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关键词:智慧地球 智慧物流 信息化 现代化 策略
中图分类号:F253.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)07-0239-01
1、智慧物流的背景
“感知中国”是2009年总理在2009年提出的建设的新概念,在此之前,关于智慧建设的概念始于美国。21世纪实在是信息爆炸的世纪,科技的发展越来越快,科技的应用更加广泛,信息时代的内涵其实依然是科技。信息的爆炸是基于科学技术的发展以及应用。物联网被各国争相作为本国的建设目标,物流作为最早接触物联网的行业,在这个行业里物联网技术的应用也是最早的。现代物流的方向大致要朝着现代化、科技化发展,这是时代要求。智慧物流的研究是属于历史潮流,当然根据物流行业的发展状况,智慧物流自2008年IBM公司提出“智慧的地球”这一概念之后,就越来越受各国的重视,为此中国还将之写入“政府工作报告”。智慧物流的建设是完全符合物联网的发展趋势的,当然物流现代化建设自然是对其城市的经济都是有很大的帮助的,也是未来建设智慧城市的一个方面。
这是智慧物流的大致产生背景,但是不可忽略的一点是,虽然智慧物流已经受到我国政府和企业的重视,但对它的研究仍处于初步阶段,更谈不上体系构建,实施的框架企业和学术界都还未达成良好的共识。
2、智慧物流的概念
智慧物流的概念的提出要最追溯到2008年IBM公司提出的“智慧的地球”这一概念,IBM公司作为一家信息技术研究的公司,它对智慧物流的理解也是建立于信息技术的支撑,所以对于智慧物流的基本概念可以说从运输、仓储、包装以及装卸、加工配送等,整个物流的历程步骤都是以信息技术为基础的,智慧物流是将物流系统的各个环节都纳入信息系统的控制之下,实现系统全面感知,这样就可以及时处理以及进行必要的有效的自我调整,总的来说,智慧物流就是以信息技术为依托,通过系统物流的建设,让物流自动化、创新化、准确化,智慧物流实际上也是现代化综合性的物流系统。
3、智慧物流的基本功能
3.1 智能分析功能
智慧物流的显著特征之一是智慧性,智慧性主要体现在智能分析。信息技术的运用,使得智慧物流能运用智能的模拟模型等各种具有智能性的手段来分析物流。分析物流的各个环节,分析物流过程中出现的突发问题,还可以根据这些问题提出智能化得假设并且通过实践来进行检验,来进行解决问题的一个循环。实际上,智能分析是将理论运用到实践中的一种功能。系统自动调用数据,来解决问题,同时来发现漏洞,达到智慧化的效果。
3.2 感知功能
智慧物流是以信息技术作为依托的物流系统建设的物流系统,通过信息手段将传统物流的每个环节和细节都同时纳入智能系统中,包括物流的运输、仓储、包装、装卸、加工、配送等,物流过程是一个复杂的过程,步骤繁多,任务繁重,仅靠人力的话不可能同时对这些信息进行搜集和整理,而现代化的信息技术就能做到。依靠现代科技,能对物流系统的各个环节进行全面感知,接着再对这些信息进行系统分析,从而能及时处理而且自我调整,实现了物流规划的智慧化。
3.3 优化决策的功能
结合特定的物流要求,智能系统可以对要求和物流企业本身的实际情况进行对比、评估,从物流的成本、时间以及其他的特殊方面和标准要求,来评估风险以及对风险进行预测,这是制定合理决策的前提条件,只有做到对物流项目的详细周密分析,对其风险进行有效预测,才能提出最优的最有效的解决方案。这些决策是经过对物流环节和物流信息的周密分析的,相对于人力的局限性来说,智能系统分析后的方案更具准确性。
3.4 及时反馈功能
这是一个非常强大的功能,对于物流企业来说,信息的及时反馈是关系到物流工作完成好坏的最有效的晴雨表,反馈实现系统修正,还能完善管理,总之它是贯穿于物流工作中的几乎每一个环节,它起到的作用既是细节方面的,但同时也是全局性的。
4、智慧物流建设的策略
4.1 大力推广信息技术在物流企业和物流产业基地的应用
信息技术在建设智慧物流中占据着核心地位,它是智慧物流的内涵。例如传感技术,移动计算机技术,还有智能网络等,通过这些最新的信息技术去建立物流智能管理网络体系,建立智能配送中心等。通过各种技术培育出一批优秀的企业,然后通过示范推广,达到带动整个物流行业的智慧化建设的潮流。其中优秀的企业还可以与外资合作,这样不仅会吸引外资,更能促进物流行业的国际化发展。至于说物流产业基地,我们可以选择设备完善、基础较好的物流基地进行示范性建设,其目的也是达到示范推广,带动整个物流行业的智慧化改革。例如,江苏常州的物流建设,常州目前建立了现代化的亚邦医药物流中心,这是一个典型的智慧化物流的示范基地,两年的物流建设不仅促进了第三方、第四方物流的发展,而且还极大地减少了传统物流在资源上的浪费,有利于常州生态经济的发展。
4.2 对物流行业进行合理的发展规划,制定相关完善的法律法规
如果说进行信息化建设是智慧核心内容,那么对物流行业进行发展规划,对物流行业进行法律规范化是物流行业智慧化建设的保证。例如常州市物流现代化建设的成功范例里,常州市就是物流行业的规范性上做足了功夫,在行业的法律法规上进行了符合现代化物流的政策,这样既保证了建设的成果,又能继续保证后续的发展,有利于整个行业的健康、规范。制定相关的法律制度,营造公平有序的市场环境,还有利于消除由于地理原因造成的市场障碍,使资源达到优化配置;而开放的统一有序的市场,能更好地保护经营者的利益。
参考文献
关键词:现代物流;物联网技术;智能仓储
中图分类号:F406.5 文献标识码:A
Abstract: Intelligent warehousing is an important direction in modern logistics industry. The applications of technologies of the internet of things(IoT)provide powerful technical support for the development of intelligent warehousing. An important feature of intelligent warehousing is that it can provide a good storage environment and make the stored products safe and effective according to the characteristics of the products. This article elaborates the applications of IoT technologies in food storage, medicine warehouse, cotton storage. In the meanwhile integrating all kinds of functional storage into comprehensively intelligent warehousing is a technical proposal and establishing an informational, standardized, intelligent and intensive warehousing by using IoT technologies is realistic.
