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【关键词】物联网;物流;智能物流
中图分类号:F06
文献标识码:A
文章编号:1006-0278(2013)03-169-01
当前,物联网技术迅猛发展,掀起了又一次信息产业变革的巨大浪潮,深刻地影响着整个社会体系。物联网技术,可对物流信息进行自动感知和采集以及智能处理和分析,能高效地管理和控制物流过程及业务,实现精准化、智能化和协同化的物流运作,对于提高现代物流、供应链的管理水平,降低成本,具有革命性划时代的意义。
一、物联网概述
物联网简称IOT(Internet of Things),是现代信息技术发展到一定阶段后,基于各种感知技术、现代网络技术、人工智能及自动化技术的一种聚合性应用与技术提升,是可标识物品基于标准、可互操作的通信协议,在宽带移动通信、下一代网络和云计算等技术的支撑下,形成的智能处理与决策的全球性信息系统。它具有感知识别普适化、异构设备互联化、联网终端规模化和管理控制智能化等重要特征。
二、智能物流的概念
智能物流系统(ILS)是物联网技术的典型应用,是由智能交通运输系统(ITI's)与移动通讯、云计算等信息技术相结合,以电子商务的方式为用户提供高效完善的物流服务。它是通过对物流信息的实时准确地采集、监控、处理和分析,为物流服务提供商和客户提供物流信息和服务的系统。
智能物流有以下几大特性:1.物流信息的开放性、透明性:大量信息技术的应用,海量物流信息的数据处理能力,以及物联网的开放性,使智能物流系统建立了一个开放性的管理平台和运营平台,这个平台既能是物流企业的合作伙伴形成动态的利益联盟,提供精准完善的物流服务,向上延伸和可以为上游客户提品市场调查、分析、预测,产品采购和订单处理,向下延伸又可以代收货款和产品的售后服务等。2.物联网方法体系的典型应用:物联网在某种程度上是提供了一种解决问题的方法体系,它的核心是物联、互联、智能。体现在智能物流系统上可以是:通过RFID射频技术、GPS技术、视频监控、互联网等技术实现对货物、车辆、仓储、订单的动态实时可视化管理,利用数据挖掘技术对海量数据进行融合分析,最终实现智能化的物流管理和高效精准的物流服务。3.物流与电子商务的有机结合:电子商务充分利用互联网和信息技术打通了制造商与渠道商、终端消费者之间的隔阂,最大限度地消除了信息的不对称,产品销售渠道商、经销商的作用在消弱,现代智能物流的职能在增强,物流服务本身也是商品的特种类型以电子商务的形式地供给为上下游客户。4.配送中心成为商流、信息流和物流的汇集乎都来自于物流。中心:原来,物流、商流和信息流是“三流分立”的,而信息化、社会化和现代化的物流配送中心把三者有机地结合在一起。从事配送业务离不开“三流”,其中信息流最为重要。实际上,商流和物流都是在信息流的指令下运作的。畅通、准确、及时的信息才能从根本上保证商流和物流的高质量与高效率。
三、智能物流体系的构建
物联网技术是以传感网、数据融合分析系统、智能决策系统等为特征的延长和增强了人类认知功能的方法体系,它主要由传感网、通讯网、决策应用层三个部分组成,物联网的核心是物联、互联、智能。智能物流系统应当是能够准确的采集物流车辆、货物、仓储等信息,又能与相关的网络资源互联互通,能够智能地分析客户的需求、规划物流方案、优化匹配运力等,同时又能辅助实现物流服务的网络化、电子化交易。
因此,基于物联网技术体系的智能物流系统(见图1)应当包括以下几个部分:
(1)智能物流管理系统:通过互联网、移动互联网、RFID射频技术、卫星定位技术等的运用,广泛建立包括订单处理、货代通关、库存设计、货物运输和售后服务等信息系统,最终实现客源优化、货物流程控制、数字化仓储、客户服务管理和货运财务管理的信息支持。(2)智能交通系统:智能交通系统主要是为智能物流系统提供道路动态交通信息、车辆位置信息、ETC不停车系统、道路应急处理系统等,主要是保证车辆高效的畅行和实时地监控和掌握车辆的位置运动状态。(3)物流电子商务系统:物流电子商务就是利用网络技术和电子支付系统等,实现物流服务的电子化、网络化、虚拟化交易,高效地为用户提供物流服务,从而为物流服务提供方实现收益。
关键词:智慧物流;区域;发展
一、智慧物流的含义、发展背景、现状及趋势
智慧物流就是传统物流与信息物理系统(CPS)相结合,是信息物理系统应用于物流领域所产生的一种新型物流业态。信息物理系统(CPS)是融合了互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术形成的技术体系,是物质世界互联互通、虚实融合的智慧系统,这个系统的产生与发展,给社会及国民经济各行业带来了巨大冲击,推动着包括物流业在内的各行业的发展创新。智慧物流的提出最早源于IBM(国际商业机器公司)公司2008年提出的“智慧的地球”概念,最初理解是在物流运作的各个环节都以信息技术为基础、纳入信息系统的控制之下,实现系统全面的感知、处理、调整,使物流更好地服务于社会。随着物联网(IOT)技术的发展与应用,我国于2009年提出了“智慧物流”概念,开始了智慧物流的探索与发展。随着“智慧物流”三大核心系统的发展,2017年以来,智慧物流已经成为业界高度关注的话题,无论是电商企业还是物流企业,都开始大力发展智慧物流。特别是各级政府也认识到智慧物流的重要性,开始推动智慧物流的发展。2009年国务院提出了“感知中国”建设战略,物联网被正式列为五大新兴战略产业这一。2010年,“智慧物流”入选物流业十大关键词。2016年,国务院常务会议决定“要推动互联网、大数据、云计算等信息技术与物流深度融合,推动物流业乃至中国经济的转型升级,这是中国物流业的‘供给侧改革’”。这标志着智慧物流的发展上升到国家层面。物流业是应用物联网技术最主要的行业,随着二者的深度融合,智慧物流已经进入全面发展的时代。主要表现在以下几个方面:一是信息感知、采集的技术与产品全面应用。仓储盘点、物流分拣、快递收件与配送等领域手持终端已经全面普及。特别是在快递领域,手持终端设备正在向与手机融合、小型化化方向发展。2018年物流领域手持终端产品产销量同比增长30%以上。二是人工智能技术得到深度探索与初步应用。物流机器人全面发展。仅2018年销量增长至少在2万台以上,同比增长50%以上。无人机、无人仓、无人港开始出现并快速发展。无人机配送网已经在江苏、陕西、云南、广东等地尝试常态化配送,预计目前物流领域参与货运、配送的无人机有1万架左右。从企业看,京东于2018年2月获得民航西北地区管理局的授牌,成为陕西省无人机航空物流多式联运创新试点企业,也是国内第一家以省域为范围进行无人机物流配送的国家级试点企业。