基于物聯網的智能物流系統設計

李　靜

(陜西工業職業技術學院 汽車與物流學院，陜西 咸陽 712000)

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基于物聯網的智能物流系統設計

李靜

(陜西工業職業技術學院 汽車與物流學院，陜西 咸陽 712000)

在物流中融合物聯網技術，能夠促進物流過程數據的透明化，便于實時監控與安全管理，從而提升物流供應鏈系統的自動化和智能化水平，實現物流效率與經濟效益的提升。通過物聯網技術在物流供應鏈生產、運輸和倉儲、配送以及零售等環節中的應用，研究了智能物流的技術特性，提出了基于物聯網的智能物流供應鏈系統架構，并深入分析了倉庫智能作業、實時訂單跟蹤和配送優化管理等主要模塊。采用物聯網技術能夠全面提升物流效率與管理水平。

物聯網；智能物流；供應鏈；優化管理

物流供應鏈系統的運營效率與經濟效益取決于貨物裝卸、包裝、運輸和存儲等一系列環節的高效、順暢連接，以及環節內的實時監控與管理。采用傳統的物流管理，無法實時、完整和準確地采集上述數據，很難監控物流供應鏈過程，無法實現物流效率與經濟效益的提升。

與之相比，采用物聯網技術實現的智能物流，以物流供應鏈過程數據透明化、物流監控實時化和供應鏈管理決策智能化為特征，可實現物流供應鏈各個環節運營的高效自動化、監管智能化以及物流運輸的安全可靠。通過挖掘物流客戶的需求、實時監控物流運輸過程以及優化管理商品庫存，可實現物流管理自動化，物流作業高效便捷，以及以客戶為中心的理念[1-2]。

1　物聯網技術

目前，國際電信聯盟(ITU)[3]、歐盟委員會[4]、IERC[5]和中國物聯網年度發展藍皮書[6]分別給出了物聯網的定義，盡管上述定義不同，但它們均認同物聯網的以下特征：物體數字化與虛擬化、泛在互聯、信息感知與交互、信息處理與服務和支持信息處理。

物聯網是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，利用傳感器、射頻標簽和智能網絡在種種物品間建立聯系，實現人對物或物對物的互動。其核心就是無線傳感器網絡，借助于分布在貨物、倉庫和運輸車輛上的電子標簽，以及可移動手持式數據采集智能終端，基于GPS的地理信息系統，實現貨物運輸全過程物流信息的實時采集、傳輸、通信以及分析與處理，以物聯網的形式構成人-物-信息相互聯系的整體系統，從而實現對分布式信息點的全方位覆蓋[7-8]。

通常，物聯網系統劃分為3個層次(見圖1)：感知層、網絡層和應用層。以物流行業為例，感知層通過電子標簽為包裹及貨物設置識別號，識別號對應著包裹的來源與目的地等物流信息，通過射頻識別設備掃描電子標簽，即可采集上述信息，然后傳送到傳感器總結點。

圖1　物聯網3層結構

2　物聯網在物流供應鏈各環節中的應用

物流行業是最早使用物聯網技術的行業之一，很多先進的現代物流系統已經具備了信息化、集成化、智能化、可視化和自動化等先進技術特征。

2.1物聯網在生產環節的應用

采用物聯網技術能夠實現訂單-生產-物流一體化連接。根據訂單信息，利用自動采集技術手段，將制造工廠的生產設備、人員、材料、工藝和節拍等進行管理，并使其數據化、透明化，以提高生產過程的快速響應和協同能力，從而提高了生產管理的效率；同時，通過系統理順了生產過程控制流程，提高了生產管理水平，對提高企業生產過程的設備效率、時間效率和工藝效率等具有重大意義。采用物聯網技術解決了生產過程中信息不透明的盲區。

2.2物聯網在運輸和倉儲環節的應用

貨物運輸與倉儲業務涉及數據單據眾多、采集點分散和監管困難等難題。采用傳統物流管理技術不僅耗費大量人力和物力，而且容易造成運輸或倉儲過程中貨物損壞和丟失。而采用先進的無線射頻、Zigbee和RFID技術等物聯網技術，可構建成數據信息更透明可靠、管理效率更高的運輸和倉儲管理系統。

2.3物聯網在配送環節的應用

在配送環節，通過一系列信息采集和傳感設備，如射頻識別裝置、紅外感應裝置、激光掃描裝置和全球定位系統等，把物品與物品、物品與互聯網連接起來，可以大大縮短揀選時間，加快配送速度，并掌握預期的到達時間。在銷售物流環節，智能貨架自動識別并隨時報警，通過網絡并實現敏捷反應，有助于開展主動營銷和主動式服務。