Key words: modern logistics; internet of things; intelligent warehousing
0 引 言
近年恚我国现代物流业不断发展,大部分物流业是传统物流业融入信息化技术[1],少数采用先进的自动化和物联网技
术[2],还有小部分保持着传统的运输方式[3],总体呈现为中间大两头小的橄榄形。全国“十三五”规划中指出现代物流业要加强物流基础设施的建设,大力发展第三方物流和绿色物流、冷链物流、城乡配送。2016年7月份,国务院总理提出以先进的信息技术与物流深度融合来促进物流业的转型升级。总体的方向是让物流业向着先进化、智能化发展。仓储是物流业中不可或缺的环节也是对基础设施要求较高的部分,在供应链中起到了承接上下游的作用,所以物流的智能化也要求者仓储向智能化发展[4]。本文着眼于仓储中的环境部分,探讨基于物联网技术建立信息化、标准化、智能化、集约化的综合性智能仓储的技术方案与应用意义。
1 智能仓储及物联网技术概述
依托于物联网技术的智能仓储,能够有效提高仓储管理的效率和安全,从而促进现代物流的发展,体现现代物流的实用性和先进性。
智能仓储管理对象基本上包括仓、储、物和环境四项。仓是指仓储活动所需的场地、设施、设备;储是指仓储业务及其管理活动,包括出入库业务、出库业务、移库业务、仓储规划、寻址管理和货位管理等;物是指对仓库内商品和工作人员,实现货、人的监管。环境是指人、设备和货物的活动、存放环境因素[5]。智能仓储常采用物联网技术、自动控制技术、智能机器人技术、大数据挖掘技术、云计算技术、智能信息管理技术等先进的技术来实现其对四个对象的管理控制。本文主要探讨的是物联网技术在智能仓储环境监控方面的问题。
物联网从狭义上可指连接物品与物品间网络,用来实现对物品的智能化识别和管理;而广义上的物联网则可以看作是信息空间与物理空间的融合,将一切事物数字化、网络化,在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式,并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为,是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界[6]。国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术:RFID、传感器、智能技术以及纳米技术[7]。这些先进的技术都是为了使人与物之间更紧密的联系,方便人们的生活和工作,是促进社会生产发展的动力。
2 物联网技术在仓储中的应用研究
物联网技术在各类仓储的环境监控中都有着应用,本文着重综述了物联网技术在粮食仓储、医药仓储、棉花仓储环境监控中的应用。
2.1 粮食仓储
物联网技术可以应用于粮食的多个方面:粮食物流、粮食仓储、粮食信息跟踪等[8]。物联网技术在粮食仓储中的应用是本文关注的重点,尤其是对于实时监测粮食的环境,并对环境情况进行反馈控制。
粮食存储在仓库之中,受气候、通风和环境等外界因素的影响,粮食仓库的温度和湿度都会发生变化,从而影响了粮仓中气体、微生物的浓度或数量,进而造成粮食的品质下降。针对这一情况,以粮仓和粮食的温度和湿度作为主要的监测目标并利用温度传感器、湿度传感器、气体传感器、虫害传感器等传感系统对其进行采集。根据采集到的信息进行数据分析,找出关键影响因素,制定决策方案并根据方案自动调节粮食仓储的环境条件,包括自动控温、自动控湿、自动通风以及自动熏蒸等,其简略流程如图1所示。在所示的整个流程中,关键技术主要有传感器技术、传输技术、信息处理技术、智能控制技术等。传感器的选择要满足仓储环境监测的需求,并且保证所采集信息的可靠性;传输技术保证信息传输的及时和准确,如蓝牙、Zigebee、Wi-Fi等无线传输技术;信息处理技术主要是处理大量的信息,提取出对决策控制有用的信息;智能控制技术根据决策的信息智能控制通风、熏蒸、温度和湿度设备的开启或关闭。
在“大蒜之乡”山东省济宁市金乡县建立的全国首个物联网冷库综合监控系统就是一个成功的应用。传统的大蒜仓储环境监控主要通过人工实时监控的方式来进行温度调整,耗费了大量的人力、物力,却无法保证环境监控的精度。由于环境监精度的问题,大蒜出现低温冻坏或高温生芽腐烂的情况时有发生,而且无法及时判断仓库里二氧化碳的浓度含量,会出现因二氧化碳浓度过高造成工作人员窒息的情形。利用物联网技术可以有效改善上面出现的问题。仓库内温度、湿度和二氧化碳浓度等重要的指标信息通过传感器来进行监测,将监测到的数据信息通过无线网络传输到控制中心,控制中心通过与系统预设的温度、湿度和二氧化碳浓度进行比较分析,再通过控制决策中心的指令,自动实现对温度设备和排风系统的控制。同时,还可以随时将仓库内温度、湿度和二氧化碳数值等报警短信发送到手机上,有效实现无人值守、手机端24小时监控,在节约了管理控制成本的同时,也提高仓储管理水平与环境监控的准确率[9]。
粮食仓储环境监控信息感知主要是传感器的使用,利用收集的信息分析控制环境。基于ZigBee技术等无线网络技术通信方式的系统得到广泛应用,使得数据信息的传输更加快速、安全、可靠[10-11]。多传感器融合、无线远程监控等技术的应用研究,也在不断提高粮食仓储环境监测的适用性和稳定性[12-13]。智能自动通风技术可以参考各个参数间的关系,例如温度、湿度等环境参数,通过数据分析找到参数的最佳点,利用智能化控制通风系统,实现仓储环境的控制[14]。气调储粮技术主要监测氧气、二氧化碳等气体数据,调整控制气体浓度,在仓储环境内形成一个低氧、高二氧化碳或者高二氧化氮的仓储环境,从而达到抑制粮食呼吸、杀虫抑菌、延长粮食存储时间的目的[15]。
2.2 医药仓储
2016年3月的山东疫苗事件引起社会极大反响,经食药监管部门核查,两名犯罪嫌疑人经营的疫苗虽为正规厂家生产,但并没有未按照国家相关法律规定运输、保存,而且脱离了2~8℃的恒温冷链,难以保证疫苗的品质和使用效果,注射后甚至可能产生副作用。这一事实说明了医药存储环境的敏感性,这就需要冷链不断流来保证储藏温度。无论对常温或冷链物流体系,由于仓储是其每个重要物流节点的衔接点,不仅涉及生产、储存、运输、销售等环节的启承,也集中了物流体系中的各关键节点间的主要矛盾[16]。本文关注的是医药冷链物流中的仓储环境监测控制。
物联网技术在医药仓储环境监测控制中有如下特点:(1)通过RFID技术,对医药品进行识别,获取药品的信息,根据取得信息确定此类药物的存储温度;(2)通过相应的传感技术感知仓储周围的环境变化,取得周围环境的信息;(3)获取的医药储藏的需求温度和当前周围环境信息的数据,根据数据的变化智能的控制环境,实现医药品可以在自己所需的温度下储藏。基于Agent的环境控制基本结构图如图2所示,Agent通过传感器获取医药存储环境的数据信息,通过自身信息处理,对环境信息的变化做出快速响应,再通过效应器作用于医药仓储环境,从而达到调节控制环境的目的。Agent可以确保不传输有误信息,它的学习能力也让它能够根据环境的变化调节自己,从而满足当前所设定的需求。
传统的医药品存放环境监控都是通过人工监控,人工监管控制无法保证医药品存储环境的可靠性。传统医药环境监控的自动化水平低,不能对医药环境实行自动、实时的监控以及对环境的自动调节控制,从而不能及时发现当前环境数据是否超过预设的数值,造成医药品脱离合适的环境,极易造成损失。基于Agent的h境信息监测系统的研究最近几年十分活跃,该系统融合了环境监测和Agent等学科的最新成果[17]。将物联网技术和Agent等技术的融合,能快速、可靠地获取医药仓储环境的信息,并智能化的自我调节控制环境达到预设值,提升了医药仓储环境监控的自动化、信息化和智能化。
