物聯網技術在倉儲物流領域應用分析與展望

北京財貿職業學院 武曉釗

華夏物聯網研究中心/中國物流技術協會信息中心  王繼祥

    1、引言

    以物聯網為核心的信息技術發展被譽為第三次信息技術革命，2010年以來中國政府對物聯網的發展極為重視，一系列物聯網發展的產業政策及規劃相繼出臺，物聯網已經上升為國家戰略。

    我們認為，物聯網的發展并不是一個突變的過場，而是一個從信息自動提取、信息整合、物品局域聯網、局部系統的智能服務與管控等向全網融合逐步深化的過程。物聯網的理念最初是基于RFID/EPC的技術而提出的，后來物聯網的理念又是隨著各種感知技術與網絡技術的突破而提升和完善。
當1999年世界上首先提出基于RFID/EPC的物聯網技術的時候，物流行業被寄予厚望，倉儲業由于其在物流行業核心的地位，也最早開展了物聯網技術應用的探索。從2003年底開始中國倉儲業開始探索基于RFID/EPC的物聯網技術應用，在2004年-2006年也曾經歷過一波物聯網應用的炒作。目前RFID等物聯網技術在倉儲業已有很多成功案例，但大都局限于智能倉儲管理與自動化作業層面。

    2、目前倉儲業應用的主要物聯網技術

    物聯網是“物物相連的互聯網”，是通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，根據需要實現物品互聯互通的網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統。

    物聯網主要有三層架構：即：感知層、網絡層和應用層，根據這一物聯網架構，物聯網主要有三大技術體系，一是感知技術體系；二是通信與網絡技術體系；三是智能技術體系。

    在倉儲行業目前最常用的物聯網感知技術主要有：RFID技術、GPS技術、傳感器技術、視頻識別與監控技術、激光技術、紅外技術、藍牙技術等；在以倉儲為核心的物聯網網絡技術，常采用企業內部局域網直接相連的網絡技術，并留有與互聯網、無線網擴展的接口；在不方便布線的地方，常采用無線局域網技術；

    現代倉儲系統內部不僅物品復雜、形態各異和性能各異，而且作業流程復雜：既有存儲、又有移動；既有分揀；也有組合。因此倉儲為核心的智能物流中心，常采用的智能技術有：自動控制技術、智能機器人堆碼跺技術、智能信息管理系統技術、移動計算技術、數據挖掘技術等等；

    3、物聯網技術在倉儲業應用狀況分析

    感知技術應用情況：

    根據華夏物聯網研究中心調查了解，目前在中國倉儲業應用最普遍的物聯網感知技術就是RFID技術，在一些先進的倉儲配送中心，RFID標簽及智能手持RF終端產品有比較廣泛的應用。這是因為RFID技術與托盤系統結合，在倉儲配送中心閉環應用，可以有效降低成本；此外，基于RFID技術的只能手持揀選終端，可以提升揀選效率和速度。2010年隨著物聯網技術的發展，RFID技術在倉儲業應用也獲得了快速發展，增長速度預計在18%以上。

    在普通的倉儲系統中，除了基于條碼自動識別等技術具有最廣泛應用外，“電子標簽輔助揀選系統”也有普遍的應用。這里所謂的電子標簽指的不是RFID標簽，而是指采用電子指示標簽進行揀選作業的系統。利用這一系統，將出入庫訂單經計算機系統分解，傳輸到貨架個貨位，用電子手段顯示揀選的數量的輔助揀選系統。這一系統簡潔實用，應用較廣。近兩年出現了采用無線網絡技術傳輸揀選數據，不用現場布線搭建系統，大大方便了技術的應用。

    在先進的倉儲配送系統中，全自動輸送分揀系統也常用激光、紅外等技術進行物品感知、定位與計數，進行全自動的快速分揀。此外為了使倉儲作業做到可視化，對倉庫實行視頻監控，部分倉儲系統采用了視頻感知監控系統，取得了良好的效果。

   2010年，一種基于輔助語音揀選的系統也開始在國內得到應用。這一系統由倉儲信息系統將出入庫的訂單進行分解處理，形成語音提示信息，借助無線網絡和戴在揀貨員頭上的耳機，向揀貨員發出揀貨指令，完成揀選作業。

    此外，隨著物聯網技術的發展，2010年在無錫糧食物流中心、濟寧物聯網大蒜冷庫基地，均采用了溫度、濕度等傳感器感知技術，將傳感器技術與其他感知技術集成，實時感知物品的溫度、濕度等物理信息，使感知技術得到更深入應用。