2.4物聯網在零售環節的應用

在商品零售環節，應實時掌握商品的售賣情況，以盡早安排物流補貨。借助于物聯網技術，所有商品附加獨立ID，通過即時掃描可以跟蹤每筆交易(從生產商到代理商再到零售商)，改進零售商的庫存管理，實現適時補貨，有效跟蹤運輸與庫存，提高效率，減少出錯。零售商通過物聯網，可提前預測顧客的商品需求，從而預先安排物流，保證顧客需求的滿足。另外，借助于物聯網技術，能夠為顧客提供個性化、身臨其境的體驗，進而提高顧客保留率。

3　基于物聯網的智能物流供應鏈系統

3.1智能物流的技術特性

智能物流和傳統物流相比，具有更高的技術需求，具體表現如下：1)需要實現物流供應鏈各環節數據的透明化、可視化以及集成化，從而基于所收集數據完成物流管理與決策的智能化；2)需要根據不同客戶的需求提供靈活的，多樣的物流服務，要求在倉儲和配送過程中可以為不同性質的貨物提供物流的解決方案；3)需要完成物流操作過程的自動化，從而提高物流運營效率，并保證貨物運輸、倉儲的安全與可靠；4)需要實現對物流資源進行信息化優化調度和有效配置，來降低物流成本，并能夠在物流過程中加強管理和提高物流效率，以改進物流服務質量，實現物流供應鏈系統的層次化、柔性化、定制化以及系統化；5)為了使效益和效率最大化，應實現物流信息的快速反饋，使銷、產、供和物流信息動態同步，這就要求物流系統能夠及時給企業提供其所需的信息服務。

3.2智能物流供應鏈系統架構

基于物聯網的智能物流供應鏈系統主要包括4個部分：可視化倉庫管理系統、無線傳感器網絡、智能終端設備和物流管理與智能決策系統，實現對采購、分揀、運輸、倉儲和配送等生產環節進行全程監控和數據記錄，實現貨物產品的跟蹤溯源，保證信息管理的準確化、網絡化和實時化[9]。其中，可視化倉庫管理系統可實現倉庫可視化管理，提供處理日常業務的功能。通過GPS、安全電子鎖和溫濕度計等構成無線傳感器網絡[10]，有效解決不同貨物在物流中運輸、交接等各環節的管理難點問題。不僅大大提高了運輸、銷售企業的效率，提升了企業的服務質量，還為貨品的運輸安全、防偷盜行為提供了技術保障。無線終端、無線網絡、RFID技術及監控技術的使用，將使智能可視化倉庫管理實現的功能更加準確、高效[11]。

系統架構要實現如下目標：1)實現庫存信息可視化、庫存物料及其狀態的可視化跟蹤、可視化查詢結果的輸出、自動生成庫存操作單據，為管理者提供多方位、直觀的統計信息；2)軟件與硬件相結合，解決庫房倉儲管理中各個業務流程環節的數據采集、識別與信息交互；3)運用自動識別技術的處理手段，極大地提高了工作效率，降低了人為出錯率，從而確保了用戶需要的快速響應度；4)系統設計堅持靈活性、易用性、兼容性和擴展性的特點，可以保證用戶已有的IT設備與資源的投入及系統的不斷升級要求；5)對業務處理的全過程記錄與歷史信息的查詢，能滿足資源信息的全程追溯的需求，充分保障了用戶的利益；6)為信息管理今后業務流程的延伸，提供了預留的技術接口。

3.3智能物流供應鏈系統主要模塊

智能物流供應鏈系統主要包括如下幾個模塊。

1)倉庫智能作業模塊。包括自動化立體倉庫、AGV機器人、搬運/碼垛機器人、高精度堆垛機、條碼/RFID識別和物聯通信系統等先進技術，實現管理的集約化、精益化、標準化和現代化。對物流供應鏈關鍵點采用自動化設備代替人工，從而提高生產效率，降低損耗，降低人員配置。通過堆垛機進行物料的高層、立體存儲，碼垛機器人進行高速、高精度的碼垛操作；自動輸送線對物料進行傳輸、移載、升降、分流和合流等操作；物流管理軟件代替人工臺賬管理，便于企業統一管理，便于上層領導根據實際情況進行正確決策；計算機網絡架構進行信息實時傳遞，代替信息人工傳遞，保證信息的時效性和可追溯性。