无线射频识别(RFID)技术的应用研究,将数据通过带有传感器的RFID传送至后台处理,利用程序对环境数据进行检测和处理,实现对温湿度等环境信息数据的自动化监测[18-19]。利用无线传感器网络(WSN)和多传感器技术可以获得更多的感知信息,实现对环境信息更加准确、可靠、高效的监控[20-21]。将RFID与WSN技术融合起来组成WSID网络,改善了通信距离、定位追踪、数据融合等技术,不仅提高了监测的时效性和准确性,还极大的降低了成本[22-23]。将物联网RFID技术与基于多Agent的管理系统以及云计算应用相结合,利用Agent的智能性与其他的Agent共同协作完成对应的任务,可以提高管理的信息化以及管理控制的水平和效率[24-25]。
2.3 棉花仓储
中国已成为了全世界最大的棉花生产和消费国家,棉花制品在我国每个家庭中必然存在。棉花是被认定为易燃物的天然纤维,当前有大量棉花储备在物流仓库中,一旦点燃,大火将会在几秒钟内迅速扩张到几百平方米,造成难以估计的损失[26]。除去建筑和管理角度的考虑,本文主要是对棉花仓储的环境监控以及相应防火措施进行分析。
由于棉花易燃、阴燃、自燃的特殊性质,对于棉花仓储的存储的高要求和特殊的防火高要求就更加必要。基于棉花的特殊性质,棉花仓储的温度应保持低于30℃,最大不能高于35℃且相对湿度不超过70%。
通过物联网技术中的传感技术,采用温度传感器和湿度传感器感知仓储环境。而棉花起火最初仅仅是在表层燃烧蔓延,一般都有烟雾、高温和火光,因此采用烟雾传感器、感温传感器和光辐射传感器器等作为防火探测感知器件。利用Zigbee和单片机或其他网络信息技术采集到环境和防火数据,并对数据进行分析处理,来控制报警、防火、灭火等系统。简略的方案如图3所示,棉花仓储整体方案中,由于棉花防火的区域较广,需要接受大量的传感器的数据,还需要长时间的监控并且保证传输信息的及时性,那么采用无线传输技术中的Zigbee技术就是一种很好的方案。Zigbee技术优势:省电,普通两节电池就能使用6个月到2年左右的时间;时延短,可以在ms时间里完成激活和通信;可靠,采用避免碰撞的策略,避免发送数据时候的冲突;网络容量大,一个Zigbee网络可以容纳200多个设备。
传统火灾探测器采用悠闲的通行方式,布线复杂、可靠性低、通信方式拓展性差,且线路容易老化或遭到磨损、腐蚀,有比较高的故障发生率和误报率。采用ZigBee技术构建无线传感网络,将其应用到火灾自动报警系统中的方案,低成本、低功耗的特点克服了有线传感网络的局限性,且其随时可以移动以及添加的特性大大方便了火灾自动报警系统的调整、更新,提高了现有火灾自动报警系统的灵活性。同时增加的移动定位的功能,方便了火灾救援和灭火工作,特别是火灾现场的浓烟密布,无法看清现场的情况,消防工作人员通过移动定位系统,可以与监测控制中心联系并快速确定自己所在方位和火灾的地点以及火灾现场的情况,有效提高了救援和灭火工作的效率[27-28]。
单一的传感器在测量火灾信息时会存在数据可能不完整以及片面的问题,为保证火灾判断的准确性,采用多传感器数据融合的技术,利用计算机技术和算法对信息进行多方面处理分析,从而产生一个能够准确判断当前情况的新信息[29-31]。
3 综合性智能仓储的现实意义
从物联网技术在智能仓储环境控制中的应用中可以看出,大多数的应用都是针对某一具体的行业或某一种特殊产品,基本上是单对单的使用,例如是粮食仓储那么仅仅是用于粮食的存放,其他的不同货物基本就很少有能储藏到其中的。如果仓储存在大量多余的空间,就存在闲置和低利用率的问题,造成资源的浪费,物流的成本也很难降低。本文研究并提出了以物联网技术为核心实现多个功能仓储于一体的智能仓储的方案。
在常见的智能仓储环境控制中,温湿度这一环境参数都是关注的对象,防火报警也是仓储不能缺少的一块,将这两方面作为最基本的智能仓储环境参数。针对不同特性的商品可以添加其相应参数需求的环境检测模块,最理想的综合性智能仓储可以满足任意存储货物的需求,不同存储空间可以满足不同货物的存储环境需求,但这样的代价对现代物流来说是不可能承受的,因此可以考虑几类对于环境要求类似的货物来进行综合,达到任意仓储空间都能满足这几类货物的环境监控。例如粮食和水果这两类,都十分重视温湿度、气体浓度、微生物等环境因素,可以考虑两者的结合,将这两类所需要的所有环境监测传感器件安装在仓库,并且隔离出不同的仓储位置。这样在各个仓储位置都能存储这两类货物,并根据存储的货物进行监控设置,那么仓库的闲置的可能性就会降低。其基本的环境监控设置如图4所示。
随着现代物流的发展,综合性的智能仓储也能一步步前进,在不久的将来也许就可以现一个智能仓储就可以满足绝大多数货物的存储环境监控,这样就能够极大的利用资源,降低物流成本。在实现综合性智能仓储的情况下,如果某一地区发生灾害,就可以选择离灾区最近智能仓储作为应急仓储,无论是水、食品、药物还是被子、帐篷等一系列的救援物资都能快速运入智能仓储保存并及时送入灾害地区,极大方便了不同救灾物资的运输,非常具有现实意义的。
4 总 结
综合性智能仓储的一个仓库可以满足多种货物的存放需求,利用物联网技术实现对不同货物的环境监控,根据监控的情况实时进行智能控制货物所处环境,满足了不同货物的存储,极大提高了仓储资源的利用率,降低物流为不同货物建立不同仓储的成本。仓储以综合性智能仓储为目标,体现出综合性智能仓储的标准化;物联网技术及其智能控制的引入和应用展现了综合性智能仓储的信息化和智能化;综合性智能仓储可以降低物流成本、提升资源利用率,集成了各类货物的存储,彰显了其集约化。
将针对某一具体的行业或某一种特殊产品的单一型智能型仓储升级为满足多方需求的综合性智能仓储,对于物流成本的降低和资源利用率的提升都具有现实意义。本文综述了三类仓储的环境监控情况,提出一种综合性智能仓储的简单方案,希望可以在前人对智能仓储的研究基础上进一步拓展研究的广度和深度。
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关键词:图书出版业;智慧物流;物联网;发展对策研究
中图分类号:F250 文献标识码:A
Abstract: The internet of things is profoundly affecting the various sectors of society, and the intelligent logistics based on information technology of internet of things has also achieved a number of progress. In this paper, the concept and technology of intelligent logistics are applied in the book publishing industry, and it puts forward the corresponding countermeasures for the problems of low degree of coordination, low degree of information and lack of strategic development, which do help to improve the supply chain structure of the book publishing industry and is beneficial to provide standardized logistics services, so as to realize the healthy and long-term development of the book publishing industry.