    智能倉儲的網絡與傳輸技術應用情況

    現代物流的最大趨勢就是網絡化與智能化。在制造業企業內部，現代倉儲配送中心往往是與企業生產系統相融合，倉儲系統作為生產系統的一部分，在企業生產管理中起著非常重要的作用。企業內部系統系統的網絡架構，往往都是以企業內部局域網為主體建設的獨立的網絡系統。

    物流公司面對大范圍的物流網絡，各地倉儲網絡化的信息管理往往是借助于互聯網系統與企業局域網相結合。物流中心與門店和配送點的[FS:PAGE]信息傳輸也往往借助于互聯網技術。2010年以來，基于無線局域網的技術在倉儲業物聯網系統也得到了較多應用。

    智能倉儲作業與管控技術

    根據對相關資料的統計分析，目前倉儲業智能終端技術有機器人技術、RF手持終端、語音提示終端、視頻監控終端、無人搬運車等技術。借助這些技術，實現了物品的自動搬運、機器人自動堆碼跺、物品自動識別、智能輔助人工揀選等作業。在智能倉儲管控系統中，物聯網技術與WMS技術相結合，實現了倉儲也智能化與自動化。能夠實現對物流過程智能控制與管理的還不多，物聯網及物流信息化還僅僅停留在對物品自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、在線追蹤、在線調度等一般的應用。專家系統、數據挖掘、網絡融合與信息共享優化、智能調度與線路自動化調整管理等智能管理技術應用還有很大差距。

    目前只是在企業物流系統中，部分物流系統還可以做到與企業生產管理系統無縫結合，智能運作；在部分全智能化和自動化的物流中心的物流信息系統，可以做到全自動化與智能化物流作業。

    4、企業倉儲的物聯網技術應用的實踐

    2010年在倉儲物聯網技術應用方面，很多企業借助物聯網發展熱潮，開始了全新探索和實踐，下面簡單介紹2010年幾個倉儲的物聯網技術案例。

    2010年6月，全國首個物聯網冷庫綜合監控系統在“大蒜之鄉”濟寧金鄉開通。物聯網大蒜冷庫基地建設項目是濟寧移動與金鄉縣政府戰略合作的重要內容之一。傳統的冷庫溫度控制主要通過人工實時監控的方式進行溫度調整，精度較差，耗費人力、物力大，大蒜經常出現低溫凍壞或高溫生芽腐爛的情況，而且因冷庫內二氧化碳濃度高造成人員窒息的情況也時有發生。通過全新的物聯網技術可有效地解決這一問題。該項目主要是對冷庫內溫度、濕度和二氧化碳等綜合指標通過傳感器進行監測，將監測信息通過無線網絡傳輸到控制端，控制端通過與系統預設的溫度、濕度和二氧化碳濃度比對后，通過指令控制，自動實現制冷設備和排風系統的啟動。同時還可以隨時將庫內溫度、濕度和二氧化碳數值等報警短信發送到業主手機上，有效實現無人值守、手機端24小時監控，為冷庫業主節省管理費用的同時，提高了管理水平和監控的準確率。初步統計，使用物聯網冷庫自動監控系統可節約總體運營成本20-30%，節電25%以上，這將對推進環保、節能、低碳的綠色農業信息化工程起到積極的促進、示[FS:PAGE]范作用。

    2010年誠通集團所屬中儲發展股份有限公司漢口分公司與武漢理工大學聯合研發的“無線傳感器網絡與移動機器人相結合的物聯網技術研究與應用”項目榮獲2010年度湖北省科技進步二等獎。此項目在射頻識別（RFID）、全球定位系統等物聯網技術基礎上研發，其運用與推廣能夠優化倉儲作業流程，在貨場實現貨物智能化識別、物資現場入庫及銷單、車輛進出庫登記及注銷，并可通過數字貨場三維定位，標識并跟蹤裝卸物資，解決因貨物堆碼不規范造成的查找困難。該物聯網技術的應用有助于解決困擾倉儲物流企業的收貨難、出貨難、加工難等問題，形成倉儲室內管理與室外管理的有機結合，提升倉庫管理的數字化水平。

    2010年，無錫糧食科技物流中心采用最新的傳感網技術建設感知物流系統。從糧食安全監管角度來說，建成感知物流系統的管理信息集成平臺后，可在第一時間發現質量問題，增加監管的覆蓋面，將銷售企業自律、物流中心自管和糧油質檢部門監管有機結合，并為實現全產業鏈食品安全追溯奠定基礎。