2)實時訂單跟蹤模塊。基于物聯網技術實時訂單追蹤，提升貨運管理效率。運用了射頻識別、地理信息系統和無線傳感器等物聯網技術，再搭配智能終端等硬件設備，實現對貨車行駛全程地理位置追蹤、貨物訂單全程追蹤等業務需求，并且可以通過手持終端拍下貨物簽收單據的照片，單據照片可實時發送回管控中心，管控中心因此可以及時獲知貨物的交付情況。如果貨物需要二次配送或退單，司機可以通過手持終端及時向管控中心反饋相關信息，管控中心憑借訂單追蹤系統就可以監測到相關信息并作為辦理二次配送和退單的依據，這個過程不僅減少了辦理二次配送和退單的工作量，而且也減少了期間發生的各種爭議。當運輸過程中出現其他異常狀況時，物流中心也可以及時通過手持終端獲知相關信息并作出應對措施。

3)配送優化管理模塊。在配送優化管理模塊中，應用大條碼掃描器可以避免作業人員下車掃描條碼。這不僅減少了作業時間，也杜絕了下車掃描條碼時的安全隱患。通過物聯網實時接收控管中心的作業指令回傳作業結果，甚至可以規劃作業任務和作業路徑，提升空間及時間的使用效率，并確保工作內容執行的正確性。由于物聯網還可以回傳作業結果，因此不僅倉庫作業人員不用再耗費大量時間用于等待紙質單據的打印與傳送，而且物流中心的行政人員也可以節約大量編制報表的時間。

4　結語

采用物聯網技術能夠實現物流供應鏈過程數據的透明化，在此基礎上可以提升物流操作效率的自動化、物流管理與決策的智能化水平，另外，物聯網技術在物流供應鏈生產、運輸和倉儲、配送以及零售等各個環節都具有廣闊的應用前景；因此，基于物聯網的智能物流供應鏈系統能夠全面提升貨物運輸安全與物流效率水平。

[1] 劉楠，惠巧鴿. 智能物流的發展[J]. 中國商貿，2012(13):142-143.

[2] 周立新，劉琨. 智能物流運輸系統[J]. 同濟大學學報：自然科學版，2002(7):829-832.

[3] ITU.ITU internet report 2005: the internet of things[R]. Geneva:ITU, 2005.

[4] Commission of the European Communities.Internet of things-an action plan for Europe[R]. Commission of the European Communities, 2009.

[5] Ovidiu Vermesan.European research cluster on the internet of things-outlook of IoT activities in Europe[R]. Workshop:”RFID and the Internet of Things - Are you ready?”, Norway, 2010.

[6] 中國物聯網研究發展中心.中國物聯網產業發展年度藍皮書[R].中國物聯網研究發展中心,2010.

[7] 王麗麗. 未來物聯網應用的軟件架構研究[J]. 信息技術,2015(8):110-112.

[8] Inhyok C， Shah Y， Schmidt A U， et al. Trust in M2M communication[J].IEEE Vehicular Technology Magazine，2009，4(3): 69-75.

[9] 曹虎，曲強，應小昆，等. 企業信息化綜述[J]. 新技術新工藝，2014(10):52-55.

[10] 張玉靜. 基于物聯網的卷煙物流建設及優化研究[J]. 新技術新工藝，2014(11):64-67.

[11] 胡卉，胡大偉. 智能物流條件下供應鏈實體協同體系研究[J]. 鐵道運輸與經濟，2010(8):65-68.

責任編輯馬彤

Design on Intelligent Logistics System based on Internet of Things

LI Jing

(Shaanxi Industrial Vocational College， School of Automobile and Logistics， Xianyang 71200, China)

Internet of things (IOT) technology enhances transparency of the logistics process data, so as to enhance the automation and intelligent level of logistics and supply chain systems. Firstly, the application fields of IOT are introduced that include the logistics supply chain of production, transportation and warehousing, distribution, and retail. Then the technical characteristics are pointed out about intelligent logistics. On this basis, it deeply analyzes the architecture of intelligent logistics supply chain system, intelligent warehouse operation, real-time tracking of orders, distribution optimization and management based on IOT. By means of IOT, it can enhance logistics efficiency and management level.

IOT， intelligent logistics， supply chain， optimization management

TP 391

A

李靜(1982-)，女，講師，主要從事物流工程與管理等方面的研究。

2015-12-29