物联网技术蓄电池物流标准化体系建立

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【摘要】基于物联网技术，构建蓄电池物流标准化体系，建立全自动立体仓库，推行托盘标准化，产品追溯系统，带板一贯化运输等四大方面实施蓄电池物流标准化建设项目。总体而言，有效增加了蓄电池行业标准化工装载具使用率及带板一贯化运输，提升了供应链协调水平、降本增效能力。

【关键词】蓄电池;物联网技术;物流标准化体系;标准化钢托盘

1引言

在过去的10年里，完善蓄电池从生产、运输、仓储和回收的物流服务已经成为企业的有效竞争手段［1］，但蓄电池生产企业普遍存在内部物流不合理，普遍采用的物流模式为:人工码垛+人工加垫板+叉车搬运+卸托装车+无托运输+卸车码垛+地面存储+叉车搬运+人工拆垛等，此模式主要依靠人工操作和地面存储，因此，操作人员劳动强度大、物料单位面积仓储量少、生产效率低，叉车与人员交叉作业，存在着安全隐患。一些中大型的铅酸蓄电池企业已经在市场上占有相当的份额，形成了一定的规模效应，并积极探索通过物流标准化体系降低成本、提升服务水平和竞争力的途径。另外，物联网(InternetofThings，IOT)的兴起使信息产业发展到达了一个新的阶段，激发了信息技术的又一轮新的革命，尤其是RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)技术、传感器技术以及无线网络技术的发展给了蓄电池物流管理及标准化极大的帮助［1］。因此，本文基于物联网技术，提出构建立体仓库、托盘标准化、单元化层级追溯系统、带板一贯化运输这四大模块蓄电池物流标准化体系，实现物流效率和效益的提高。

2建设背景

2017年商务部办公厅、财政部办公厅关于开展供应链体系建设工作的通知，围绕物流标准化、供应链平台、重要产品追溯、打基础、促协同、推融合;从1200mm×1000mm标准托盘和全球统一编码标识(GS1)商品条码切入，提高物流链标准化信息化水平，以物流链为渠道，利用物联网，推动供应链各环节设施设备和信息数据的高效对接。因此，在这些国家利好和鼓励物流标准化政策下，风帆集团以唐山生产基地建设项目为依托，实施基于物联网技术的蓄电池物流标准化建设创新项目。项目实施时间为2017年1月至2019年12月。

3建设内容

3．1构建物流标准化体系

3．1．1建立蓄电池物流标准化体系架构构建立体仓库、托盘标准化，基于物联网技术单元化层级系统、带板一贯化运输这四大模块蓄电池物流标准化体系，涵盖货架、电池包装、码放标准、托盘标准、循环共用、运输车辆，信息系统等方面实施标准。

3．1．2实施国家、行业物流标准实施7个国标，如下所列(表1)。

3．2建立全自动化立体仓库

建立以标准化托盘运作为纽带的全自动立体仓库，经输送机送给穿梭车，进行托盘RFID标签自动读取，系统自动将托盘EPC信息和托盘上蓄电池信息绑定，再由穿梭车将实托盘送至堆垛机取货站台。堆垛机叉取托盘，送至相应的货架货格存储。

3．3建立基于单元化托盘物流作业标准化体系

3．3．1物流作业体系建设在制造业供应链物流中，不可或缺的使用到托盘作为单元化物流的一种形式，单元化物流占有的比例越高，供应链物流优化的素质则越好［2］。在蓄电池物流标准化体系建设中，托盘标准化是基础［3］，托盘的装盘效率是衡量托盘装卸效率的关键指标，必须要考虑托盘的包装模数和车辆国标GB/T1589。在综合分析多种托盘在GB/T1589对6轴车辆的规定和我国现在通用的大板车型载盘个数以及装载使用效率后，本项目选定1200mm×1000mm型托盘作为本次设计中的托盘规格。每托重量为1．6吨，在此基础上确定了内部流转托盘动载3吨、静载6吨，外部流转托盘动载2吨，静载5吨。根据标准化托盘，结合电池规格型号和车辆尺寸、托盘承载等，项目组制定了托盘码放方式，码放层数、单层只数、总只数、总重量及包装方式和缠绕层数等企业标准。确定了德系蓄电池码放5层，日系蓄电池码放4层，托盘和蓄电池总重量控制1．6吨以内。以13米的6轴半挂车，车货总重49吨，自重16吨左右，载货33吨左右，车厢内空尺寸为12．95m*2．35m。托盘标准参数为:尺寸是1200*1000，托盘自身重量为35kg，最大托盘承重为2000kg，实托盘额定承载1600kg，每托盘平均堆码电池约60只。车板一层分两排共装载20个托盘。

3．3．2单元化载具选取当前，托盘的材质较多，有木制品、塑料、金属、复合材料等。根据蓄电池行业中托盘使用的环境，重点考虑以下几点对托盘进行选择，以满足蓄电池物流运输及仓储的需求。不同的托盘具有不同的性能，具体性能分析见表2．针对蓄电池行业对托盘的使用环境，确定托盘的种类。由于某些环境或电池货物具有极强的腐蚀性，这就要求托盘具有极强的抗腐蚀性。蓄电池对清洁和防潮要求较高，这就要求托盘具有较高的防潮性能。蓄电池对托盘承载要求较高:内部流转托盘动载3吨、静载6吨，外部流转托盘动载2吨，静载5吨。因此，综合考虑以上蓄电池对托盘的要求，选择钢制托盘作为蓄电池的承载工装器具有助于物流运输工作的开展，促进物流集装作业性能最优。