2018年3月,京东无人配送站开始运营,可以实现无人配送中转。2018年3月,顺丰速递获得中国民用航空华东地区管理局无人机航空运营(试点)许可,可以在指点的授权空域内商业化运营。同年5月,中国邮政EMS水陆两栖无人机试飞成功,“饿了么”获准开辟中国第一批无人机即时配送航线,目前已有17条无人机航线,覆盖面积达到58平方公里。等等。无人驾驶货车开始上路进行测试,“无人配送车”开始在特定区域常态化运营,并在繁忙的市区继续进行配送测试。在青岛、厦门、上海,无人港码头空无1人,巨大的集装箱被稳稳抓起、平移、放下,无人驾驶车辆来回穿梭运输。三是仓储智能化水平不断提高。全自动化仓储系统已经日趋成熟完善,仓储系统是到目前为止物流智慧化水平最高领域。特别是在制造业物流领域,无人的全自动化物流系统发展最早,由于产品品类简单,产品包装标准,智慧无人化仓储已经越来越普及。四是大量物流装备已经接入互联网。据有关媒体报道:到2018年底,全国已有600多万辆道路运营车辆、近4万辆邮政和快递车辆、3000多座内河导航设施,近3000座海上导航设施使用北斗定位导航。使用GPS定位导航的货运车辆估计更多。这些接入互联网的货运车辆,以信息互联、设施互联带动物流互联,推动了智慧物流的发展。五是货运互联网吸引了大量资金投入。利用物联网打造的车联网,实现了货物运输的透明化管理,实现了货运资源优化整合与最佳配置,降低了车辆空驶率,提升了货物跟踪与追溯的信息化水平,是近几年来物流领域资本投资的热点,吸引了大量资金投入,资本聚集已呈饱和状态。目前,5G应用已经开始试点。随着人工智能的不断发展,传统物流领域各环节的自动化、智能化水平将迎来快速发展。
在制造业物流领域,自动化立体仓库、自动输送分拣系统、装卸、搬运机器人等将高速增长。物流系统网络化、智能化水平不断提高,将成为工业互联网的一部分。在电商物流领域,手持智能终端系统、智能终端自提货柜快速增长。在物流配送中心,智能拣选系统、机器人等也快速增长,智能化、网络化水平不断提高。在信息系统领域,大数据、云计算等与物联网不断融合,成为引导电商物流配送、整合物流资源、建立物流网络的神经系统。云仓储系统将得到较大发展。在商贸物流领域,仓储业转型不断升级,智能物流系统快速发展。带托运输、按托盘进行货物的定位与追踪、按托盘订货交货将快速增长。智能周转箱循环共用系统增速较快。在智能追溯领域,各项感知技术和自动识别技术如RFID、视频技术、传感技术、条码技术等应用更为广泛。物流技术装备的可视化、智能化水平不断提高,发展空间巨大。在“物流业+物联网”创新方面:智慧物流操作系统将开始应用,并推动全面的创新与升级。人工智能在物流系统各个环节得到应用并不断创新。区块链技术与物联网不断融合,推动供应链金融等领域应用与创新。物流领域大数据计算模式将不断创新,边缘计算、雾计算出现,会朝着实时/离线计算融合方向发展。机器视觉技术应用更为广泛,在仓储自动化、管理智能化方面发挥更重要作用。仓储柔性自动化系统和作业模式不断成熟,相关技术标准将得到全面推广。
二、智慧物流得到高度重视的客观必然性
智慧物流的产生源于物联网在物流领域的应用,目前尚处于研发推广期,还没有发展到大规模的应用阶段,之所以受到高度关注,在于:
(一)这是物流业在国民经济中的地位决定的物流业在国民经济中被定位为基础性、战略性、先导性产业,是融合了运输、仓储、信息、金融等产业的复合型服务业,在国民经济中处于十分重要地位。对于其重要性,有专家学者曾这样论述:在一个城市甚至一个地区,可以没有工业、农业,但绝对不能没有物流业。国家也十分重视物流业的发展,从出台《物流企业分类与评估指标》,到印发《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》,再到《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》,既彰显了物流业的重要性,也为物流业的又好又快发展提供了政策支撑。
(二)这是解决我国物流业目前存在问题的必然途径我国虽是世界第一物流大国,但也存在着物流成本高物流效率低的突出问题。据统计,我国的物流成本占GDP的比重在14%左右,而欧美等发达国家则在8%~10%之间。存在这一问题的主要原因,主要在于物流各个环节存在信息不对称、资源利用率运营效率低、人工成本高等诸多因素。要解决这一问题,必须推进互联网与物流业的深度融合,利用现代信息技术,整合集约物流各环节资源,不断提高运营效率降低运营成本。同时加大物流设施装备升级改造力度,提高物流机械化、自动化、数字化水平。
(三)这是信息化时展的客观要求信息时代信息和信息化是社会发展的基本动力,数字化、网络化、电子化是信息社会新的经济运行模式。《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》以来,各行业各领域与信息化的融合不断深化,转型升级不断加快,信息化助推经济发展的作用凸显。在社会信息化水平日趋提高的环境下,物流业智慧化水平水涨船高是客观必然。
三、区域推动智慧物流发展的对策建议
智慧物流的发展显然还处于初级阶段,还很不充分。尽管如此,智慧物流发展不平衡的问题已经显现。这种不平衡主要表现为,东部、南部等经济发达地区的物流企业的智慧化水平明显优于中西部、北部等经济欠发达地区。既使在同一行政区域内部,经济条件优越的地方物流企业的智慧化水平也高于经济条件弱的地方。为了不输在“起跑线”上,各地政府不同程度地把推动智慧物流发展提上了议事日程。根据多年来的学习、考察及思考,同时借鉴了有关专家学者的研究成果,对各级政府如何引导推动本区域内智慧物流的发展提出以下建议。
(一)推进行政管理体制创新从业务角度看,智慧物流涉及工信、交通、商务、科技等部门。从现行的管理体制看,对物流的管理却比较分散,各地政府主管部门并不统一。有的发改部门管理,有的交通部门管理,有的商务部门管理等等。这种多头管理的方式,造成了管理职责不清晰、投入分散、办事效率低下、信息不对称等问题,不利于智慧物流的发展。为了解决上述问题,需要将管理物流的职责进行集中。为此,有的地方政府成立了物流局(办),作为政府管理物流的职能部门,有的地方成立了物流工作专班,将过去的分散决策、分散投资统筹起来,为物流企业发展提供最优的资源、最短的流程,全力引导推动智慧物流有序快速发展。上述创新做法,取得了较好效果,值得各地学习借鉴。另外,最好将既懂信息化又熟悉物流运作的专业人才充实到行政管理队伍中,用专业的人管专业的事。
1物联网的应用研究现状
1.1物联网的应用研究
