物聯(lián)網(wǎng)在物流智能倉儲系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

馬一鳴

【摘 ?要】電子商務(wù)的快速發(fā)展對物流作業(yè)的效率提出了越來越高的要求。將物聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)的自動化識別技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代物流業(yè)的智能倉儲系統(tǒng)的開發(fā)中，有助于提高國內(nèi)物流產(chǎn)業(yè)的信息化程度，推動電子商務(wù)的持續(xù)繁榮。基于RFID等技術(shù)，分析了物流智能倉儲的方向和模式，并對物聯(lián)網(wǎng)在物流智能倉儲系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智能倉儲系統(tǒng);智能識別

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子商務(wù)技術(shù)的發(fā)展和人們消費方式的改變，物流在現(xiàn)在生活中的作用日益突出，同時與商流的結(jié)合也更加緊密，物流作為商流的保證，成為商流順利實現(xiàn)的堅實基礎(chǔ)，然而電子商務(wù)給人們提供便捷的同時卻向物流環(huán)節(jié)提出了各式各樣的挑戰(zhàn)。物流倉儲環(huán)節(jié)作業(yè)滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，顧客服務(wù)得不到及時的滿足，促使倉儲行業(yè)需要重新定位，以適應(yīng)電子商務(wù)環(huán)境下物流倉儲各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)需求，達(dá)到提高倉儲運作效率的目的等。倉儲環(huán)節(jié)的信息流問題逐漸成為當(dāng)今物流界研究的焦點。本論文在此基礎(chǔ)上，對物聯(lián)網(wǎng)在物流智能倉儲系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，從而實現(xiàn)了以倉儲中信息流拉動業(yè)務(wù)流，提高上層業(yè)務(wù)運作效率的目的，增強(qiáng)了倉儲環(huán)節(jié)對貨物的集散功能。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的全稱是“The Internet of Things"，其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，將功能延伸和擴(kuò)展到了物物之間，實現(xiàn)了人與人、人與物、物與物之間的互連并能進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)主要有3層架構(gòu)：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，本文以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，主要對其應(yīng)用層進(jìn)行研究，在應(yīng)用層開發(fā)了智能倉儲和物流

運輸管理系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)示意如圖1所示。

2 智能物流網(wǎng)絡(luò)中智能倉儲環(huán)節(jié)建設(shè)方向

2.1倉儲物資數(shù)據(jù)信息的可視化智能建設(shè)方向

在物流活動的整體流程中，倉庫是物資從源頭到目的地順利流通的中轉(zhuǎn)站。小、微物流企業(yè)信息化程度普遍較低，特別在倉儲環(huán)節(jié)中基本都還依賴于人工對物資出入庫進(jìn)行信息采集的工作，倉儲物資的庫存信息無法實現(xiàn)可視化的網(wǎng)絡(luò)查詢，更談不上對倉儲物資進(jìn)行有效組織、優(yōu)化配置[1]。在智能型的倉儲單元中，不僅僅是實現(xiàn)自動采集物資信息，還要與網(wǎng)絡(luò)相連，隨時把采集后的倉儲物資信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，進(jìn)行實時可視化的數(shù)據(jù)調(diào)整和指揮。具備自動感知、能自適應(yīng)并與外界平滑交互的智能化倉儲單元是提高物流整體操作智能化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2由傳統(tǒng)的“人找貨”升級為“貨找人”的高效智能倉儲模式

目前，物流產(chǎn)業(yè)鏈中的倉儲單元依賴于人工采集物資信息下的“人找貨”模式，不僅效率低下，而且出錯頻繁，貨物損耗大。在國家提倡提高國民工資水平背景下，加之通貨膨脹，勞動力成本的急劇增加己經(jīng)成為物流業(yè)迅速發(fā)展的瓶頸。非接觸式的RFID識別技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集，有助于加強(qiáng)物流企業(yè)中倉儲環(huán)節(jié)的信息化，提高物資出入庫及物資查詢盤點的工作效率。將RFID芯片嵌入叉車托盤或者直接貼在貨物上，作為物聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點，實現(xiàn)對倉儲物資的自動識別、追蹤、管理，構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)框架下的智能型物流倉儲單元。川另外，使用RFID技術(shù)的手持終端可以同時對多個目標(biāo)進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的掃描讀取物資信息，而傳統(tǒng)條形碼只能逐個貨物進(jìn)行人工近距離讀取，效率太低。

3物聯(lián)網(wǎng)在物流智能倉儲系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

3.1提高無線組網(wǎng)模式的便捷性

無線傳感網(wǎng)絡(luò)W SN與RFID技術(shù)的綜合運用是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)功能的必要條件，但是如果組網(wǎng)方式的復(fù)雜程度過高，易造成后期維護(hù)效率偏低。為此，本研究重新設(shè)定智能倉儲系統(tǒng)中智能倉儲管理單元的無線組網(wǎng)模式。通過采樣內(nèi)部局域網(wǎng)分布，將預(yù)留網(wǎng)絡(luò)端口與無線網(wǎng)進(jìn)行并聯(lián)[s]。在該系統(tǒng)中智能倉儲管理單元為信息傳遞的中樞區(qū)間，應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，實現(xiàn)庫區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)組間[2]。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息管理的現(xiàn)場防火墻配置，提高物流智能倉儲系統(tǒng)的安全性，提高物流倉儲管理的可靠性與穩(wěn)定性。