3．3．3托盘租赁管理标准化流程托盘标准化项目建设中整合社会资源和积极响应商务部标准托盘的循环共用政策，实现标准化托盘合理化应用，通过向专业托盘循环共用租赁服务公司租用托盘来促进公司蓄电池物流业务的托盘化作业，促进托盘标准化，并逐渐形成规范的蓄电池托盘租赁管理标准化流程。相比公司自购托盘的方式，采用托盘租赁方式则更有优势，公司自购托盘与租赁托盘使用优势对比分析情况，采用租赁托盘的方式来应用托盘的成本更为节省。3．4基于物联网技术单元化层级追溯系统建设采用GSI标准体系，以条码和RFID作为编码载体，打造EPC+RFID+Internet为核心的物联网单元化层级追溯系统。为了循环使用托盘和对蓄电池进行全生命周期追溯，核心是获得其地理位置与状态更新信息。如果在每个蓄电池加装硬件模块，硬件数目大，且难以对成千上万的蓄电池逐一管理。所以，受到单元化物流启发，每个蓄电池配备一个二维码，每个托盘装配一个RFID标签，作为唯一标识，码放多个蓄电池绑定一个托盘形成一个子运输单元［4］。应用二维码和RFID技术，建立蓄电池跟托盘对应关系，串联物流配送环节所有信息。

3．4．1托盘资产管理循环共用系统采用产品电子代码(EPC编码)给每个托盘一个唯一的编码，将RFID标签固定在托盘上，可对维护托盘进行停用、启用操作，对已损坏的托盘可进行报废操作。

3．4．2智能运输子系统每辆货车上配备一个集成GPS定位模块与WIFI模块的RFID读写器，托盘被装上货车时，RFID读写器自动与托盘上的RFID标签通信，定时发送货车地理位置，传感器采集到的信息到云端与托盘公用管理系统交互。

3．4．3智能仓储管理子系统选择对应的仓库，固定式RFID阅读器或手持式RFID阅读器扫描托盘RFID码，系统自动计算电池总量，供收货人员清点;入库实际为电池入库，托盘RFID码与电池二维码ID的关联在包装码盘时建立，通过GPRS无线通信网络将信息传递给相应的子仓储管理系统，子仓储管理系统将信息生成报表通过互联网传输给追溯管理系统。

3．4．4智能产品可追溯子系统使用手持二维码阅读器对蓄电池进行信息读取，定时采集蓄电池有关实时数据，通过GPRS无线通信将相关信息传输给产品追溯系统，并且自动改写蓄电池全生命周期的阶段状态(使用中)。

3．5推行标准化托盘物流运输作业一贯化

项目中从制造单元工厂到中转仓库，再到分销中心仓库，甚至到达最终客户手中，在整条供应链中采用标准化托盘一贯化作业，尽管中途需要将蓄电池从一辆货车转装到仓库内临时保管或另一辆货车上，即使运输条件或者运输车辆有所变更，但从最初的发货点到最后的收货点，整个业务操作过程并没有发生更换托盘作业。原来如一辆13米的6轴半挂车装载约35吨，装蓄电池要4至5个小时，卸蓄电池又要4至5个小时，而运输时间则不到1个小时，意味着运输车辆运行1个小时要花费近10个小时的时间在等待装货和卸货。而采用标准化托盘一贯化运输，利用叉车或搬运配合作业，装或卸一辆13米车的35吨的蓄电池只需要半小时左右。托盘化装卸机械作业比人工装卸的效率提高80%－90%，更是能够大大缩短了车辆停车等待装卸货时间，加快运输车辆的周转，同时降低货物的破损率，提高了物流服务质量。

4项目成效

4．1推进了蓄电池行业工装载具标准化体系建设

项目以蓄电池行业标准化托盘为基准推进立体库货架和货格尺寸的标准、蓄电池包装模数、码放标准和层数、托盘标准、运输车辆外廓尺寸荷载等科学合理匹配的蓄电池行业工装载具标准化体系建立。

4．2提升企业物流管理水平和提高了企业运作效率

在运输业务上创新运输模式，以托盘一贯化作业为标准进行运输、仓储、装卸搬运、包装、流通加工、配送等物流各环节的组合与衔接，可避免物流过程中的浪费，大幅度节约成本。

4．3推进物联网技术蓄电池单元化层级追溯系统建设

产品追溯关联仓库物流管理系统，使蓄电池流向透明化，在市场任何环节可通过手机扫描二维码掌握该蓄电池全部流向和信息;从生产入库到生产配送及产品从生产线到仓储、发运等物流环节。

5总结

建立基于物联网技术，以1200mm*1000mm标准的蓄电池行业钢制托盘为纽带的标准化体系，深化推行使用租赁标准化托盘模式，带板一贯化运输作业，围绕标准托盘进行产品追溯系统，立体仓库存储系统升级，通过物流运作标准化和智能化，实现供应链条标准化系统效能优化，物流运作效率提升和物流管理水平提高。

［参考文献］

［1］何为．物联网框架下蓄电池生命周期监控［D］．北京:北京交通大学，2014．

［2］吴清一．集装单元器具的回收与循环使用—论单元化物流之三［J］．物流技术与应用，2013，18(8):114－116．

［3］吴清一．发展单元化物流，优化供应链体系—论单元化物流之一［J］．物流技术与应用，2013，18(6):108－111．

［4］房殿军，等．基于单元化层级级联模式的周转箱共享周转［J］．物流技术，2019，29(2):122－126．

作者：侯江波 孙延安 徐建华 单位：风帆有限责任公司保定物流分公司