物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、体育竞赛与体育训练、教育培训、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域[3]。
1)物联网在社会经济与生活中的应用杨子江(2010)提出物联网对环境保护的推动作用,认为借助物联网技术可对生产的节能减排进行全程监控。王粉花等(2010)研究以物联网中无线通信技术为基础的人体运动状态监测系统的设计方案,以满足老龄人护理需求。朱小妹(2010)设计了基于物联网技术的农业生产智能管理系统,通过在各农作物领域应用传感器,实现各种数据的自动采集。李卢一(2010)基于对物联网研究现状的把握,探讨物联网在构建智能化教学环境、丰富实验教学、辅助教学管理、拓展课外教学活动方面的作用。李胜广(2010)提出将物联网技术应用于城市应急预警系统中,实现感知城市的功能。王建冬(2010)提出物联网的出现催生了第四代生产业,提出生产业发展的4阶段模型,其技术维度依次为数字计算机、微机、互联网与物联网。物联网在企业方面的应用研究:贾凯(2005)搭建了物联网在医药流通中的应用框架。刘建生(2007)分析了基于物联网的药品流通流程再造措施。温平(2010)设计了基于物联网技术的新型干法水泥生产设备运行状态监测系统,监测设备的温度、振幅,实现信息的及时上报与报警。梁正平(2010)提出基于三维编码的全流程食品追溯系统,结合物联网技术,实现信息的采集与查询和追溯。朱帅(2010)在“物联网对未来零售业的影响”一文中提出“技术催生革命”、“信息分析是增值点”、“机遇和挑战并存”。此外,不少学者也从不同角度就物联网自身发展进行了研究。焦泉(2010)阐明物联网与知识产权的关系,提出加快我国物联网知识产权保护创新的思路。宁焕生(2010)提出中国物联网网络管理协议结构(RFID-MP),为中国物联网的架构、信息服务系统和网络管理协议的发展和研究提供了参考。顾晶晶(2010)设计了基于无线传感器网络拓扑结构的物联网定位模型。杨斌(2010)提出基于面向服务架构(SOA)的物联网企业应用基础框架,该框架利用射频标识构建的物联网对企业产品全流程进行监控,通过SOA实现海量数据资源共享和高效利用,为企业资源整合提供一种可行的解决方案。张云霞(2010)对物联网领域现有商业模式进行分析,指出适合电信运营商的物联网商业模式。这些研究都为我国当前物联网产业的发展提供了探索的思路。
2)物联网在物流方面的应用
物联网在物流方面的应用主要集中在物联网对物流的影响以及物联网在物流操作、物流信息及供应链物流管理等方面的应用。关于物联网对物流的影响,赵昱(2010)展望了物联网对物流活动的影响。王继祥(2010)提出物联网在物流业中的应用,包括:产品的智能可追溯网络系统、物流过程的可视化智能管理网络系统、智能化的企业物流配送中心、企业的智慧供应链。沈旭明(2010)提出物流属于物联网带动产业,提出智能物流的概念。左斌(2010)提出物联网时代物流企业的转型升级为供应链网络管理组织的主导企业,物联网催生新的物流运作模式———专业化“物联网服务商”。戴定一(2010)认为物联网时代的“智能”是基于网络的,或者说是依托“基于网络的集中式数据处理和服务中心的”;物联网促进物流智能化;“数据中心”是网络经济社会的一个创新的经济主体,存在“商务模式”运作等困惑。关于物联网技术在物流操作中的应用,潘金生(2007)提出基于物联网的物流信息增值服务。朱文和(2010)提出基于物联网技术实现供应链全过程的智能化物流配送服务。李霞(2010)分析了物流信息技术与物联网的关系。薛飞(2010)提出把物联网融入物流园区的建设中,利用物联网在不同物流园区间搭建一个互通互利的网络结构。王晓亮(2010)提出物联网可用于我国铁路运输的客票防伪与识别、站车信息共享、集装箱追踪管理与监控及仓库管理。物联网在物流信息系统中的应用,一方面表现为RFID技术在物流中的应用,另一方面为基于物联网的物流信息系统的设计。罗秋科(2007)提出EPC(ElectronicProductCode,产品电子代码)系统及其在现代物流中的应用。余雷(2006)提出基于RFID电子标签的物联网物流管理系统。王德玉(2007)提出RFID技术在军事物流领域的应用研究。ChristianDecker(2008)设计了SmartItems(智能物料项目)应用于供应链管理。Vin-cent(2009)研究了RFID与物联网的关系,提出二者有助于救市。金鑫(2010)提出RFID发挥优势物联网助力春运,实现车票实名制管理。王烨(2010)提出基于RFID技术的物联网在物流安全领域的应用。荆心(2010)研究基于物联网的物流信息系统体系结构。俞灵(2010)提出港口口岸物联网体系结构规划设想。AntonioJ设计了基于物联网的医院智能信息系统,用于检测过敏及副作用。ReinerJedermann提出基于智能嵌入式标签物流中泛在计算的应用。在供应链物流管理方面,樊世清(2010)讨论物联网对供应链管理的影响。李旸(2010)提出物联网对商业银行供应链金融产品的影响。毕明光(2010)提出基于物联网技术的物流供应链研究。张佶(2010)提出物联网提升纺织供应链管理水平。周受钦(2010)提出“物流装备物联网”的概念,即物流装备智能化加上传输网络及管理系统与运营系统。
1.2我国物联网应用研究现状评述
我国对物联网的发展与应用的研究非常多,这些研究丰富了物联网的理论研究领域,对我国物联网的理论体系完善起到添砖加瓦的作用,满足了当前我国物联网发展的特定需求。
1)上述文献中提出的主要观点本文仅对物联网应用方面的文献作梳理,未涉及大量关于物联网技术的文章。上述文献从物联网应用的各个角度展开,形成一些明确的、共识性的观点:①物联网的广泛应用将是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息革命,或称为信息产业革命的第三次浪潮;②互联网与物联网的整合,改变了人类的生产和生活,实现全球“智慧”状态;③物联网带来了新的产业革命,可利用物联网信息通信技术改变未来产业发展模式和结构;④作为信息技术与网络技术,物联网可广泛应用于各行各业,实现信息的共享、反馈;⑤物联网将是一个新兴产业,物联网产业是具有万亿元级规模的产业;⑥当前我国物联网发展的障碍集中于安全、成本、效率、标准化、整体规划等方面。总体而言,文献较客观地描述了我国当前物联网的发展现状,阐述了发展物联网的益处,对我国未来物联网产业的发展前景进行预测,同时探讨了物联网在各行业、各领域的应用方向。此外,关于物联网的应用研究角度非常丰富,研究人员众多,不仅限于高校、企业,还包括政府人员;同时研究视角奇特,既包括新兴低碳经济与物联网的关联,也包括传统的科学发展观、与物联网的关系分析。