Key words: book publishing industry; intelligent logistics; internet of things; development countermeasure research
在当今互联网时代,随着物联网的应用和普及也带来了物流业全面的转型升级。特别是在当今大数据和云计算的发展背景下,以物联网这项新兴技术为基础,注重信息化、系统化和网络化的智慧物流,已经开始覆盖各个行业的物流活动并逐渐产生重要影响。对于现今图书出版业物流面临的由于内部结构分散、未形成战略整合而引发的高成本和低效率问题,通过将智慧物流的理念和技术应用于当前的图书出版物流市场,将有助于实现物流基础资源的整合、物流专业化水平的提升和物流信息的共享,这对实现图书出版业稳定而长远的发展至关重要。当前,智慧物流在国内重要物流领域已经开始实践,以此为契机,将智慧物流应用于图书出版业,这对于实现图书出版业物流资源管理和物流信息技术的整合、推进供应链服务一体化的发展,从而从整体上完善图书出版业的物流服务,都具有重要的发展价值和应用意义。
1 智慧物流与物联网
1.1 智慧物流的含义
智慧物流最早于2009年12月由华夏物联网、中国物流技术协会信息中心以及《物流技术与应用》编辑部联合提出[1]。智慧物流概念虽提出已有一段时间,但就其定义还未取得共识。目前很多学者对其概念还存在着理解上的差异:一种观点认为,应把“智慧物流”看做一个名词,它代表着明显有别于当前物流形态的更高水平的物流形态;另一种观点认为,所谓智慧物流强调的重心为“智慧型的物流”,即在现有的理基础和技术基础上根据所需的物流服务提供简洁有效的物流服务功能,而并非某项固定物流形态的形容或判断[2]。
虽然对智慧物流的概念理解尚未统一,但立足于当前的互联网时代,多数学者普遍认为,智慧物流应以物联网的新兴技术为基础,在技术上实现物流服务的创新,实现物流服务过程中网络化、实时化的跟踪与智能控制,从而改善物流服务的各个环节以及相应的物流服务功能。
1.2 智慧物流的功能
王之泰提出,要将智慧物流充分运用到实际中以求得符合潮流的发展,必须辩证的看待智慧物流,即“智慧物流”是应体现出物流活动中的动态概念与确定模式的辩证关系,而非一个单纯的技术性问题,它是一个系统、综合的概念[2]。因此,对智慧物流的功能分析应分为从技术应用和综合管理两方面看待。
从技术应用方面来看,智慧物流的功能主要体现在如下几点:
(1)识别感知功能。即通过将物品信息进行数据化处理,利用现代化定位和识别技术,快速实现对物品的识别,从而达到对物品的自动化管理。(2)优化决策功能。主要采用数据挖掘及云计算等数据分析技术,对物流活动中的数据进行处理和分析,一方面实现物流相关数据的信息化管理,另一方面可辅助制定出行之有效的物流配送计划和方案。(3)定位追溯功能。主要采用卫星定位、射频识别等信息技术来对货物的位置和状态进行实时的跟踪处理,并对客户与管理者提供实时有效的信息反馈[1]。
从综合管理方面来看,为了体现出物流活动中的智慧,智慧物流应具备现代化的基础设施和管理理念,一方面要在大数据和云计算的应用背景下通过数据驱动来辅助决策,另一方面要融合先进的管理理念,发挥人的能动性来丰富决策内容,要充分体现智慧物流的智能化、信息化、网络化的创新形态。
关键词: 物流配送; 信息处理平台; 传输; RFID
中图分类号: TN919?34; TP391 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2017)13?0083?04
Abstract: In order to process the logistics intelligent information, a large?scale logistics intelligent information processing platform was constructed to improve the transmission and scheduling abilities of logistics distribution information. The optimization design of the logistics distribution information intelligent transmission system was carried out. Under the three?layer (perception layer, network layer and application layer) structure system, a passive RFID electronic tag recognition and Internet of Things technology based design scheme of logistics distribution information intelligent transmission system is put forward. The overall architecture of the system is designed. The RFID principle is used to scan the logistics barcode and tag, acquire the information, and construct the perception layer of the system. The information fusion and data processing are conducted in the network layer. The process management of logistics distribution information was performed in the Linux kernel. The logistics distribution information is transmitted and scheduled through the unified interface called by the system. The man?machine interactive interface and application software were designed in the application layer. The application program development and software design of the logistics distribution information intelligent transmission system were realized in the embedded environment. The system test results show that the scheme has better accurate scheduling performance for logistics distribution information transmission, and high information transmission fidelity.
Keywords: logistics distribution; information processing platform; transmission; RFID
0 引 言
随着物联网和电子标签识别技术的发展,大型物流配送的智能化和网络化水平不断提高,物流配送进入了大数据信息处理和网络智能化管理时代。采用Internet技术和物联网技术进行物流配送信息的数据加工和数据分析,在集成化的智能信息处理平台中实现物流配送信息的整合和调度,能提高物流配送的效率和准确性。物流配送信息的传输和处理是通过RFID、条形码识别、蓝牙识别技术进行标签采集和配送目的地配对的过程[1],物流配送信息需要准确地在大型物流智能信息处理平台传输和调度,通过信息监控和数据挖掘,提高物流配送的智能化管理水平,研究物流配送信息的智能传输系统设计方法,在优化大型物流智能信息处理平台,提高物流配送的服务水平方面具有基础性意义。
对物流配送信息智能传输系统设计建立在对配送信息的采集、信息加工和配送信息的网络管理基础上, 通过无线射频标签识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)进行物流配送信息的数据感知[2],构建配送信息的数据感知层,基于SIP协议、RTP协议建立物流配送信息传输的网络协议,结合相应的数据挖掘和信息调度方法进行信息传输系统设计,根据上述设计原理,相关的学者进行了系统设计,取得了一定的研究成果,其中,文献[3]提出一种基于计算机视觉图像的物流编号智能识别技术,采用计算机视觉图像采集和识别方法进行物流标签采集和分类,在物联网环境下进行物流智能信息传输设计,提高了对物流配送信息的有源追踪和信息定位能力,但该方法受到视觉采集的准确性方面的限制较大,系统的可靠性不好。文献[4]提出一种基于云计算的现代物流配送和调度系统设计方法,采用无线传感网络和云计算技术进行物流配送信息加工和分类传输,系统的智能性和集成性较高,但随着配送信息规模的增大,系统的稳健性不高。
