優化物流在途管理的應用

文/徐元清

作為中國工業化的脊梁，制造性企業大多還處在從傳統工業化向現代產業化轉型的階段，產業升級不僅表現在設備、工藝技術的提升，更體現在以“兩化融合”為核心自主創新能力的大幅度提升。

我國是制造業大國，大量的制造性企業對成品物流運輸存在管理提升的需求，隨著市場競爭的不斷加強，對成品在B2B的物流運輸過程中的管理要求不斷提高，成品運輸的可靠，安全，對客戶提供的高質量的增值服務成為企業市場競爭力的能力之一，在高附加值產品的運輸過程中，尤為突出。

有效性、安全性、可靠性的要求，特別是高價值，易流通的產品制造企業對此需求更為迫切。但是，傳統物流運輸在車輛出庫后存在監控手段缺乏的情況。除以手機聯絡隨車人員其他監管手段不多。

隨著物聯網技術的不斷發展，該項技術的應用正從技術探索向大規模應用落地轉變，從以倉庫內部管理向整體物聯網整合轉變。

隨著制造企業整體外部競爭環境的不斷激烈，面對企業市場營銷能力不斷提升的需求，需要企業物流進一步完善和提升貨品物流車輛運輸管理模式和水平，提升物流專業能力為客戶提供優質高效安全服務，為企業供應鏈建設提供有力支撐，進一步提升對企業競爭力的貢獻度。

上海煙草儲運公司隸屬上海煙草集團，承擔貨品的市外配送職責，依據其職責，將整體運輸量分配外包多家第三方運輸車隊，常年承運車輛超過500輛。今年計劃通過公路直接運達全國各省市（除新疆、西藏外）400多個客戶點的貨品約120多萬大箱，由于煙草貨品的運輸一直是高價值、高風險、又屬專賣監控的業務，尤其是貨品向全國公路長途運輸送貨以來，貨品、車輛和司乘人員的途中安全、運輸路線的直達經濟、送貨服務的高效及時，將直接體現企業的競爭力，對市場的占有率，銷售時段的把控，特定市場的投放都存在相當的關聯性。

以此為背景，通過物流網技術的整合應用，構建以訂單（合同）為主線，以服務客戶為目標，運用GPS衛星定位、射頻識別（RFID）技術，矢量地圖技術等信息化服務技術和管理手段，通過數據導入和信息整合，形成完整的物流監控管理工作平臺。在卷煙跨省運輸過程中，通過應用GPS定位跟蹤和電子門鎖技術，為客戶提供更為準確、及時的卷煙發運、在途和到貨信息，增強對貨品物流運輸安全性的支撐，為行業經濟運行提供更準確、及時的貨品物流信息。

物聯網技術現狀

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段，其英文名稱是“Internet of things（IOT）”。1991年美國麻省理工學院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯網的概念。2008年11月在北京大學舉行的第二屆中國移動政務研討會“知識社會與創新2.0”提出移動技術、物聯網技術的發展代表著新一代信息技術的形成，并帶動了經濟社會形態、創新形態的變革。近年來其相關技術都有了長足的發展。

1.射頻識別（RFID）技術

射頻識別（RFID）技術實際上是一項較早的技術，在20世紀60年代的時候，RFID技術的理論已經得到發展，并且開始了一些嘗試性的應用。20世紀90年代起，這項技術進入商業應用階段。經過多年的發展，13.56MHz以下的RFID技術已相對成熟，目前業界最關注的是位于中高頻段的RFID技術，特別是860MHz-960MHz（UHF超高頻段）的遠距離RFID技術發展最快。

RFID技術在我國比較典型的應用主要有防偽、工業自動化、交通信息化管理、物流與供應鏈管理等幾個方面。在物流供應鏈管理中，從供應商供貨到倉庫存儲，都有所應用，目前為業內熟知的有海爾立體倉庫，白沙物流以及香港溢達棉包物流管理等。

2.電子地圖

電子地圖（Electronicmap），即數字地圖，是利用計算機技術，以數字方式存儲和查閱的地圖。電子地圖儲存資訊的方法，一般使用向量式圖像儲存，地圖比例可放大、縮小或旋轉而不影響顯示效果，早期使用位圖式儲存，地圖比例不能放大或縮小，現代電子地圖軟件一般利用地理信息系統來儲存和傳送地圖數據，也有其他的信息系統。