2)研究可能存在的不足物联网毕竟是新兴事物,因此,不可否认当前物联网理论与应用研究的作用与贡献。但是也应看到上述研究的不足,总体表现为研究内容较空、雷同,学术界对此的讨论非常热烈,但是多浮于表面,实践应用不足。部分研究仍然仅着眼于物联网的基本概念和细微的应用点,研究内容也不够深入,仅是对物联网技术的套用。部分文章文不对题,对物联网的分析、应用有些牵强附会。应用研究性的文章“为应用而应用”,缺乏应用的基础分析,提出的措施空泛。物联网应用性文章研究从点着手,但是也仅限于点,而非线、面。例如研究主题为“物联网应用于物流管理”的多数论文仅是对采购、生产、配送、销售、回收(召回)等供应链过程各个环节的监测,缺少全过程的协作,同时侧重于信息的共享,缺失物联网产业链各主题对实物智能管理的协作。研究物联网技术应用于监测,而无后续支持:仅是安全防范,未能做到控制处理。多数论文均将物联网作为信息技术和网络技术进行分析,对物联网商业模式与产业运营的研究较少、较浅。关于物联网产业链中物流配套支持的理论研究较少。
2对物联网的认识
关于物联网的现实存在性、必要存在性和物联网的重要性,学术界和企业界依然存在不同看法。借鉴互联网的发展,本文认同物联网存在的必要性,认为其发展大有前途。物联网的信息技术、政府关注都不再是问题或者障碍,同时随着突发事件、消费者便利性、企业的合作、智能化控制等方面的需求,物联网由此应运而生,满足基于智能物体处理与互联的网络需求。当前关注的不应该是物联网的机遇,而是如何引导、创造物联网市场需求。在一些高端领域,如军事、医药、应急体系中率先开展物联网的理论和实践研究,在技术、经济、管理等方面先行先试,从而为未来物联网的普遍实施奠定理论基础和实践经验。关于物联网的本质(或者特征),从以下几方面进行探讨。
2.1物联网技术的综合性
物联网技术包括信息、网络以及IC技术,这些是业界公认的,同时物联网还是一项经济技术与管理技术的交叉学科。要成为真正“物物相连”的网络,前期投资非常大,在关键领域的物联网实践可能要面对高投入低产出。此时物联网的应用研究应更多关注其适用性与实用性,而弱化其经济学效用分析。随着未来物联网呈现为“泛在网”,物联网将涉及各行各业和千家万户,而控制区域物联网的经济运营就成为经济学者亟待解决的难题[4]。物联网“泛在网”的万物智能管理也存在同样的问题。
2.2物联网是未来经济发展的外部环境
物联网的性质和运作类似电子商务,都是提供了一个经济发展的平台和商务环境。物联网具有服务(应用)功能,因此可将物联网划分为第4代生产业[5]。物联网开创了一种新的商业模式,主要反映为新的产业链,其实用性和盈利性必须得到关注和体现。物联网作为一种新的商业模式,其研究应侧重经济学角度,即引导、扩大规模性的需求。在当前物联网商业模式的确立与发展中,政府发挥着引导作用,可促进在国家公共领域(交通控制、应急管理等)物联网技术和管理对程序性的事务实践的应用,为未来民用、市场化的物联网实践积累经验。
2.3物联网表现为一种网络集合
物联网是万物相连的网络,是信息网络和实体网络的集合。其中信息网络是万物信息流的载体,物体实体网络是万物发生关联时的实物移动网络,其部分与现有物流网络重合。物联网运营的目的是万物智能处理,智能信息是手段,物体控制是过程,物体处理是结果。物联网的实质是一个网络,其信息网络和实物网络都是物联网运营的经济网络。在物联网运营中网络应发挥实物信息沟通与实务移动功能,规模经济是物联网物流的经济学原理,在未来物联网规划上应加强物联网基础设施的建设。
3辨析物联网与物流的关系
基于上述分析,将物联网看成一种社会经济发展模式和独立的产业来看,物联网与物流的关系就较明确了。物联网与物流的关系如同电子商务与物流的关系,主要表现为物流支持物联网各种物的移动(处理)活动,同时物联网产业扩大物流的服务市场以及物联网对智能物流发展的推动。物联网对智能物流发展的推动表现为当前物联网技术在物流中的应用。
3.1物流管理支持物联网的运作
物流是最早接触物联网理念的行业之一,RFID、EPC技术也都在物流领域有实践应用。在物联网这种新的信息环境、产业结构和商务模式下,物流发挥着实物流通的基础设施、派生需求与支持服务的作用。物联网借助信息技术和网络技术,将万物相连,实现对物的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网中对物的智能处理要求物是移动的、流通的,而不是固定不动的,这就需要物流节点、运输线路等支持物的转移与暂存之间的协调,甚至会需要物流中心这样的大型物流节点实现区域内物联网物的智能处理的全部活动。因此由物流节点与运输线路构成的物流网络是物联网运作的基础设施。物联网的价值不是表现为可传感的网络,而是各个行业的参与和应用。物联网应用需根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发,提供满足不同行业的需求,诸如平安家居、智能消防、环境监测、老人护理、食品溯源等。物的智能管理是各个行业物联网运作的本源性需求,这些智能管理相应地产生物的操作,例如转移、加工、回收或召回等活动,并继续派生出运输、储存、配送、流通加工等物流活动。物联网任务的完成派生出大量的物流活动,物流表现为物联网运作的派生需求。物流的本质是一种服务,实现物的迅速流转,物流管理在物联网运作中亦发挥服务支持的作用。随着制造业的全球化,产品的生产制造、流通扩大到了全球范围,因而基于制造产业的物联网不可避免地涉及到零部件及成品的全球化供应链物流管理。物联网与企业供应链管理的融合将成为企业信息发展的趋势,物联网的应用将进一步推动供应链各个环节间的无缝集成和产业间的整合。物流作为供应链管理的主要内容之一,其在物联网的服务支持表现为:一是在具体节点、区域内以及区域间物流活动,支持物联网的具体物的操作,二是通过物流外包实现物流服务的专业化,三是跨区域物流的物流企业协作,以降低服务成本。
3.2物联网产业扩大物流的服务市场