针对上述问题,本文提出一种基于无源RFID电子标签识别和物联网技术的物流配送信息智能传输系统设计方案。系统设计为感知层、网络层和应用层三层结构体系,主要对系统的信息采集模块、通信模块、中间件模块、网络模块以及接口模块进行详细设计描述,得出有效性结论。
1 系统总体设计构架
本文设计的物流配送信息传输系统采用三层结构设计,分别为物流配送信息的原始数据感知层、以网络传输协议和中间件配置的网络层、面向物流配送应用和软件开发的应用层[5],如图1所示。
图1中,在数据感知层采用RFID电子标签识别技术进行物流配送信息的数据采集,主要包括配送物流的物理信息以及配送目标用户信息:物流信息包括物件的大小、重量、尺寸以及品种等;用户信息包括配送地址、客户信息资料等。在以Open Core为核心的Web构架下,在Android平台进行物流配送信息采集的手持设备设计,对物流配送信息的读取采用UHF RFID阅读器、电子标签及应用软件解读数据,手持设备通过发射无线电波给电子标签,通过蓝牙或者红外技术读取物件的条形码,进行物理信息的智能写入。在网络层中,在TinyOS操作系统下构建物流配送信息的智能传输路由机制,设计网络传输协议,采用由多个组件(component)连接的中间件技术进行网络传输控制,提高物流信息的智能传输能力,在输出应用层,通过统一的数据传输接口将各个组件和模块连接起来,导入物流配送信息,构建物流配送信息的数据库,在云计算环境下进行物流配送信息的集成运算,通过应用软件开发实现具有一定逻辑功能的模块。
根据上述设计原理,进行物流配送信息智能传输系统的总体构架和软件开发设计。在采用OpenStack物联网平台建立物流配送信息传感网络结构的前提下,进行配送信息传输的组网设计,在Linux嵌入式内核驱动下进行物流配送信息传输的中间件开发和交叉编译,在云计算平台下进行物流配送信息云存储和数据检索,在物流配送信息智能传输系统的功能模块配置中,主要模块分为微处理器模块、总线传输模块、上位机模块、数据采集模块、接口模块、数据库查询模块以及配送目的地定位模块,系统的总体架构如图2所示。
2 硬件设计
根据上述对物流配送信息传输系统的总体设计架构分析和功能模块组成描述进行系统的模块化设计,配送信息传输系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两大部分,硬件设计主要有RFID电子标签设计、信息集成处理控制设计、上位机通信设计等部分[6]。对物流配送信息的识读器采用STM32型处理器进行RFID控制,进行物流配送信息识读和写入,在手持设备上进行物流的条码和标签扫描,节点通信模块采用485网络或者以太网,以ARM920T为核心进行物流配送信息的集成控制,采用ADG3301设计双向电平转换电路,根据上述设计,得到本文的物流配送信息传输系统的信息采集模块硬件设计如图3所示。
通信模块的射频芯片选择具有低功耗特性的TRF7960与上位机进行接口通信,进行物流配送信息传输中,在手持识读器的射频前端集成PCI时钟总线,满足RFID 12.4 MHz的采样需求。根据上述分析,得到物流配送信息传输系统通信模块的设计要点为:
(1) 应用程序加载,DSP与PCI通信,把存储在网络通信设备FLASH中的采样数据通过PCI总线调入到RAM中运行;
(2) 设定物流配送信息的采样率、采样通道数,通过PCI桥接芯片模拟信号预处理机动态控制码,并与PC机进行通信,由PLC控制D/A转换器,实现人机对话;
(3) 在上位机通信电路中进行自动增益控制,输出高、低电压至继电器,构造动态增益控制码,通信信号经过预处理机放大、滤波后,输出放大的通信信号。
由此设计得到通信模块硬件结构如图4所示。
根据上述硬件设计,在DSP中进行物流配送控制信息处理,RFID电子标签接收控制软件指令,在PC机中通过DSP和有源RFID读取物流标签信息,采用MSP430处理器设计物流配送信息的有源RFIDx写器,采用低功耗的STM32F101xx芯片作为控制系统的嵌入式内核[7],进行物流配送信息智能传输系统的集成开发和软件设计。
3 软件设计
在硬件设计的基础上,进行物流配送信息传输系统的软件开发,设计配送信息传输系统的中间件模块、网络模块以及接口模块,在Linux内核中进行物流配送信息的进程管理,采用集中式拓扑和分布式拓扑相结合的方式进行物流智能信息处理,在网络层中进行信息融合和数据加工,采用IPv6传感节点和IPv6路由组件物流配送的物联网络,使用ASN.1规则进行物流配送信息的集中式控制,得到控制列表的字段结构见表1。
在数据传输层利用UDP协议构建物流配送信息传输的知识规则库,主要分为用户模型库、知识规则库、配送管理的最优路径优选库、仿真库以及其他规则库。在应用层输出SIP消息,由终端软件、网关进行配送信息的上位机通信,在配送信息传输中,建立会话请求,采用请求起始行=方法,请求URI SIP进行链路通信,SIP协议定义了选择(OPTIONS)和注册(REGISTER两种交叉编译方法进行数据读写,SIP消息由一个起始行(Start?Line)、一个或多个状态码组成。路由配送信息传输的通信协议的消息体为:
Entidgrty?header
genc?meshgvre=start?line
*mhvreage?herfgrr
CRLCF
[messgvrhge?bgthdy]
SIP消息格式为:请求消息=请求起始行
结合消息头构成,采用统一资源定位符SIP URI进行配送信息的地理位置定位,在Linux内核中进行物流配送信息的进程管理,进行物流配送信息传输和调度,软件开发的实现流程如图5所示。
在软件开发中,电子标签(Tag)、 阅读器(Reader)等硬件设备通过启动引导程序实现硬件平台的移植,在嵌入式系统中构建统一的系统调用接口,首先安装VirtualBox虚拟机,设计C++编译器G++,通过串口进行物流配送信息调度和传输设计,做完移植工作后,输入“#make zImage”命令编译内核映像文件,根据表2给出的控制信令进行物流配送信息传输系统的编码和传输控制。
4 系统测试分析
在软件开发完成后,将应用程序下载到硬件电路的目标板中,参数配置完成后,在Linux内核中进行物流配送信息智能传输进程管理,编辑init.d目录下的rcS文件,分别运行make和mknod console c函数驱动目标程序,执行程序编译,进行物流配送信息传输的性能测试分析,并测试信息传输系统的信息保真水平,结合传统的传输系统进行性能对比,得到的结果如图6所示。分析图6得知,采用本文方法进行物流配送信息智能传输调度的准确性较好,保真度较高,性能可靠稳定。
5 结 语
本文研究了物流配送信息智能传输系统优化设计方法,提出一种基于无源RFID电子标签识别和物联网技术的物流配送信息智能传输系统设计方案。系统建立在感知层、网络层和应用层的三层结构体系下,主要对信息采集模块、通信模块、中间件模块、网络模块以及接口模块进行详细设计描述,在网络层中进行信息融合和数据加工,在Linux内核中进行物流配送信息的进程管理,在统一的系统调用接口下进行物流配送信息传输和调度。在嵌入式环境下实现物流配送信息智能传输系统应用程序开发和软件设计。系统测试结果表明,本系统进行物流配送信息传输的准确调度性能较好,信息传输的保真度较好,具有一定的应用价值。
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仓储自动化是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分,它具有非常明显的优点:节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗等等。仓储自动化的进步与现代物流业的发展相得益彰。
德国物流研究院中国首席科学家、德国物流协会上海分会会长房殿军博士在接受本社记者专访时表示,中国的仓储自动化起步较晚,人才和技术是发展的关键,未来的前景非常看好。同时,他结合自己多年来的工作经历,针对企业如何更好实现仓储自动化提出了建议。
中国的仓储自动化历程
房殿军1985年跟随吴清一教授涉足物流领域,是中国最早从事物流研究的专家之一。他1988年进入德国物流研究院,2003年起受命主持德国物流研究院的中国分支机构的工作。作为物流研究领域的世界领导者之一,德国物流研究院的业务涉及内部外部物流的方方面面。