    2010年浙江嘉興電力局應急物資儲備倉庫，引入物聯網技術，在智能倉儲試點獲得成功的基礎上，進一步拓展了智能化應用領域，將智能化倉庫技術延伸覆蓋到基層供電營業所的物料小庫，通過大庫與小庫之間遠程聯網，實現應急物資儲備倉庫的“存儲、配送、盤點”三大智能化。該應急物資儲備倉庫的物聯網技術應用是一大亮點，初步實現物料和物料之間的信息交流和通訊，智能化識別、定位為、追蹤、監控和管理。

　　貨物入庫時，貼有電子標簽的托盤載著物品通過RFID射頻系統，進行電子標簽掃描，將自動接收到的數據信號傳輸到電腦進行入庫的數據處理；然后，叉車將物料運送到自動傳輸帶之后，堆垛機將物資自動存放到立體貨架的指定位置，同時入庫單同步進入EAP-SAP管理系統，從而完成物資的入庫流程；出庫時同樣也必須經過射頻掃描，數據自動錄入，一切都是自動的，無須人為干預，實現了物資自動出入庫、自動盤點、自動生成裝車計劃以及運輸車輛實時監控等功能。如今，嘉興南湖、秀洲、濱海供電分局共5個基層供電營業所的物料小庫納入局系統的EAP-SAP管理系統，與大庫聯網后，小庫物資原有的申報、驗收、入庫、保管、領用、退料、廢舊物資回收等信息得到了共享，實現了物料信息流的互動，系統可追蹤大庫流向小庫后其物料的具體使用情況，也方便了小庫與小庫之間的物料調配和互補。

　　2010年“扳手大[FS:PAGE]王”進軍智能倉儲。威力工具集團，被譽為“世界最大的活扳手生產企業”。該企業因為看到了物聯網的應用前景，開始進軍智能倉儲，使從產品入庫開始，就對它進行無線射頻識別，信息可以通過傳感器傳到電腦里，可以隨時掌握庫存信息。同樣，產品出庫時，也是通過這種方式，出口的信息、中間移動的信息跟靜態信息。物聯網技術的應用為企業決策提供了判斷依據。

    5、2011年物聯網技術才倉儲業應用發展趨勢

    1、RFID技術在倉儲業應用將快速發展

    RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

    物聯網的發展給RFID在倉儲業應用帶來良好的發展機遇。隨著物聯網技術的發展，在倉儲領域，RFID的應用將會由點到面，逐步拓展到更廣的領域，并與產品智能追溯物流系統融合，產生更大的效益。

    2、感知技術集成應用將成為一個潮流

    隨著物聯網技術發展，隨著人們對物品物理性能越來越關注，將推動倉儲業各類感知技術的集成應用。如RFID技術與傳感器技術的集成，可以對糧食、水果、蔬菜、藥品等具有特殊要求的倉儲物品進行更深度感知，為人們提供更便利的服務。2010年這一趨勢已經開始出現，無錫糧食物流中心和濟寧物聯網冷庫系統的成功案例被廣泛報道，也必然會帶動這一感知技術集成應用成為一個發展潮流。

    借助感知技術集成應用，在特殊品倉儲的監測系統中，可以用于倉庫環境監測，滿足溫度、濕度、空氣成分等環境參數的分布式監控的需求，實現倉儲環境智能化；在危險品的物流管理中應用無線傳感器網絡能夠實時監測危險品以及其容器的狀態，一旦超過警戒值可以及時報警，這樣就能為危險品物流過程的跟蹤、監控、管理等提供安全保障。在冷藏物流系統中，就可以全程監控冷凍環境中的產品溫度以及濕度，及時調控溫濕度，保證產品的質量。

    3、無線網絡與通信技術將得到應用

    隨著3G無線通信技術發展，為倉儲配送中心搭建無線網絡創造了條件。目前在倉儲系統，無線技術已經得到了較多應用。如無線電子標簽輔助揀選系統可以省卻布線環節，大大方便了系統建設；此外，叉車、揀選車等移動設備移動終端，也采用無線通信技術實時通信，移[FS:PAGE]動計算，以便于實現倉儲智能化作業等等。2011年預計無線網絡技術和移動通信技術將在倉儲物聯網領域獲得更大應用。