物联网是“物物相连的互联网”,可以理解为:物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;物联网的用户端延伸和扩展到任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是基于互联网的应用,其所到之处皆有可能成为物流服务的市场或者潜在市场。物联网产业扩大物流服务市场表现在3个方面:1)物联网产业本身的发展需要物流服务。物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业,目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别一系列产业的同步发展。随着物联网产业的芯片制造、工程实施、平台建设与系统运维的逐步推进,将形成完善的物联网产业链。物联网产业链涉及大量的物资采购、安装,随之将产生巨大的物联网工业物流服务需求。2)物联网应用带来的物流服务需求。物联网不是孤立的网络或平台,应用是其根本,物联网的应用范围几乎覆盖了各行各业。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛,潜在市场规模巨大。物联网的这些应用领域都涉及物的智能处理,因此可以看成是物流服务的需求方。3)基于物联网应用带来的新的物流服务需求。物联网的发展给人们的生活带来方便,降低了生产成本。从价值工程的角度看,物联网的“价值”是“对象所具有的功能与获得该功能的全部费用之比”。只有不断提高其功能,降低成本,物联网的“价值”才能提高,该产业才能够得到更好的发展[6]。当前与未来物联网的应用主要侧重关乎国计民生的领域,例如国防军事、环境监测、智能电网等。物联网的应用需要高服务质量的物流支持。一方面需要物流附加增值活动满足特定领域的智能管理,另一方面需要跨地域的物流协作来降低物联网的运作成本。
3.3物联网与物流网络结合,实现物的智能化管理
物联网的目的是追求物的智能化处理,是通过标识物体属性、识别属性、转化为信息、采集信息、信息传输、信息处理以及发出指令等动作实现的,最终达到对物体的实时在线监测、定位追溯、信息联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、决策支持等管理和服务功能[2]。物联网实现对万物的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化,因此,物联网运作是具有经济性的管理活动。虽然物联网管理的媒介是信息,但是管理的对象是实物。物联网的信息共享与处理是借助互联网络实现的,而具体到实物的智能化管理则需要借助物流网络的支持。物流网络作为基础设施,保障物品流通过程中的集中存储、集并运输与共同配送的组织与操作,实现物流管理的规模优化目标。对于物联网应用企业而言,适宜的物流管理外包与物流网络的完善,可以实现物流的专业化分工和规模化运作,从而降低整个物联网应用企业的运营成本。与其说物联网是网络,不如说物联网是业务或应用,物联网是基于互联网应用的拓展[7]。物联网通过信息网络将需要的物品相连,并将智能化的操作指令反馈于物品,其运作与物流网络密切相关。物流网络包括3个层面[8],即物流基础设施网络、物流信息网络和物流组织网络,它们与物联网有着千丝万缕的关联。从技术架构上来看,物联网可分为3层:感知层、网络层和应用层[2]。感知层是物联网的神经末梢,负责物品的识别和信息采集。而物流基础设施网络由物流节点和运输线路构成,其是物品流通活动与物流活动的载体。物联网感知层需涵盖物流基础设施网络的各个节点与线路,从而同时获得物品在流通过程和物流过程的初始信息和过程信息。物流信息网络不仅传输物流信息,同时与供应链其他企业进行信息交互,其与物联网中的网络层相吻合。应用层是物联网和用户的接口,实现物联网的智能应用。而物流组织网络是物流企业与其他企业实现协调与统一的平台。物联网应用层为物品提供智能化的管理方案,必然需要物流组织网络中各方的参与与支持。简而言之,物联网通过互联网信息平台实现物物相连,物流网络构成物联网运作中实物操作的基础设施和组织管理网络,物联网、互联网、物流网络“三网合一”,三者协作共同实现物体智能管理的目的。
物联网是指通过红外感应器、射频识别技术、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任意物品与互联网连接起来,进行信息交换与通讯,来实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网。主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。
物联网主要有三层架构:感知层、网络层和应用层。感知层主要实现采集信息,捕获信息和物体识别。网络层主要实现信息的传送和通信。应用层主要包括各种各样的应用。物联网的四个关键性应用技术:无线射频识别技术、传感技术、智能技术以及纳米技术。物联网的应用模型:一是基于 RFID 的应用架构,主要应用是把移动和非移动资产贴上标签,实现各种跟踪和管理。二是基于传感网络应用的架构,主要是指无线传感网络(WSN),此外还有视觉传感网(VSN)、人体传感网(BSN)等其他传感网。三是基于 M2M 应用架构,包含 EPC Global 和 WSN 的部分内容,也覆盖了有线和无线两种通信方式。
我国物联网发展主要制约因素有:标准化问题,标准难以统一,制约了物联网的规模化发展;产业链较为零散,缺乏推动行业物联网的主导力量;成本问题;信息安全问题;商业模式发展不合理等问题。
二、物联网在我国现代物流发展中的作用
物流业运用物联网的主要过程有:信息的标识和采集,协同信息处理,泛在融合阶段。形成物流过程的可视化智能管理网络,实现企业的智慧供应链管理。率先使用物联网的行业是奢侈品、汽车等高附加值的产业物流领域,而大宗商品如粮食、油品等也会逐步运用。随着物联网技术的进一步推广,将形成以物联网物流供应、联网与结算为一体的销售终端或交易中心,继而出现专营物联网产品的智能超市。
我国现代物流业应用物联网技术的制约因素是:技术不成熟或者存有缺陷,应用成本高的问题,物流信息的安全问题,缺乏可持续的商业模式,物联网的管理及技术标准的统一问题,国际间合作协调问题,公众的普及等问题也都制约着物联网的应用。
物联网对于我国现代物流的发展具有重大意义。第一,物流网将开启物物信息共享交互的信息化新时代,物联网技术将推动现代物流快速发展。现代物流业的迅速发展离不开信息技术的大力支持,物流信息化是现代物流的重要特征,物流信息系统是现代物流管理的重要组成部分。第二,物流业务的灵活管理集成构成现代物流的重要需求。在物联网环境条件下,物流业务将不可避免地出现多样性。针对物流业务的不确定性,要求有相应的理论方法、技术工具对其进行支持,实现物流业务的敏捷管理集成。第三,敏捷化业务管理需要灵活的软件架构和智能化功能来支撑。将其用于应急物流管理,可以快速地为其组织相关业务完成管理并在必要时将流程确定下来。