房殿军回忆道:“上世纪80年代中期,中国的物流还处于起步阶段。1986年底,我跟随吴清一教授等承担了国家“七五”重点科技攻关项目――金川镍矿的热矿石配送项目,这是真正意义上的第一个‘企业物流’的国家级科研项目。相关部门给予了非常大的支持,当时有31.5万的科研经费。上世纪80年代末,也是我刚去德国那段时间,国内的物流界开始加强了与国外的交流,并接触到了很多国外先进的物流理念。”
在房殿军眼中,我国的仓储自动化历程分为以下几个阶段:
1.上世纪90年代中期,中国的仓储自动化开始起步,简单的堆垛机存取式操作开始在企业普及,以货物整进整出为主。这时候的自动仓储可以看成是一个大型设备,可以实现货物的进出,没有实现系统集成。
2.进入21世纪后,大批国外系统集成商进入中国市场,中国的仓储自动化行业开始与西方先进的理念对接。例如华为技术有限公司2001年投入使用的自动化立体仓库就是一个整体的系统集成项目,是国内首家实现小料箱式的自动存储并且带有一定分拣功能的仓库。当时房殿军担任这个项目的总设计师和项目经理。
3.2001―2005年,现代化意义的仓储自动化系统在国内越来越普遍,尤其是以烟草行业为代表,实现了较好的系统集成。
4.2005年至今,仓储自动化已经进入了和西方全面接轨的发展阶段,并且随着电商的快速发展,进入了超大型的配送中心发展阶段,系统的集成性越来越强。
仓储自动化的
“中国特色”
自动化技术在仓储领域(包括主体仓库)中的发展可分为五个阶段:人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段。智能化技术在物流业的应用使得仓储水平再上一个台阶,智能自动化仓储是今后的主要发展方向。
这也是大部分西方国家仓储自动化的发展轨迹,随着技术的进步一步步走来。不过,中国的仓储自动化却经历了跳跃式的发展,没有沿着既定轨道前行。房殿军表示:“在中国,有一个非常常见的现象,很多企业甚至还没有熟悉自动化机械的操作,就开始直接建自动化仓库,跨越式地使用全自动化的集成系统。企业往往对这样的系统缺乏使用经验,更无法处理好跟已有系统的对接。很多企业在从人工仓储直接跳至自动化、集成化仓储的时候,走了一些弯路,没有取得预想的效果。”
另外一个值得注意的是,中国企业在做自动化仓储设计的时候,存在很典型的重视硬件、轻视软件的思维,尤其不重视合理方案的设计。
对此,房殿军感触很深:“很多中国的企业还停留在仅仅把自动化仓储看作是设备的阶段,实际上,自动化的仓储系统属于定制型方案,并不具有通用性。西方国家非常重视定制化方案,会请专业的咨询公司量身定制,打造适合自己企业的系统。”
除此之外,还有一点给房殿军留下了深刻的印象:中国企业建立自动化仓储系统的目的,除了看重系统的优点之外,还有一个很重要的因素,就是出于品牌宣传的考虑,认为这样有利于提升企业形象。
对此,房殿军透露:“其实德国物流研究院最初在中国开展业务时不太适应,我们按照西方人的思维方式,试图为中国企业提供在实际运营和经济性角度更优的解决方案,结果我们发现中国企业往往更喜欢那些看起来设备更先进、自动化程度更高的方案。”
重视定制化方案
德国物流研究院深耕中国市场已有十多年,已经为中国企业实施了几十个物流项目,其中包括十几个仓储自动化项目,主要集中在烟草、电商、制造和通信等行业。代表性的项目有位于东莞松山湖的华为自动化立体库项目,于2013年投入使用。
房殿军表示:“该项目的特点是取消了之前华为公司的几十个二级库,形成了一个集成的生产配送中心。实现了仓库直接为生产配送,大大节省了二级库的管理运营成本。对华为来说,场地和人工成本的节约是非常明显的。”
同时,房殿军提醒广大企业,在实现仓储自动化的过程中,无论是对原有仓库改建还是新建仓库,都要注重前期的规划设计,采用定制化方案。
“无论是改建还是新建,前期的规划设计都相当重要。在这个阶段,企业一定不能贪图便宜,最好是交给专业的规划咨询公司做。企业应该重视在定制化解决方案上花费一定的时间和资金,以保证找到最合适自己的方案。”房殿军进一步解释道。
人才和技术是关键
采访中,房殿军向记者介绍了目前在仓储自动化领域的三个主要研究方向:
1.柔性的自动化仓储系统。已有的研究成果包括两栖的智能化穿梭车技术,既可以在货架使用,又可以在地面行驶,实现柔性化处理。这是现阶段的研究重点。
2.智能化操作。这实际上是和柔性化一体的研究。设备本身实现柔性之后,通过同样柔性的智能化管理系统使设备之间更好地协调,降低设备的闲置率和空载率,实现高效运行。
3.设备的轻量化。站在绿色物流的角度,需要使设备变得更加轻型。传统的堆垛机可能自重达到几吨,同时有效载荷仅仅几十公斤,比例极不协调,增加了能耗和制作成本。
房殿军认为,人才和技术是打造“百年老店”的基础,这也是物流装备企业应该重视的。“在技术层面,中国的物流装备企业还存在一定的差距,人才缺乏比较严重,这体现在各企业之间相互挖人的现象很普遍。加强人才培养和技术研发是今后的重点工作。”
房殿军非常关注国内企业的成长、物流技术的提升。“我非常看好中国的一些民营企业,希望它们能够在未来成为物流装备领域的世界级龙头企业。”
Abstract: Port is a transportation hub with water-land transshiping equipments and conditions, providing for safe access and docks for the ships. According to the modern port logistics concept we need to give full play of the Internet of things advantages in intelligent perception, to make overall plans, to accelerate the construction of applied Internet of things system in port logistics, to perfect the infrastructure platform of modern port logistics, and to accelerate the realization of port transition from active regional transportation hub to intelligent logistics hub. This paper analyses the application of the Internet of things in port logistics, and puts forward policy suggestions.
关键词: 物联网;港口;应用模式
Key words: Internet of things;port;application mode
中图分类号:U6 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)12-0017-02
1 港口物流智能化发展分析
港口是具有水陆联运设备和条件,供船舶安全进出和停泊的运输枢纽。是水陆交通的集结点和枢纽,工农业产品和外贸进出口物资的集散地,船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。由于港口是联系内陆腹地和海洋运输(国际航空运输)的一个天然界面,因此,人们也把港口作为国际物流的一个特殊结点。
随着世界经济一体化,港口作为全球综合运输网络的节点,其功能也在不断拓宽。从历史看世界港口从其发展过程看历经了三代:海运货物的装卸和仓储中心货物增值效应的服务中心国际物流中心。现代化港口既是货物海陆联运的枢纽,又是国际商品储存、集散的分拨中心,集物流服务中心、商务中心、信息服务中心和人员服务中心为一体。
新时期的港口物流呈现出以下一些新特点:①大物流。经济一体化促使港口物流必须向国际化、规模化、系统化发展,港口物流产业内部通过联合规划与作业形成高度整合的供应链通道关系。②一体化。依托港口附近的物流园区开展一体化的物流服务,提供货物在港口、海运及其他运输过程中的最佳物流解决方案,包括腹地运输、报关、报验、包装、库存管理、提供金融、保险方面整合服务。③信息链。港口物流必须是建立在港口物流信息平台的基础上的高效信息链,即港口物流供应链的任何一环都能达到资源、信息共享,实现总体功能最优化的物流服务目标,依托信息链形成依托港口的信息港。
这些新特点使得现代港口需要不断完善其物流信息链职能,研究现代港口如何应用物联网完善其信息链的策略就题就十分迫切。
2 物联网在港口物流中的应用模式
2.1 物联网的结构分析。物联网(Internet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算(牛计算)的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