3.2引入LORA通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)由局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)組成。倉儲信息由無線技術(shù)聯(lián)系起來，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的信息傳遞效果，如2.4 GHz的WiFi、藍(lán)牙、Zigbee等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)也從2G拓展為4G，提高了物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞效率。然而這些技術(shù)本身優(yōu)缺點較為突出，在LPWAN技術(shù)應(yīng)用之前，遠(yuǎn)距離與低功耗的雙向技術(shù)指標(biāo)只能任選其一。而LPWAN技術(shù)可以在提高通信速度的前提下，兼顧通信能耗的問題，實現(xiàn)了更長距離的通信，并保持了更低的功耗，同時，還可節(jié)省額外的中繼器成本。而LoRa技術(shù)是基于LPWAN通信技術(shù)的延伸性開發(fā)，由美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。利用這一方案的技術(shù)優(yōu)勢，能夠以LoRa為核心通信技術(shù)，將全球免費頻段作為物流倉儲的通信基礎(chǔ)，進(jìn)而在433，868，915 MHz等頻道中交互物流倉儲信息，在較低能耗的前提下，提高物流倉儲信息傳輸效率。

3.3開發(fā)NB-IoT技術(shù)

NB-IoT是基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，目前NB-IoT已成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，而且其實際消耗帶寬極低，僅為180 kHz。物流倉儲管理系統(tǒng)中，如果無限提高帶寬只能增加管理成本。而NB-IoT技術(shù)本身的帶寬需求降低，因此，更加適合用在拓展信息量的過程中，降低信息管理成本。而且NB-IoT技術(shù)可直接部署于GSM，UMTS，LTE等網(wǎng)絡(luò)體系中，相應(yīng)的部署成本較低，完全可以適應(yīng)物流倉儲信息管理的實際需求，進(jìn)而通過平滑升級實現(xiàn)高速信息通道的全面構(gòu)建。因此，NB-IoT技術(shù)所提供的倉儲信息管理模式，能夠支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接中快速獲取交互信息，并支持超長待機(jī)時間，進(jìn)而達(dá)到物流倉儲管理設(shè)備對于網(wǎng)絡(luò)連接的實際要求，并保證高效連接輔助信息交互的應(yīng)用功能[3]。尤其NB-IoT設(shè)備的電池壽命可以延長10年以上，因此，可以在維護(hù)成本相對較低的情況下完善室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋，進(jìn)而為物流倉儲管理提供可行性更高的技術(shù)支持。

3.4提高貨物信息管理的狀態(tài)

如果要提升智能倉儲系統(tǒng)的貨物信息管理狀態(tài)，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“人找貨”模式，將其升級為“貨找人”的智能化倉儲管理模式。雖然在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能倉儲系統(tǒng)之后，極大提升了物流倉儲管理的時效性，但是基于RFID的手持終端設(shè)備仍然需要以核對貨物信息為鑒別條件。本研究建議將RFID技術(shù)與GPS技術(shù)相結(jié)合，通過在叉車托盤中標(biāo)附加并嵌入GPS追蹤器和RF工D芯片，以戶外信息作為物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點的信息獲取渠道，進(jìn)而在倉儲場地完成所有貨物信息的第一時間對接，通過構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)框架下的物流倉儲單元，達(dá)到“貨找人”的智能化倉儲管理目標(biāo)，進(jìn)而提升該系統(tǒng)的運行效率。

結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用正在各個行業(yè)中逐漸推廣開來，對物流行業(yè)中的倉儲環(huán)節(jié)信息化研究更是以后研究重點，本研究以一種原型系統(tǒng)為研究起點，重點針對倉儲中信息流滯后問題展開討論研究，綜合了物聯(lián)網(wǎng)各大技術(shù)如RFID技術(shù)，ZigBee技術(shù)等，集成了很多硬件設(shè)施的應(yīng)用，目的在于提高倉儲管理環(huán)節(jié)中底層數(shù)據(jù)的獲取效率，同時對原始數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行了深入分析，旨在從底層最原始數(shù)據(jù)的提取處理和原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換效率上提升信息流在整個倉儲系統(tǒng)的流轉(zhuǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬朝斐.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的智能倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計思考[J].技術(shù)與市場，2019，26（01）：133-134.

[2]劉軍，趙東杰，徐燕.基于物聯(lián)網(wǎng)的倉儲管控一體化系統(tǒng)實現(xiàn)路徑[J].中國流通經(jīng)濟(jì)，2018，32（07）：20-26.

[3]屈婷婷.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智能倉儲安全評價體系研究[D].武漢紡織大學(xué)，2018.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司物資分公司）