三、物联网技术实际应用探讨
从应用模式的角度,物联网的应用可分为三类:一类是垂直的应用模式,这一类行业特征是物联网的应用是与行业内部的生产和业务流程紧密结合。第二类是行业共性平台模式,这一类行业是具有明显的共同特征,碎片化企业难以规模发展,需要公共平台的支持和服务。第三类是公共服务模式。
物联网技术在仓储业应用:RFID技术应用快速发展,感知技术集成应用快速发展,无线网络与通信技术将得到应用,无人搬运车与智能机器人将融入仓储物联网,仓储物联网将出现互通互联。
物联网在中国物流行业应用的发展历程
物联网的发展是一个从信息自动提取、信息整合、物品局域联网、局部系统的智能服务与管控等向全网融合的逐步深化的过程。在中国,物流行业物联网技术的应用经历了三个阶段。
(一)启蒙阶段(2003~2004年)
在启蒙阶段,物流行业物联网的应用是从两个独立的技术路线开始探索的,一是基于RFID/EPC的技术路线,二是基于GPS/GlS的技术路线。
1999年,国际上在RFID/EPC的基础上提出了物联网概念,2003年1 1月,EPC global成立,同年,基于RFID/EPC的物联网概念引入中国,在中国成立了EPC global的分支机构。2004年4月,中国举办了第一届EPC与物联网高层论坛,10月,举办了第二届EPC与物联网高层论坛。同年,关于物联网的图书首次在中国出版。在这一时期,中国物流领域掀起了第一轮物联网概念炒作与应用的小,组织了一系列关于RFID/EPC的会议,一些关于RFID技术与应用的杂志与网站开始创办,人们对RFID技术在物流行业应用也寄予厚望。在物流领域,基于RFID技术的解决方案、应用案例不断涌现,智慧化的物流系统开始出现。
GPS/GIS技术与物流可视化管理系统的理念,大约从1999年前后在国内物流领域开始探讨和报道,自2001年开始探索GPS在物流货运监控与联网管理上的应用,2003年开始出现一些成功的应用案例。这一阶段是应用GPS/GIS感知与定位技术结合互联网技术,对移动中的物流运输车辆与货物实现联网、跟踪、定位、调度、配货等智能管理与运作,初步具备了物联网的特征,但是当时这一技术路线及其应用案例并未纳入物联网理念范畴。
(二)起步发展与探索阶段(2005~2009年)
虽然物联网在物流行业的发展一开始就遇到了很多问题,但是人们并没有停止物联网在物流行业应用的探索。如:针对RFID芯片成本问题,一方面通过加快技术创新,不断降低RFID芯片成本,另一方面,物流行业也结合实际探索RFID技术应用模式,消除成本带来的影响。
其中最为典型的应用是“中国集装箱电子标签系统”在航运“物联网”项目中的应用。“集装箱RFID货运标签系统”通过RFID无线射频识别技术与互联网的有机结合,可为货主、港口、船公司、海关、商检等相关单位提供集装箱实时状态信息,对提高集装箱运输的安全水平和运输效率具有重要意义。
除了以集装箱为单元的物联网应用,很多企业还在探索以更小的物流单元――托盘物流单元为终端节点的物流行业物联网系统。比如,烟草行业对全行业使用的托盘均要求嵌入RFID标签,实现烟草物联网应用。
在GPS/GIS方面,为了实现智能调度、可视化运输管理,很多企业建立了基于互联网的物流运输GPS追踪系统,从而实现对全公司所有车辆在全国各地移动过程中的感知、定位、追踪与智能调度管理。社会的物流信息平台,也借助这一技术,对在途车辆提供在线配货信息服务,实现回程空车可就近配货、在线监控与管理,从而实现货运物联网应用。
(三)理念提升阶段《2009年至今》
2005年11月17日,国际电信联盟(ITU)借用了原来基于RFID/EPC技术提出的“物联网”概念,从更广泛的角度提升了物联网理念,了《ITU互联网报告2005:物联网》,宣布了无所不在的“物联网”通信时代来临。得益于ITU在2005年的以物联网为标题的年度报告,物联网理念得到了全面提升,形成目前以感知技术、网络通信技术和智能应用技术为核心的三大物联网本质特征。
围绕三大本质特征,目前物联网感知技术更加丰富,除RFID技术以外,面向所有感知技术开放,凡是能够起到自动感知的技术体系都可以纳入物联网感知技术体系,目前常用的传感技术、RFID技术、GPS卫星定位与识别技术、视频识别或机器视觉技术等都可纳入物联网终端感知技术体系;网络方面,互联网、传感网、局域网、电视网、电信网也在走向融合,可纳入物联网网络技术体系;智能应用则更加广泛,打开了智能物流发展创新的空间,一个智慧物流的时代正向我们走来。
物流申的物联网技术
(一)物联网概念与主要技术体系
目前物流行业大多数人认可的物联网定义为:物联网是“物物相连的互联网”,即通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。
物联网的特征主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的物~定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应该具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
(二)物流中应用的物联网主要技术
根据物联网的特征来划分,物联网主要有三大技术体系,一是感知技术体系;二是通信与网络技术体系;三是智能技术体系。下面结合其在物流行业应用情况进行分析。
1、物流业常用的物联网感知技术
为了对物流中的“物”进行识别、追溯,常采用的是RFID技术、条码自动识别技术:
为了对物流中的“物”进行分类、拣选、计数,常采用的是RFID技术、激光技术、红外技术、条码技术等;
为了对物流中的“物”进行定位、追踪,常采用的是GPS卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、RFID技术,车载视频技术等;
为了对物流作业中的“物”进行监控,常采用的是视频识别技术、RFID技术、GPS技术等:
为了对物品,尤其是特殊物品的性能及状态进行感知与识别,常采用的是传感器技术、RFID技术与GPS技术等:
综合来看,在物流行业目前最常用的物联网感知技术主要有RFID技术、GPS技术、传感器技术、视频识别与监控技术、激光技术、红外技术、蓝牙技术等。
2、物流行业常用的物联网通信与网络技术
在区域范围内的物流管理与运作的信息系统,常采用企业内部局域网直接相连的网络技术,并留有与互联网、无线网扩展的接口;在不方便布线的地方,常采用无线局域网技术;
在大范围物流运输的管理与调度信息系统,常