目前,物联网还没有一个被广泛认同的体系结构,但是,我们可以根据物联网对信息感知、传输、处理的过程将其划分为四层结构,即感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层,具体体系结构如图1所示。
2.2 港口物流物联网项目应用模式分析。港口物流物联网建设目标为:①建成功能健全的物流基础设施平台和物流信息网络平台,以信息化促进物流业的快速发展,以物联网促进港口物流的完善和区域经济的持续健康发展。②建立开放的物流发展与物联网应用平台,构建四大物联网应用体系,形成涵盖港口物流运输、装卸、仓储、流通加工等各主要环节的现代物联网体系。
第一,虚拟信息链物流管理。主要通过RFID技术的应用,实现入库、库存控制、订单处理、出库、流通加工、配载等各环节的精确管理,提高库存周转率,降低库存成本与资金占用成本,提高人工生产率。还可以动态、智能化地采集物流供应链运作信息,为港口物流企业提供信息查询服务,最终实现企业虚拟信息链物流管理。
第二,港口内部智能交通调度。智能交通调度系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成,将主要由移动通信、宽带网、RFID、传感器、云计算等新一代信息技术作支撑,更符合港口物流企业的应用需求,其主要有以下两个方面的应用。
港通监控系统:该系统类似于机场的航空控制器,它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。交通事故、道路畅通信息,该系统会以最快的速度提供给驾驶员和港通管理人员。
运营车辆高度管理系统:该系统通过汽车的车载电脑、港口调度管理中心计算机与全球定位系统卫星联网,实现车辆驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯,来提高港口车辆的运营效率。
第三,港口智能安全防护。智能化安防技术的主要内涵是其相关内容和服务的信息化、图象的传输和存储、数据的存储和处理等。
一个完整的港口智能化安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分。从产品的角度讲:应具备防盗报警系统、视频监控报警系统、出入口控制报警系统、保安人员巡更报警系统、GPS车辆报警管理系统和110报警联网传输系统等等。这些子系统可以是单独设置、独立运行,也可以由中央控制室集中进行监控,还可以与其他综合系统进行集成和集中监控。
第四,港口环境监控。主要包括对港口水源质量、空气质量和辐射强度的监控,以及对港口机动车污染排放的监控,最终结合环保治理措施,建立港口环境预警与应急处理体系。
3 结论
港口物流体系的物联网建设是一项复杂的工程,需要对港口物流不同的环节进行改进与优化,逐步整合,最终形成较为完善的港口物流体系与物联网体系的相结合的布局。
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[关键词]物联网技术;信息;控制;智能物流
[中图分类号]F259 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2014)44-0019-02
1 信息化控制
在现代科技力量的引领与支持下,以互联网、物联网、计算机、数据库、云计算为代表的前沿信息技术已经为信息化社会的发展和管控提供了重要的技术支持。物联网技术对信息化社会的发展具有重要的推动作用,信息时代下获取处理信息资源将成为技术和商业领域的核心事务,推进信息化借助物联网技术可以实现更好的量化控制,以信息的流转和分析来代替对物质和能量的依赖,即以虚拟的信息化方式来替换实体物质的运动和发展,具有几方面重要特征。
1.1 可以提高效率和精度
具体依靠物联网传感技术,如无线射频(RFID)、电子产品标签(EPC)、二维码(QR Code)等技术进行获取、监测传感信息,经过数据“存储-分析”处理模式的加工,如云存储、数据库、普适计算等技术和系统来处理那些反映具体事物状态并相匹配的信息资源,这种方式之所以高效和精准,是因为信息存储的容量大(依托数据库)、计算速度快(云处理),可以有效降低人工成本,物联网技术的介入“使物流配送朝着智能化方向发展。其建设的目标就是以利用高新科技手段实现‘智能物流’为核心,大大加快货物在物流过程中的流通速度,减少人工操作失误,降低管理成本,达到全局资源利用最大化”。而实体物质的存储或仓储则需要占据大量的物理空间,而且在转运和移动的过程中也可能会出现物料的损耗或丢失。信息化的存储、传输方式将会有效地避免空间浪费和资源流失损耗等问题,通过集中建立的计算机网络和硬件系统,在有限的空间范围内即可处理海量的信息资源,更加节能环保,对物品的管理控制也会更加准确有效,虚拟的信息化技术手段可以对现实物理世界实现高效、精确、低碳式的控制。
1.2 便于实现智能分析与量化控制
基于海量的传感及检测数据,通过设定相应的技术参量与控制指标,对数据进行分类、比对并进一步到反馈控制,通过数值分析的优化与完善实际的事物状况,把握并控制其发展动态进一步调整到预期,从而实现信息化的控制目标,即从客观实在中获取信息并通过虚拟信息化分析处理,最后再进行反馈调节。同时信息化控制的价值和意义并不局限在对过去及目前状态的把握,更可以根据大量的记录信息资源进一步推断未来可能的发展态势,如在物联网技术中强大的“存储-计算”处理技术的支撑下,在设定特定的行为或操作动作(如点击、评论)中,根据相应的数据统计分析来评估各参量的概率及发展趋势,而可以对事物发展有敏感和预见性的分析,提前做好准备,如电子商务平台根据客户的行为习惯推荐的商品或服务。而在物联网技术体系下,传感器对于数据的收集和监测会是最基础的处理环节,是量化控制的前提,这些是在“基于物联网的智能物流系统能准确地采集物流信息,包括运输车辆信息、运输商品信息、库存信息等。”尤其在交通系统中,信息控制平台依托路况数据可以提供更为便捷的出行体验,满足人们日常的出行需求,有效合理地控制车流,而在智慧城市的交通网络控制中“智能的城市交通基础设施可以将整个城市内的车辆和道路信息实时收集起来,并通过信息中心动态地计算出最优的交通指挥方案和车行路线。”这些都是对信息的获取与分析之后实现的,如目前的智能公交、“滴滴打车”等终端应用,使得公共交通系统的运营服务更加优质、便利和精确。
2 智能物流
智能物流是物联网技术在物流领域中的重要应用。以信息化角度来探讨物流行业及相关技术将具有全新的启发。
首先从含义上来讲,“智能物流就是物流的智能化,它是在现代物流的基础上,综合运用物联网、计算机、自动控制和智能决策等技术,由自动化设备和信息化系统独立完成物流作业环节,实现可靠、经济、高效、环境友好的发展目标。”现代物流要求精确、高效、快速,而在供应链中信息化的物流体系的建构将会依托计算机、传感器、数据库、云处理等核心技术来实现,恰恰在此需求中,物联网技术为智能物流的实现搭建了良好的技术平台,并在商业应用中提供重要的实践基础。
物联网技术下的智能物流具有对应的控制要点,如李忠成认为“‘基于物联网的智能物流’包含三个基本要点:一是如何部署更加广泛、及时、准确的信息采集技术;二是如何把这些信息实现互联互通,既满足专用的要求,也能实现方便的开放和共享;三是信息如何管理、加工、应用,解决各种现实问题,把虚拟世界的信息转化到实体世界的应用中来,也就是进入到 IBM 称之为‘智慧地球’的时代。”因此信息的收集、开放和处理是将信息流与物流两者紧密集合在一起的关键。物流与电子商务,两者是最典型的平台应用的代表,将物理世界和虚拟世界紧密结合的应用领域,具有非常紧密的联系,如线上交易与线下操作,更是未来商业模式依托技术支持的最好应用领域和范式,通过物联网技术将虚拟平台和实体平台结合起来,并进一步依托信息和数据的形式连接在一起实现信息流下的物流,发挥着重要作用。虚拟的信息或数据的价值将通过实体的流动而得到充分的体现。然而“在物流领域看来,物联网只是技术手段,目标是物流的智能化。”相较于传统的物流方式智能物流可以实现更加精确高效的预判、评估与分析,在自主控制上体现了信息系统的重要作用,可以提高生产效率和管理精度,结合信息化技术对物流领域进行智能化改造,为升级传统物流行业提供了重要的技术支持与商业配套。简单而言“智慧物流是基于物联网的广泛应用基础上,利用先进的信息采集、信息处理、信息流通和信息管理技术,完成包括运输、仓储、配送、包装、装卸等多项基本活动”。
