陈文军——浅谈加强港口物流信息化建设

摘 要加强港口物流信息化建设的必要性和意义：20世纪80年代以后，第三代港口开始出现，现代港口发展发生质的飞跃。建设港口物流中心，确保港口物流顺畅有效是现代港口发展的必然趋势，也是提高港口效率，降低港口营运成本，改善服务和提高经济效益的关键。港口是运输信息的源头、反馈点和中转站，“市场需要的是这样一种物流服务，必须以港口为中心建立现代综合物流体系，通过网络信息化手段准确把控运输的整个过程”。港口物流信息化建设的现状：近年来，中国集装箱码头在信息技术方面投资一掷千金，许多刚走出实验室的新技术在集装箱码头找到了用武之地。 集装箱码头的迅猛发展催生了信息技术迅速转化为生产力，中国集装箱码头已经进入数字时代。目前许多散杂货码头都认识到了信息化建设的重要性，并采取了很多措施，也取得了不少成效。但总体看来，目前还没有形成一种完整的信息化解决方案，散杂货码头信息化建设严重滞后，明显落后于集装箱码头。港口物流信息化建设方案探讨：集装箱码头可以向国际化、规模化、系统化的第四代港口发展，形成高度整合的“大物流”，在现有基础上更上一层楼。散杂货码头积极借鉴集装箱码头的经验和信息技术，增强信息化意识，加强培训，完善物流信息平台，加快物流信息化发展。关键词：港口物流;信息化;趋势；建设目 录第一章 加强港口物流信息化建设的必要性和意义11.1港口发展路线及趋势11.2加强港口物流信息化建设的意义1第二章 港口物流信息化建设的现状22.1集装箱码头已进入数字时代22.2散杂货码头严重滞后3第三章 港口物流信息化建设案例4第四章 港口物流信息化建设方案探讨63.1模型框架63.2集装箱码头更上一层楼73.3散杂货码头积极改造升级，加快信息化步伐83.4可喜变化111天津大学2011届本科生毕业论文（设计）第一章 加强港口物流信息化建设的必要性和意义1.1港口发展路线及趋势港口历来都是各国对外经济的门户，然而在发展过程中，港口的功能和角色已发生多次转变。以20世纪60年代为分水岭，在此之前的港口属于第一代港口，我们称之为“运输中心”，其主要功能是运输、转运和仓储。集散大宗的散货与液体货物，港口规模主要依赖港口腹地的资源货物的充足状况。第一代港口主要运输的货物以杂货为主。主要功能定位在运输方式的转换，即从水路到陆路的转化。在主要的生产特点方面，以货物流通为主，很少提供相关的增殖服务。从20世纪60年代后期到80年代出现了第二代港口，我们称之为“配送中心”，其主要功能是在运输、转运和仓储基础上再加上管理和加工。在这一阶段，扩展服务的思想开始出现，港口从功能上开始以运输型向集运输、工业和商业活动并存转变。活动范围也从单纯的装卸、储存、航运服务增加了货物转变、拆装等工业与商业服务。在这一阶段，以集装箱运输代替杂货运输是其发展的主要特征，集装箱吞吐量成为现代港口功能和地位的主要标志。20世纪80年代以后，随着计算机技术的普及和应用以及国际经济、贸易、航运和综合物流的发展要求。第三代港口开始出现，我们称之为“综合运输物流中心”。第三代港口的决定因素是技术和信息，随着电子计算机技术和互联网的飞速发展，真正意义的现代流通开始形成。物流信息技术的快速发展和电子商务在物流活动的应用，有效整合了港口物流各要素，形成可以实时控制的整体物流系统，港口角色开始转变为信息处理中心、运输配送中心、商贸金融服务中心的结合体，实现了现代港口发展的质的飞跃。这一阶段的港口实际上已经发展成为以港口为中心，以海运、海陆空联运为特征的现代港口物流中心。目前世界上的大港口，如鹿特丹港、纽约港、汉堡港、马赛港等都是著名的国际物流中心。港口在物流服务链中特殊的地位，为港口建设物流中心，获得物流增值服务价值创造了得天独厚的条件。建设港口物流中心，确保港口物流顺畅有效是现代港口发展的必然趋势，也是提高港口效率，降低港口营运成本，改善服务和提高经济效益的关键。1.2加强港口物流信息化建设的意义港口是运输信息的源头、反馈点和中转站，对物流信息的通畅与否起到关键作用。庞大的货物集散运动带来密集的信息流量，对信息流的处理方式和效率会影响港口的运作效率、货物的在港周转时间和整个社会的运作效率。港口的信息处理环节多。港口是外贸的主要口岸，而外贸货物的进出港又有特殊的作业流程，需要由港口、外轮代理、海关、检验检疫部门、陆上运输企业、结算银行、保险公司等众多单位协调运作。信息要在这众多的部门和企业中交换，任何一处的信息处理延迟，都会影响外贸货物的进出港速度，进而影响各方的经济利益。港口的“功能拓展”不仅表现在加大基础设施投入方面，作为现代物流供应链的的一个重要节点，港口必须注重物流供应链信息化的建设。