采用互联网技术、GPS技术、GIS地理信息系统技术相结合,组建货运车联网,实现物流运输、车辆配货与调度管理的智能化、可视化与自动化:
在以仓储为核心的物流中心信息系统,常采用现场总线技术、无线局域网技术、局域网技术等网络技术;
在网络通信方面,常采用无线移动通信技术、3G技术、M2M技术、直接连接网络通信技术等。
综合分析,物流行业为了使移动或存储中形态各异“物”能够联网,最常采用的网络技术是局域网技术、无线局域网技术、互联网技术、现场总线技术和无线通信技术。
3、物流行业物联网常用的智能技术
在企业厂区的生产物流物联网系统,常采用的智能技术主要有ERP技术、自动控制技术、专家系统技术等;
在大范围的社会物流运输系统,常采用的智能技术是数据挖掘技术、智能调度技术、优化运筹技术等;
在以仓储为核心的智能物流中心,常采用的智能技术有自动控制技术、智能机器人技术、智能信息管理系统技术、移动计算技术、数据挖掘技术等;
以物流为核心的智能供应链综合系统、物流公共信息平台等领域,常采用的智能技术有智能计算技术、云计算技术、数据挖掘技术、专家系统技术等智能技术。
综合来看,物流行业物联网常用的智能技术有智能计算技术、云计算技术、移动计算技术、ERP技术、数据挖掘技术和专家系统技术等。
物联网技术在物流业的应用状况分析
(一)感知技术应用状况
在中国物流信息化领域,应用最普遍的物联网感知技术首先是RFID技术。RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用,RFID技术主要用来感知定位、过程追溯、信息采集、物品分类拣选等。
其次是GPS/GIS技术。物流信息系统采用GPS/GIS感知技术,用于对物流运输与配送环节的车辆或物品进行定位、追踪、监控与管理;尤其在具有运输环节的物流信息系统,大部分均采用这一感知技术。
视频与图像感知技术居第三位。该技术目前还停留在监控阶段,需要人来对图像分析,不具备自动感知与识别的功能,在物流系统中主要作为其他感知的辅助手段,也常用来对物流系统进行安防监控,用于物流运输中的安全防盗等,这一系统往往会与RFID、GPS等技术结合应用。
传感器的感知技术居于第四位。传感器感知技术及传感网技术是近两年才在物流领域得到重视与应用的技术。目前,传感器感知技术也是与GPS、RFID等技术结合应用,主要用于对危险物流系统、粮食物流系统、冷链物流系统的物品状况及环境进行感知。传感技术丰富了物联网系统中的感知技术手段,在食品、冷链物流和危险品物流具有广泛应用前景。
扫描、红外、激光、蓝牙等其他感知技术在物流领域也有少量应用,主要用在自动化物流中心自动输送分拣系统,用于对物品编码自动扫描、计数、分拣等方面,激光和红外也应用于物流系统中智能搬运机器人的导引。(注:上述扫描指自动输送分拣机上的条码扫描,不包括手持终端的条码扫描)。
各类感知技术在物流业应用情况如图1所示。
根据对相关资料的统计分析,多项感知技术集成应用的情况也较多,如RFID技术与传感器技术结合、GPS技术与RFID技术结合、车载视频与GPS技术结合等。
(二)网络与通信技术应用状况
现代物流的特点是系统化和网络化,目前,物流系统全部是网络化的运作,很少有物流系统是点对点的单线管理与优化。因此,物流信息化的最大趋势是网络化与智能化。
在物流系统中,企业内部的生产物流管理系统往往是与企业生产系统的运作与管理相融合,物流系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部物流系统的网络架构,往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。
在物流公司,面对大范围的物流作业,由于货物分布在全国各地,并且货物在实时移动过程中,因此,物流的网络化信息管理往往借助于互联网系统与企业局域网相结合应用,但也有企业全部采用局域网技术。
在物流中心,物流网络往往基于局域网技术,也采用无线局域网技术,组建物流信息网络系统。
在数据通信方面,往往是采用无线通信与有线通信相结合,新的物流信息系统还大量采用了3G通信技术等先进的技术手段。
根据对物流信息化案例的不完全统计,采用互联网技术的占68%,采用局域网技术的占63%,采用无线局域网技术的占24%,有的系统采用多种网络技术,如图2所示。
(三)智能管理技术应用状况
根据对相关资料的统计分析,目前,物流信息系统能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多,物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用,专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。只是在企业物流系统中,部分物流系统可以做到与企业生产管理系统无缝结合,智能运作;部分全智能化和自动化的物流中心的物流信息系统,可以做到全自动化与智能化物流作业。
几种重要的物联网技术在物流业的应用领域与前景
(一)RFID技术在物流业的应用领域及前景
RFID是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体,并可同时识别多个标签,操作快捷方便。
1、RFID技术在物流业的应用
在物流领域,RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。大量使用RFID电子标签可以提高整个供应链和物流作业管理水平。RFID在物流业的重点应用方向包括:货运集装箱追踪与管理;道路货运车辆的跟踪与管理;托盘等装载设备的跟踪管理;配送中心管理;航空集装设备、货物追踪及行李管理;机场货运车辆的智能调度与管理。
2、RFID技术的应用前景分析
物联网的发展给RFID在物流业应用带来良好的发展机遇。随着物联网技术的发展,在物流领域,RFID的应用将会由点到面,逐步拓展到更广的领域。据中国RFID产业联盟和计世资讯(CCW Research)预测,物流领域的应用将是中国RFID市场增长最快的领域之一,主要体现如下:
(1)医疗与药品智能追溯系统进入成长期。医疗领域的RFID市场已基本完成培育期,正在进入成长期,在医疗领域采用RFID可以用生机勃勃来形容,几乎每一个RFID项目都可以立即得到回报。
(2)食品卫生和动物疾病防疫领域发展迅速。食品卫生和动物疾病防疫等安全问题为RIFD的大规模普及提供了契机,采用RFID标签,组建智能追溯的食品物联网体系,可以监控贯穿食品和药物供应
链的实时信息,对动物的原产地和疾病进行追踪和控制。