在具体的控制过程中,从物品采集收录、订单制定、编码信息、运输流转、派发签收等几个重要的业务环节中实现了信息化管控的目的,大大优于传统物流方式。“物联网技术的优势就是扩容了传统条形码的信息存储量,加快了信息存储速度,能够让物流商品的信息传递更加迅速,能够通过网络自动跟踪每一件货物的去向,方便了物流仓储和配送的监督和管理,这项新的技术已经被越来越多的物流企业所关注。”实际运行的全过程将伴随着信息流和物质流,信息与物流在传输环节上实现了融合与统一,而“物流的业务流程很复杂且同时运行着多种数据流,包括信息流、 商流、 资金流和物流等。”具有很强的融合性,更在信息化控制下实现了精确地量化分析与预测,时效性更好可以即时性地进行监测数据和指标来间接地把握物品的位置、数量等属性信息的状况,通过反馈机制进行及时必要的干预与控制。另外,智能化物流将会更加明显地体现在物联网技术支持下的智能化信息预判和数据分析,基于大数据分析及智能化的信息“存储―计算”技术的支持来监测物品流动的状况并有效地预判可能的状况,相应地启动应急处理机制或系统,实现智能化自主式的信息分析、控制、预测,控制和操作的核心则在于程序、算法、函数的编写和权限设定,经过严格、高效地执行。总之,物联网技术为物流业的改造升级提供了良好的应用平台及技术支持。
3 结 论
物联网技术为实现智能化信息服务提供了良好的发展基础,通过传感设备收集获取信息和数据资源,经过传输到后台的存储―计算系统中进行加工处理,得到相应的运算结果,反馈到应用领域中进行高效、精确的量化控制。整个处理过程及核心要素都是对信息的掌控,信息化过程将对虚拟实在进行反映和控制,在具体应用中依靠海量的监测数据和特定的参量设定可以对事物状态进行良好的把握和分析,进一步而言可以在这些信息资源中挖掘出有用的信息,如发展模式和规律,进而可以推断事物未来可能的发展趋势。在实现智能物流的具体运行过程中不难发现未来将会以信息流带动物流的发展,信息化控制与预测皆是以信息化为构建核心,物联网技术下智能物流将在设计理念、技术手段和商业模式上对传统物流行业带来重大冲击,并为全新一代物流管控系统带来重要启示。
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这个视频主要阐述了智能制造的国内外发展与应用状况、智能制造的内涵与特征;描绘了智能制造参考模型、智能工厂体系架构以及智能工厂解决方案要素;分享了数字化工厂三个不同维度的数字化蓝图和实施路线图,并结合我国和德国工业发展水平,帮助我们更好地理解智能制造相关理念,促进企业打造新一代智能创新平台,从而在设计研发、工艺开发、生产制造、售后维护等产品全生命周期实行全面数字化与智能管理,促进企业实现工业物联网与应用服务联网的深度融合,更好地满足客户持续多变的个性化需求。
21世纪以来,全球正出现以物联网、云计算、大数据、移动互联网等为代表的新一轮技术创新浪潮。当前,新兴经济体快速崛起,全球市场经济交流合作规模空前,多样化、个性化需求快速发展,用户体验成为市场竞争力的关键要素。在此背景下,各国将智能制造视为振兴实体经济和新兴产业的支柱和核心、提升竞争力和可持续发展能力的基础和关键。智能制造的基本属性有三个:对信息流和物流的自动感知和分析,对制造过程信息流和物流的自主控制,对制造过程的自主优化运行。智能制造具备以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网通互联为支撑的四大特征。
德国的工业4.0,重点是实现产品生命周期和价值链整个过程中人、物、机器之间的连接,同时实现他们之间信息的及时共享和协同,以提供一个实时、自动化、智能、可视、柔性的动态自组织架构。德国工业4.0的核心和关键是建立一个人、机器、资源互联互通的网络化社会。通过人、物和系统的连接,实现企业价值网络的动态建立,实时优化和自组织。
据介绍,奕优最开始是以金属单元化物流容器等硬件设备进入物流行业,在服务客户的过程中发现客户对智能化、自动化设备的需求越来越大,于是公司开始向整体物流装备提供商方向转型,致力成为中国首家整体物流装备提供商,包括从单元化物流容器到智能搬运设备再到自动化存储设备等全系列产品与服务的提供。
基于对企业物流静态能力(如库房容量不足、线边物流面积不足等)、动态能力(出入库能力不足、分拣能力不足和配送能力不足等)和产品质量(差错率高、及时性差、包装保护不满足要求等)的关注,公司将产品重点定位在以下四大系列“单元化金属容器系列”、“冷链箱系列”、“奕优工业品商城”和“智能物流装备系列”。
单元化金属容器
奕优单元化金属容器主要包括以下几种具体类型:
快递配送笼车:奕优开发的快递配送笼车是_种专业解决方案,能满足多品种多包装尺寸要求,做到了产品适用性的最大化;而且操作轻便快捷,极大地提高了搬运效率,实现了中心到站点—次装卸完成,快乐工作;并且可配合输送分拣自动线升级使用,实现了延展升级模块化;空笼车可L型折叠或套叠,减少占地面积80%以上,实现了仓库和物流空间单位价值的最大化。典型客户有顺丰速运、宅急便等。
商超理货笼车:奕优开发的商超理货笼车实行定制化设计,满足多品种、多包装尺寸、最小SKU单元理货需求,实现实用性最大化;操作轻便,更人性化,极大地降低了搬运和理货强度,解放了劳动力,体验快乐工作;空车N型套叠减少占地面积80%以上,使仓库单位价值利用最大化。典型用户有沃尔玛视点等。
日化专用网笼:奕优开发的日化专用网笼解决了码垛坍塌及包装袋易损坏问题,使出库合格率提高到100%;实现了立体存储,最大化利用仓库空间,让每—寸空间更有价值;并可配合叉车直接堆叠装载,实现高效搬运,让每一秒钟更有价值;同时优化了作业环境,助力企业实现产业升级,使产品无形价值增值。典型用户有联合利华等。
饮品行业专用器具:奕优还开发出了用于饮品行业的专用器具一瓶坯笼。从而实现了物料在仓库和车间生产线间的高效周转,无需中间环节,节省人力成本;并实现了立体存储,最大化利用仓储空间,提高存储效能;也可配合叉车直接堆叠装载,实现高效搬运,提升时间效能。
汽车行业专用器具:针对我国汽车制造企业内部物流系统普遍效率低下的现状,奕优开发出了发动机架、轮胎架、多层玻璃架、金属网箱等汽车行业专用物流周转器具,从而解决了企业内部物流存储、周转和外部配送等实际问题。典型用户有博世(BOSCH)、玛吉斯轮胎、标致(PEUGEOT等。
电商拣选/配送产品器具:随着电子商务的迅猛发展,互联网已然成为各类商品供应商的主要销售渠道之一,奕优通过开发出相应产品解决方案,如多功能打包工作台、可套叠拣货小车、配电子标签播种车、干线运输笼车等,从而变革传统作业方式,解放劳动力,降低配送成本,提高了物流效率和准确率。典型用户有京东等。
奕优工业品商城
奕优工业品商城隶属于奕优旗下的电子商务事业部,依靠自身的生产基地,积累了十多年物流产品的标准化经为企业提供了一站式、快捷、高品质的阳光采购平台。结合现代电子商务的发展,深度整合物流装备等相关产品的供应链,现在奕优工业品商城已包括6大类产品线,即物料搬运类、仓储设施类、环保安全类、清洁设备类、车间设备类、办公系列类产品,共2000多个SKU。
冷链箱系列
奕优的冷链箱主要是全球保温箱领导品牌OLIVO的冷链箱系列产品,公司是OLIVO的中国总。OLI-VO成立于1956年,专业生产用于冷藏运输的系列化、温控化的产品有多种温度组合),如:冷链箱、大型冷链箱、冷链保温箱、保温箱、进口冷链箱、干冰箱等。公司具有30多年的生产经验及年产5万多个冷藏运输箱柜的能力。O-LIVO冷藏运输箱和冷藏运输柜符合在运输中的国际法要求,完好保持了冷藏食品和冷冻品的温度和质量。产品可以根据客户所设定的温度保温24小时以上,冷冻可保持-18°C以下、冷藏5°C以下;并具有RFID、GPS追踪应用功能,是—种不同于传统的冷藏运输新系统。冷藏运输系列从55升到1400升,可满足不同的要求。OLIVO冷藏运输产品分两大类,一类是冷藏运输ROLL湔门打开式,另一类是冷藏运输箱BAC(顶盖打开式。柜体采用聚乙烯材料,一次成型技术。
智能物流装备
为适应企业物流系统的智能化发展趋势,奕优研发生产了各种智能物流装备。
自动化立体库系统:奕优自动化立体仓库分单立柱有轨巷道式、双立柱巷道式、超大型重载、轻载型高速巷道式几种。
子母车智能存储系统:子母车智能存储系统主要包括穿梭式货架、穿梭子车、穿梭母车、母车行走轨道、提升机、输送线以及WMS、WCS部分。由计算机系统控制,穿梭子车负责巷道中货物的存储,穿梭母车负责将巷道中的货物水平转移至垂直升降设备中,同时子车可通过母车在水平方向上更换作业通道,也可通过垂直升降设备进行换层作业。最终通过地面输送系统完成库区和库外物流的对接。
AGV智能搬运系统:奕优AGV智能搬运系统集开发、生产、销售、服务于_体,为企业提供最佳的自动化搬运解决方案。奕优技术团队结合源自日本的先进电气控制技术和机器人智能控制技术,自主设计硬件电路,独具创新软件思维,累积了越来越多先进、成熟、智慧的核心技术。将自主创新的核心技术和智慧的生产技巧,嵌入系列AGV搬运小车、AGVS物流配送系统。
机器人应用系统:奕优机器人应用系统分为电弧焊接机器人、点焊焊接机器人、冲压搬运机器人、锻压铸造机器人、搬运码垛机器人、机床上下料机器人,分别为企业提供最佳的自动化解决方案及装备。奕优机器人应用系统。