基础设施建立的是实体供应链，而信息化能够通过虚拟供应链的形式优化现有的基础设施，在硬件设备等同的条件下，通过信息化手段优化效率除了能够满足客户对货物运输的高效要求，也能够使货物运输在各个节点上安全、准确，同时还会大大降低管理成本。联合国国际多式联运协会主席方贺丽女士认为：“应对金融危机，我们要做的不是减员、减产，而是降低成本。市场需要的是这样一种物流服务，必须以港口为中心建立现代综合物流体系，通过网络信息化手段准确把控运输的整个过程”。加快滨海新区开发开放已经纳入了国家整体发展战略，滨海新区要建成北方国际航运中心和国际物流中心，就要充分发挥沿海的港口优势，物流信息化是其建设的重要内容。随着信息技术的推广和应用，其提高港口竞争力的作用将愈发明显，通过以信息技术为核心的现代物流管理信息系统，能够实现对物流各类信息远程全天候管理，同时将涉及地区政府部门、行业、企业间的物流信息整合起来实行共享，为物流过程中各方提供全面、综合服务。通过充分采用物联网的信息技术，加强港口物流信息化建设，可以提高作业效率，降低业务成本；减少业务环节，降低流程复杂；减少人工参与，降低出错概率；提高系统安全，加强过程监控；加强信息共享，实现信息增值；加强互联互通，实现行业标准；提高物流信息化、自动化水平。第二章 港口物流信息化建设的现状2.1集装箱码头已进入数字时代随着世界经济一体化和外贸经济的迅速发展，集装箱运输逐渐成为当今航运的发展方向，集装箱业务在港口业务中增长最快、利润率最高。同时集装箱装卸、堆存业务日趋标准化，集装箱业务正朝着类似流水线方向发展。在这种环境下，集装箱码头操作必然采用一切可以利用的信息技术提高码头的信息处理能力、提高装卸效率、合理利用堆场。因此，全球集装箱码头已经成为各种尖端信息技术的应用舞台。集装箱总量稳居世界第一的中国集装箱码头作为整个世界航运界网络的一个举足轻重的环节对信息技术有着同样的渴求。近年来，中国集装箱码头在信息技术方面投资一掷千金，从最基本的无纸化办公到整个作业线的实时管理，从无线通讯到光学字符识别、无线射频技术（RFID）、GPS定位技术，许多刚走出实验室的新技术在集装箱码头找到了用武之地。 集装箱码头的迅猛发展催生了信息技术迅速转化为生产力，中国集装箱码头已经进入数字时代。天津港集团于2008年10月13日起进行RFID试运行，2008年11月5日起，在所有实行海关“运抵报关”的航线（美国航线、日本航线、东南亚航线、波斯湾航线），集港过程中采用 “无线射频卡集港”的新业务模式。天津港综合物流信息平台天津港物流信息网于2006年底正式运行，该服务系统实现政府、港口、物流企业三方的电子数据交换，建立了关港联动、物流服务、物资采供、货况跟踪、港口咨询、EDI专栏等功能模块，2008年又新增了无水港申报、主动式布控查验及海关运抵信息报送等功能，并提供短信和邮件订阅、业务查询以及电子地图等多种服务。2.2散杂货码头严重滞后与集装箱码头形成鲜明对照的是，散杂货码头物流信息化建设严重滞后。目前许多散杂货码头都认识到了信息化建设的重要性，并采取了很多措施，也取得了不少成效。但总体看来，目前还没有形成一种完整的信息化解决方案，散杂货码头信息化建设严重滞后，明显落后于集装箱码头。天津港集团采用 “无线射频卡集港”是针对的集装箱，天津港物流信息网所做的也基本是集装箱信息的交流。散杂货码头货物及作业流程复杂。1、所处理的货物绝大多数是散货和杂货，货物品种繁多；2、货物要么没有包装要么包装形式多种多样；3、作为货物中转中心，其物流作业基本工序主要有：船-库场、船-火车、船-汽车、库场-船、火车-库场、汽车-库场等，而实际的工艺流程可以由上述基本工序进行排列组合，复杂多变；散杂货码头信息量繁杂。绝大多数散杂货港口的信息收集与传递都是通过各种纸质报表、电话、传真等人工方式，尤其是作业现场部门之间传递数据，电话报数，手工计算，算错、读错、听错、记错的情况时有发生。客户查询相关信息，主要通过电话，负责与客户交流的人员忙得不可开交，客户的电话打不进来，造成客户不满，信息沟通不畅，甚至造成生产作业的延误、发生差错等影响，服务的效率和质量本质上的提高遇到瓶颈。不仅影响了港口的生产效率，降低了货物流通速度，而且有可能直接造成计费等管理漏洞的产生。散杂货码头物流业务的上述特点决定了需要在其物流作业中采用科学、系统化的信息管理手段，来提高散杂货港口物流企业的生产管理水平。由于不像集装箱码头，散货码头由于货种不同，没有标准化的管理模式和业务流程，我国散货码头物流信息平台建设发展比较慢，充满机遇和挑战。