中國導航電子地圖應用服務產業已有十幾年的發展，在導航技術不斷成熟以及市場需求的推動下，已形成一定的市場規模和用戶數量。主要應用于車載導航，PND終端、智能手機、互聯網以及各行業指揮調度信息系統領域，應用模式呈現多樣化。隨著3G、4G等技術的快速發展，為導航位置信息的收集和發布提供了更多的技術手段。

制造業企業物流需求

當前我國制造業企業物流發展需要物流管理的一體化，其聯動發展是人心所向。當制造業規模較小的時候，制造業普遍采取“大而全、小而全”的企業組織模式，即制造企業自身承擔所有活動，但由于規模的擴大、競爭和專業化分工的加劇，企業因為資源約束不得不將物流等業務外包，由此產生了制造、物流等活動的相對獨立，到了生產相對比較發達的今天，制造與物流的獨立掩蓋了他們之間的聯系，降低制造業與物流業的交易成本、增強制造業與物流業的產業協同的呼聲日漸高漲。制造業與物流業聯動發展成為普遍共識。

1.整體安全的需求

主要是治安安全和自然環境安全。通過相關技術實現定位功能和監控報警功能，具備實時和及時的特點，便于管理人員及時掌握運輸過程中的異常治安狀態或是異常天氣環境，有效解決了在途過程中可能發生的各類應急情況。使產品物流運輸的安全管理水平得到了全方位的提升。

2.客戶服務的需求

通過技術手段實時采集并反饋各運輸車輛的在途信息，使得客戶可以及時了解所需貨物的運輸情況，特別是在貨物即將到達時，發送信息給客戶，讓他們了解貨物什么時候能到，便于商業端提前安排倉間及貨位，并組織相關人員，做好各項接運準備工作，實現了“物”、“權”的現場轉移，從而凸現出了強大的服務功能，對市場的響應能力大大提升。

3.管理提升的需求

物流企業能夠通過技術手段實現信息共享，隨時了解自己所需要掌握的情況。對物流運輸從線路、運力、運量、運輸周期進行了多角度、多層次的數據統計分析，便于整體運用數據資源，整合歷史數據，在信息結構及內容上提高了信息的可利用性，為企業的分析決策提供了重要依據。

4.合理調度的需求

可以依據平臺提供的信息來規劃和設計物流的最佳流量、流向和流程。如：最優運輸路徑的確定、內部物流資源的整合、車輛空駛率的減少、最大限度地實現雙向滿載，最有效地控制物流成本等。

企業物流優化方案

為滿足企業發展對物流體系提出的要求，通過對主流物聯網技術的跟蹤及對遠距離通訊等基礎設施的調研，項目組提出了以物聯網技術為基礎的工業企業成品物流在途管理應用方案。

整體方案涉及整體管理系統、車載客戶端、到貨接受裝置三個組成部分，整體系統的實現預定功能，需由管理系統軟件開發、硬件裝置設計、開模、制造等工作組成，以下為系統方案。

1.系統組成

系統內容涉及的三個環節：卷煙運輸車輛、工業發貨端、商業到貨端，其中：

（1）卷煙運輸車輛：在運輸車輛上安裝“車載卷煙物流在途狀態數據采集裝置（簡稱“車載裝置）”，車載裝置的主要構成有：①數據存儲模塊；②GPS定位模塊；③GPRS無線通訊模塊；④短距離數據通訊模塊；⑤無線遙控電子鎖；⑥安全報警、語音通話等擴展模塊。車載裝置可以存儲卷煙物流電子單證，獲取車輛定位信息并傳輸到物流在途信息系統。

圖1、物流在途信息系統的總體構成示意圖

（2）工業發貨端：安裝無線數據通訊系統，將貨品物流電子單證等信息寫入車載裝置；并在離開發貨倉庫前由電子鎖管理系統上鎖并發出車輛啟運發貨信息等。

（3）商業到貨端：①安裝無線數據通訊系統，接收貨品物流電子單證信息；②電子鎖管理系統，開鎖并發出車輛到貨信息。

（4）國家局端：安裝物流在途信息系統（主要包括全國電子地圖、物流信息交換平臺、信息展現門戶等），匯集來自車載裝置的物流電子單證信息、發貨時間、到貨時間和車輛在途狀態信息等數據，并在物流在途信息系統的電子地圖上進行集成和展現等功能。

