另一方面，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將智能設備連接，將物流工廠內(nèi)各關鍵業(yè)務環(huán)節(jié)的智能設備連接在一起，使得不同類型和功能的智能設備連接起來組成智能物流車間，最終再由不同功能的智能車間互聯(lián)組成智能物流工廠。這些智能設備、智能生產(chǎn)線、智能車間及智能物流工廠可以自由的、動態(tài)的組合，以滿足不斷變化的物流需求，形成高度柔性的物流一體化方式，使高度快速的智能化物流成為可能。

在未來的數(shù)字化物流系統(tǒng)中，以分揀車間為例，當物流商品通過流水線送到裝貨車間后，傳送帶上的傳感器通過讀取物流商品的標簽可以獲得其參數(shù)信息以及該物流商品最適宜配送方案，進而輸送到不同的車間子系統(tǒng)，根據(jù)物流商品的配送方案信息自動調(diào)控配送方案，實現(xiàn)智能化分揀與配送功能，極大地提高了物流效率，滿足市場對物流商品配送時間的個性化需求，同時通過對整個生產(chǎn)過程的大數(shù)據(jù)的獲取，有效促進了物流系統(tǒng)生產(chǎn)、控制等過程。數(shù)字化物流系統(tǒng)中不同設備、生產(chǎn)線、車間之間的互聯(lián)互通，使整個工廠內(nèi)部的設備融合成一個統(tǒng)一體，大大提高了生產(chǎn)效率，也促進了智能物流設備的研發(fā)與升級。

3.2 研發(fā)智能物流設備

由于物流系統(tǒng)具有自動化程度高、控制過程復雜、環(huán)境條件要求苛刻等特點，使得物流系統(tǒng)對物流過程的自動化以及柔性化有著較高要求。物流系統(tǒng)智能物流的目標就是全面實現(xiàn)商品物流的智能化。智能物流設備是在目前自動化技術、網(wǎng)絡技術、無線傳感技術以及人工智能的基礎上，通過感知、人機交互、決策、執(zhí)行和反饋實現(xiàn)物流商品分揀過程、配送過程和流程管理的智能化，是信息技術和制造技術的深度融合與集成。

物流系統(tǒng)智能物流設備的實現(xiàn)依賴于機器人技術。機器人是最典型的機電一體化數(shù)字化裝備，集傳感器技術、檢測技術、人工智能技術及系統(tǒng)集成于一身，在物流作業(yè)中獲得廣泛應用。以物流系統(tǒng)的裝載搬運為例，在大型物流系統(tǒng)中普遍采用人工叉車作業(yè)，效率較低，但是采用搬運機器人，通過安裝不同末端執(zhí)行器來完成各種不同形態(tài)的搬運任務，提高了貨物的搬運能力，大大節(jié)約了搬運過程的搬運時間，提高了生產(chǎn)效率。

智能物流設備的實現(xiàn)依賴于柔性制造技術。隨著人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術的發(fā)展，物流系統(tǒng)的智能化程度不斷提高，在面對許多不確定性、要由人工干預才能解決的問題時能夠通過過程自適應、參數(shù)自優(yōu)化等功能解決。例如，在未來物流系統(tǒng)的配送車間，系統(tǒng)能夠自動監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，在檢測到外部環(huán)境或內(nèi)部激勵（生產(chǎn)任務、物流商品配送或配送時間要求變化）時能夠借助模擬專家的智能活動，調(diào)節(jié)控制要求，確保最高物流效率。

智能物流設備的的實現(xiàn)依賴于物聯(lián)網(wǎng)技術。智能物流工廠不僅要求單方面對產(chǎn)品進行檢測，而且要求產(chǎn)品與設備、設備與設備之間實現(xiàn)相互通信。因此，需利用物聯(lián)網(wǎng)技術將整個生產(chǎn)系統(tǒng)納入計算機網(wǎng)絡，在智能物流工廠中通過RFⅠD、二維碼等技術將電子標簽貼在產(chǎn)品上，通過讀取標簽信息實時記錄狀態(tài)信息，結合物聯(lián)網(wǎng)的智能管理系統(tǒng)，完成對物流系統(tǒng)的一體化管理。

4 結論與展望

中國的信息化進程已推動實現(xiàn)了信息基礎設施與技術的普及，大部門企業(yè)已經(jīng)建立線上營銷渠道和運營平臺，隨著中國物流市場的不斷發(fā)展壯大，傳統(tǒng)的物流管理系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足新的發(fā)展要求，必須通過大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術實現(xiàn)整個物流系統(tǒng)的升級。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術將在這個升級中扮演重要角色，通過數(shù)字化物流最終實現(xiàn)物流全過程的整合、集成和提升。