(3)智慧物流与供应链市场需求可观,但对技术的要求则比较高。智慧物流供应链管理对RFID的市场需求量十分可观,只是目前还受种种因素的限制。通过识别每一个货品、货箱及托盘,RFID标签为运营商提供了清晰了解分销链的能力,从而识别任何一件货品,检查货品状态及来源史,并将货品发送到供销网络中的任何地点。
(4)资产与物品仓储管理的增长将使闭环应用成主流。越来越多的企业开始考虑如何将RFID用于闭环应用。目前的IT资产管理就是一种RFID技术在闭环的应用,通过部署RFID系统来跟踪资产设备,可以更安全地追踪到设备的位置及使用者的身份,能避免因设备丢失造成的损失,并能保持敏感数据的安全性。RFID技术还可用于跟踪生产环境中的工具和用品及工厂内的消耗物品。
(5)与电信技术的融合衍生出了NFC等新领域。电信技术与RFID技术结合可为各行业建立物联网与信息化最后1公尺的建设提供开放、标准化的基础,极大地节约社会资源,创造经济效益。目前一些管理市场化水平比较高、信息化基础比较完善的行业,将成为RFID通信技术应用的先行行业,比如电子支付、物品管理、物流管理、生产制造、安全控制等领域的应用潜力都比较大。
总之,RFID技术在物流信息化领域应用市场前景广阔,物联网技术的发展更为RFID技术在物流业的大规模应用创造了良好的市场环境。
为了抓住RFID市场机遇,笔者建议,企业在物流业RFID技术应用的开发方面瞄准下列六个方向。
(1)针对物流行业应用RFID技术进展缓慢的现状,支持开发适用于各种物流环境的特种电子标签,包括各种材质的托盘、周转箱标签、集装箱标识标签、温度传感标签、堆场定位标签、车辆标签等。
(2)开发整合集成RFID技术的物流装备,进行RFID技术与现有物流装备的整合。
(3)支持RFID中间件的开发,开发支持多协议读写器,同时能与现有的物流仓储、运输等管理系统无缝对接的RFID中间件系统。
(4)支持与鼓励面向物流行业的RFID公共信息服务平台的开发与应用示范,实现跨地区、跨行业的RFID信息的识别、采集、传输与信息应用服务,满足物流企业进行RFID系统快速部署的需求,并与现有物流信息公共平台进行互联互通。
(5)支持物流行业RFID应用标准的研究和制定,包括物流领域RFID数据规范、RFID技术与物流装备的整合标准、基于RFID技术的物流操作规范,RFID中间件与物流系统、数据平台的数据交换标准等。
(6)推广RFID技术在物流业九大重点工程中的应用示范,包括在多式联运和转运设施、大型物流园区、城市配送及冷链物流、大宗商品和农村物流、制造业和物流业联动发展、物流公共信息平台、物流标准和技术推广、物流科技攻关、应急物流中的应用示范。
(二)全球卫星导航技术在物流业的应用领域与前景
全球定位系统(GPS)是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。北斗卫星导航系统是与GPS相类似的技术,是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。这些全球卫星定位导航系统与电子地理系统结合,可以对移动的物体进行定位、追踪、检测、联网,该技术是对移动中的物品进行联网与定位追踪最好的技术手段,也是物流行业最主要应用的物联网技术之一。
1、全球卫星导航技术在物流业的应用
GPS应用于车辆运行管理中,可对运输的车辆和货物进行实时定位、跟踪和监控,还可以对车辆进行调度,同时提供车辆报警等功能,以确保货物安全,因此,车载式GPS有着广阔的发展前景。具体可以应用于对特种专用车辆的定位跟踪、城市出租车管理、公交系统、长途运输等领域。
在基于GPS的物流配送监控系统中,GPS主要辅助实现车辆跟踪、路线的规划导航、话务指挥、信息查询、紧急救援与应急物流等物流配送监控功能。
在基于网络的GPS系统中,通过在互联网上构建公共GPS监控平台,可以免除物流运输公司自身设置监控中心所导致的大量费用,包括各种硬件配置、管理软件等。网络GPS使投资费用降低和无地域性限制的信息获取,提高了GPS的普及率,从而增加了物流业的利润。
在基于GPS技术的智能港口物联网中,通过利用GPS等技术,可建立港口物联网支撑技术与平台。如江阴打造的智能港系统,包括专用车载GPS监控系统、集装箱卡车GPS监控软件、专用车载GPS监控系统软件等,这些技术为江阴打造智能港口提供了关键技术。
2、GPS技术在物流业的应用前景
随着中国物流产业的振兴,基于GPS/GIS的移动物联网技术将获得巨大发展。预计未来几年,中国物流领域对GPS系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景,对GPS系统的需求量将以每年30%以上的速度递增。
(三)无线传感网在物流业应用领域与前景
无线传感器网络(WSN,Wireless SensorNetworks)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。
WSN在物流的许多领域都有应用价值,包括生产物流中的设备监测、仓库环境监测、运输车辆及在运物资的跟踪与监测、危险品物流管理、冷链物流管理等。
WSN在物流中具有巨大的应用潜力,但是大规模的应用还有待时日。根据实地调研和文献资料分析得知,目前,无线传感器网络在物流业中的应用十分有限,大部分还停留在学术研究或是开发实验阶段。要在物流业获得广泛应用,其中有很多关键技术还需探讨,如能量管理、节点定位、拓扑控制、MAC协议和路由协议等技术,此外,应用成本问题也需解决。
(四)智能机器人在物流业应用情况及前景
智能机器人是物联网家族的重要成员,是物联网智能应用的执行者之一。智能机器人技术也是物联网重要的技术产品。借助于物联网,将机器人纳入物联网系统中,利用机器人的自动化性能,可实现智能作业与管理。
物流行业机器人的应用最早出现在1995年,在我国烟草行业物流作业系统中首先得到应用。当时,卷烟厂采用智能码垛机器人对卷烟成品进行码垛作业,用AGV(自动搬运车)进行自动搬运作业,节省了大量人力,减少了烟箱破损,提高了自动化水平。这时的机器人还只是单线的点对点作业,尚未融入物流网络系统。
目前,智能机器人在我国烟草、汽车、医药等行业的物流系统中得到了广泛应用。随着物流信息技术的发展,智能机器人也有独立的作业环节开始融入物流作业系统,成为现代物流系统的组成部分,成为智慧物流的重要装备。
在中国现代物流系统中,智能机器入主要有两种类型,一种是从事堆码垛物流作业的码垛机器人,一种是从事自动化搬运的无人搬运小车AGV,这些智能机器人在全自动化物流系统中执行物流网络系统的堆码垛作业指令和自动化智能搬运作业指令。