    4、無人搬運車與智能機器人將融入倉儲物聯網

    隨著傳感技術和信息技術的發展，ＡＧＶ也在向智能化方向發展，因此也稱ＡＧＶ為智能搬運車。近年來，隨著物聯網技術的應用，在全自動化智能物流中心，無人搬運車作為物聯網的一個重要組成部分，成為一個具有智慧的物流終端，與物流系統的物聯網聯網作業，智能運作，實現智慧物流。相信隨著物聯網技術發展和智能化技術的應用，一定會使ＡＧＶ面臨一個更廣闊的發展。

    5、倉儲物聯網將出現互通互聯的大趨勢

    目前，物聯網技術還只限于在獨立的倉儲配送中心內部聯網應用，打造獨立的、局域的智能倉儲系統。借助物聯網技術，將這些獨立的智能倉儲系統聯網，打破信息孤島，實現互通互聯，組成真正的倉儲物聯網，就是在智能倉儲基礎上產生新的變革，這會帶來倉儲信息化的革命。預計2011年會出現這方面的探索。
如果真正實現倉儲物聯網，在此基礎上，就可以在更大的倉儲物流網絡實現倉儲系統中的“物”聯網與智能化，使物在倉儲物聯網大系統中具有一定智能，讓物流中的物自己知道自己要到哪里去，自己應該存放在什么位置等等，在這一理念下建立物流的物聯網系統，就與原來的物聯網系統大不一樣了。這樣將完全打破原來的物流信息系統架構，甚至會對物流運作過程中的現代物流技術裝備帶來巨大影響，會對現代倉儲、物流中心的結構都帶來革命的變化。這將是真正的“智慧物”流，也真正實現了智慧物流的變革。

    附件：中國物流技術協會信息中心介紹

    中國物流技術協會信息中隸屬于國家一級協會中國物流技術協會。中心的成立得到了國內外物流權威專家的大力支持，中國物流界泰斗吳清一教授親自擔任信息中心總顧問，中國物流技術協會副理事長王繼祥擔任信息中心的主任。信息中心成立以來，得到了中國物流與采購聯合會常務副會長戴定一、中國物流技術協會專家委員會主任牟惟仲、中國著名物流技術裝備專家李守林、韓國物流協會會長徐炳倫、德國弗朗恩霍夫物流研究院中國區負責人房殿軍、日本流通研究社社長間野勉、中國臺灣《物流技術與戰略》總編陳巨星等中外專家的大力支持與幫助。

    中國物流技術協會信息中心的主要職能：

1、 推進中國物流信息化建設，提[FS:PAGE]升中國物流信息化水平；
2、 推進中國物流信息化技術與產品的推廣應用；
3、 開展中國物流技術裝備、信息化產品、物流服務的市場調研、品牌調研等活動；
4、 推進中國物流業互聯網應用于電子商務的發展；
5、 推進物流技術創新推進工程，促進產學研聯合；
6、 組織開展物流裝備、信息化產品的相關統計調查，物流服務的服務績效評估等活動；
7、 承辦中國物流產品網等網站

    中國物流技術協會信息中心自成立以來，參與指導創辦的中國物流產品網已經成為中國行業網站百強；編輯出版的《中國物流產品采購指南》得到了企業的廣泛贊譽；組織的中國物流知名品牌的市場調查與評估因公正公平而廣受企業好評；提出的“中國物流技術創新推進工程”得到了社會的廣泛響應；與中國物流產品網、物流技術與應用合作進行的系列市場調查取得重要成果；

    2010年，中國物流技術協會信息中心加強了行業調研工作，推出了“2010年中國物聯網與現代物流研究報告”、“中國物流系統技術與裝備調研報告”、“2010年中國物流裝備業調查分析報告”、“現代物流技術研究報告”、“中國物流追溯市場調研分析報告”等多篇權威研究報告。同時與華夏物聯網合作，組織編輯了“歐盟系列物聯網白皮書”等多份權威資料；推出了“物聯網在物流業應用現狀與前景調研報告”、“2010年中國物聯網發展研究報告”等多酚權威報告。

    2011年我們將繼續加強行業調研，并于近期推出“中國煙草行業物流研究報告”、“自動化立體庫在物流系統應用與展望分析報告”、“電力行業物流系統集成服務行業市場容量分析報告”、“一季度物流裝備業分析與展望”等報告。并可承接企業、機構、政府部門委托的有關物聯網與物流行業的各類市場研究、規劃咨詢等項目。

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