物流在途信息系統的總體構成如圖1所示。

2.車載裝置實現方式

（1）車載裝置

車載裝置是實現卷煙在途物流信息采集、傳輸及跟蹤的基礎設備。根據卷煙運輸車輛的實際情況，車載終端設計為模塊化組裝方式。依據需求將車載裝置分為兩類，即基本功能車載裝置:完全集成至電子門鎖中，功能模塊包括數據存儲模塊、GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊、無線遙控電子鎖模塊和短距離數據通訊模塊構成。該裝置不使用車輛電源，與車輛無連接，直接用于集裝箱上鎖。

擴展功能車載裝置：包括電子鎖和駕駛室車載模塊兩部分，通過射頻進行連接，除基本功能模塊外還包括：安全報警按鈕、語音通話、視頻采集等模塊，同時預留導航儀接口和數據傳輸接口。該裝置駕駛室車載模塊需與車輛蓄電池系統相連，并安裝至駕駛室內。

（2）車載裝置主要功能

車載裝置的功能包括基本功能和擴展功能。基本功能包括：①數據存儲功能，用于存儲物流電子單證數據、車上卷煙件碼數據和在途過程所采集的狀態數據；②GPRS功能，用于實現電子單證數據、車輛定位數據、遙控電子鎖的上鎖和開鎖數據、車上卷煙件碼數據的遠程傳輸；③GPS接收功能，用于實現車輛定位跟蹤功能；④RF無線讀寫功能，用于實現電子單證數據寫入或讀出；⑤電池電源功能，滿足系統運作要求。⑥電子鎖，對于貨柜式運輸車輛，可由發貨端電子鎖管理系統、收貨端電子鎖管理系統以及專賣稽查手持器發出控制指令到車載裝置的電子鎖遙控模塊控制貨柜門的上鎖和開鎖。

（3）車載裝置擴展功能

車載裝置在基本功能的基礎上，同時提供多種可以擴展的功能，包括：①遠程語音通話功能，基于車載裝置的GPRS 通訊模塊，通過GPRS網絡鏈路，實現遠程語音通話功能，由固定安裝于駕駛室內的話筒和小型揚聲器通過專用插頭聯接到車載裝置主體設備的插孔上即可；②車輛緊急報警功能，主要由一個粘貼在平時不易碰到而報警時可以方便觸到的位置的報警按鈕構成，報警按鈕為自帶電池的封裝式無線按鈕，按鈕的自帶電池可以使用3～5年，按鈕按下時發出無線脈沖信號到車載裝置主體設備，主體設備辨識報警信號后通過GPRS模塊將報警相關信息發送到指定的監控主機；③視頻功能，車載裝置主體設備預留攝像頭視頻接口，可以將攝像頭獲取的車內、車外視頻信息通過GPRS網絡傳輸到監控主機；④導航儀接口，車載裝置主體設備預留導航儀接口，導航儀實質上是一個內置有電子地圖的顯示裝置，通過專用插孔與車載裝置主體設備聯接，導入主體設備GPS模塊所獲取的車輛實時位置信號，實現自動導航的功能。

（4）車載裝置和遙控電子鎖的充電及充電監控

電子鎖電量信息通過GPRS網絡實施回傳監控中心，并在電子地圖監控系統中設置報警功能，如低于20%電量情況下及時通知相關人員完成充電作業。

3.貨品物流電子單證內容

貨品物流電子單證是根據待頒行業標準《煙草行業物流單證》所規定的貨品工商企業之間交換的貨品物流數據，包括發貨單位、購貨單位、合同號、品名、規格、數量、到貨地點、運輸方式、承運人等。

4.貨品物流電子單證自動數據采集方式

（1）電子單證的產生

在工業發貨端“一號工程”發貨電腦中安裝電子單證導出軟件，在每次“一號工程”發貨完成后將電子單證信息實時發送至儲存模塊寫入服務器。

（2）電子單證的寫入

圖2、車輛位置信息采集的示意圖

無線寫入設備安裝于工業發貨端倉庫出入口，無線寫入設備依據車輛出庫時所帶“車載裝置”唯一序列號查詢是否存在需寫入電子單證，如序列號匹配則將相對應電子單證無線寫入“車載裝置”，并關閉電子鎖。

（3）電子單證的讀出

無線讀出設備安裝于商業到貨端倉庫出入口，無線讀取設備依據車輛“車載裝置”內的到貨信息進行電子單證的讀取并打開電子鎖。

5.貨品在途狀態數據的采集和傳輸

貨品物流在途數據指的是工業貨品出庫發貨、在途運輸監控、商業到貨入庫等環節的實時狀態信息，包括：貨品發貨時間信息、運輸車輛信息、運輸車輛的位置信息、在途貨品與運輸車輛的關聯信息、車輛的在途狀態、商業企業到貨時間等信息。

貨品發貨時間信息是在發貨端向車載裝置寫入卷煙物流電子單證數據并控制上鎖時記錄的時間信息。如果接下來的一段時間里，車輛位置數據沒有顯著變化，則應修正卷煙發貨時間信息。默認設置為以10分鐘作為時間段計量單位，在一個時間段的起點和終點上，車輛位置數據有顯著變化時，以該時間段的起點時間作為貨品發貨時間。

運輸車輛信息包括運輸車輛的車號、車型、駕駛員、送貨員（如果有的話）、車輛語音通話號碼（如果加裝了語音通話模塊），駕駛員或送貨員的手機號碼等信息。

運輸車輛的位置信息來自于車載裝置的GPS模塊所接收到的同步衛星發出的微波信號轉換為車輛經緯度數據。按照默認設置，車載裝置每隔10分鐘向主控機發送一次位置數據，間隔時間可以由主控機遠程遙控改變設置，可以設置間隔為1分鐘到1小時。運輸車輛位置信息的采集如圖2所示。

方案實施的瓶頸

工商物流在途信息系統的運用，使物流信息實現了實時反應和共享，促進了物流各環節的相互支持、互相配合，完整的物流閉環信息系統也由此形成，它必將成為“工商物流一體化進程”的有力保障。系統上線使用后，輻射18家商業公司，占全國配送量的15%，從整體運行效果來看，該系統的主要成效為：安全管理、服務延伸、信息共享、科學調度。

在傳統物流企業中實施以物聯網技術整合為特點的應用項目，在實施過程中存在于原有管理模式的沖突、技術整合成熟度等一系列難點，主要存在于技術整合的研發及人員操作模式的轉變上。

1.自行研發的車載終端需要預留調試周期

作為整合GPS接受功能、通訊功能、RFID技術，數據存儲交互功能等的車載終端是方案實施的難點。其需要以實際業務需求進行研發，在委托第三方進行研發、調試、生產過程中，出現多次設計不合理導致的產品可用性不強的問題，核心難點出現于產品在長途運輸外部環境惡劣下易出現無法正常使用。

2.全國性推廣系統部署人員培訓困難

作為物流類項目，本項目設計全國350多個相對固定收貨單位（收貨點），需部署相關車載終端解鎖設備及系統運行環境（具備相關網絡條件，確保相關物流單證數據下載），由于涉及地點為除新疆、西藏的所有省市，其推廣部署及人員的培訓工作量巨大，系統客戶收貨點人員培訓超過1000人次。

3.對原物流運作方式調整較大，項目推進管理阻力較大

系統功能改變了原有的倉儲物流人員運作模式，由原有的出庫移交第三方運輸公司作為工作界面，改為全程物流管理、物流跟蹤，在項目實施初期，基層管理人員反響較大。

結論

本項目以物聯網技術為基礎，整合電子地圖、定位、通訊、電子標簽、機械鎖具等相關技術，構建了以車載終端為核心、以電子地圖為平臺的物流配送系統，在運輸安全性、管理可視化、對外服務提升等方面有效提高了企業的市場競爭力，作為物聯網技術整合的一種嘗試，取得了較好的效果。