第三章 港口物流信息化建设案例近年来国外港口对于自身综合物流信息平台的建设越来越重视，一些国际上优秀的物流网络信息平台，都较好的实现了国际贸易和物流运输的集成，整合了国际贸易、航运物流、港口、海关等行业的服务，实现了在线贸易、在线电子数据传输、货物跟踪、在线报关、在线货物操作等功能。这些网络信息平台提供了新型的国际贸易交易方式，减少了物流服务的操作环节，节省物流成本，提升了港口和物流服务企业的核心竞争力。香港港的中转物流占整港业务的83%，并正在致力于建设虚拟供应链控制中心。新加坡港拥有的网络系统已经能实现与政府部门、航运公司、货运代理和船东之间的无纸化沟通。新加坡由于海运需求不断增大，要求港口运输能力扩容5倍。新加坡航运物流管理机构到美国航运物流考察，回来后，决定全面上航运物流集装箱信息化。经过推行航运物流集装箱电子标签识别，航运物流港口货柜从原来叠一两层增至叠7层，但查找起来比原来更快速、准确。结果只花十分之一的投资，航运物流港口产能增加7倍，实现了新加坡航运物流港口货运能力的飞速发展。 鹿特丹港已能提供集装箱电子扫描等海关服务；鹿特丹港和汉堡港已实现了航运物流装卸过程的无人化。即除了桥吊有司机驾驶外，地面拖车、轨道吊装卸箱都是无人驾驶的。国外往无人码头方向发展的动力是最大限度减低人工成本和减少人员伤亡，同时也增加了场箱位的准确性。这将是码头发展的趋势。航运物流无人码头采用的信息技术包括差分卫星定位技术DGPS,防撞技术Anticollision、自动纠偏技术Auto-steering等等。 中国有6亿手机用户，是世界第一大市场，手机将是海运从业者使用最多的沟通和浏览信息的工具。试想一下，只要有一部手机，几分钟时间你就可以完成包括询价、订舱、采购、支付、保险等相关操作，而且随时查询和监控到货物是否安全，到港的时间精确到几分几秒，世界任何一个港口实时的天气状况，甚至将外贸订舱和运输提供相对接，与货主、货代和船公司共同经营市场，降低了自身成本这一切美好设想，即将有望变成现实。2010年5月10日，中国国际海运网集团有限公司与上海国际港务（集团）股份有限公司在上海港共同签署了中国集装箱电子标签系统项目合作协议。双方将联合打造和开发国内最具竞争力和国际影响力的航运“物联网”技术研发基地，形成规模应用示范，联合推动航运“物联网”及其相关产品、服务的产业化。集装箱电子标签装置是上海港的一项发明，这是世界上首次将电子标签系统全面投入国际集装箱运输航线。这项技术实现了集装箱物流的全程实时在线监控，提高了集装箱物流的透明度，满足了各方的安全需求。上海港凭借此项发明引领了港口作业智能化、自动化潮流，并一举夺得巴黎国际发明展览会4项金奖，并被业内专家称“将引发一场改变人类运输方式的革命。”上海港副总裁包起帆表示：“现代港口不仅要有货物装卸功能，还要整合物流和服务功能，数字化、智能化、自动化技术将在港口现代服务业的拓展上发挥重要作用。同时也是整个国际航运中心建设的需要，更是未来的发展趋势。”由江阴软件园、南京大学江阴信息技术研究院和江阴港港口集团联合承担的“港口物联网支撑技术与平台研究”项目日前正式立项，落户江阴临港新城。该项目是全国首家整合物流和物联网技术的专业化应用平台，将为江阴临港新城打造千亿级现代物流产业集群提供物联网与物流技术支持，其中港口物联网组网控制软件、港口设备运行状态监控系统等多项技术已获得自主知识产权认证。2010年8月25日,上海国际港务集团、中国国际海运网与西安国际港务区共同签订了三方合作的联合打造西安国际港务区物联信息港战略框架协议，依据协议，上海国际港务集团、中国国际海运网和西安国际港务区将发挥各自的优势、整合行业资源，将西安国际港务区打造成为中国内陆物联信息港示范区这标志着西安国际港务区长期以来进行的信息化战略进入实施阶段，同时标志着西部地区拉开了跨入“物联网时代”的历史大幕。“如果说和天津港集团的深度合作打通了内陆与国际的现代物流物理通道，那么此次和上海国际港务集团和中国国际海运网的合作，则打通了现代物流的信息高速公路。”强晓安表示，“我们正在互联网迅速发展的基础上，利用RFID、GPS、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界的万物网络，实现网络中货物能够相互交流，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。” “我们的目标是打造中国最大的国际陆港，这就意味着我们在建设初期，就需要引入最为先进的现代物流技术，使西安国际港务区各个项目未来的运作采用高度信息化手段，成为国际物联网体系重要的神经元，甚至是信息中心枢纽。”强晓安介绍说，为了实现园区信息化的目标，西安国际港务区在规划初期就与国内众多研究机构、运营机构进行探索、合作，展开现代服务业示范园区的信息化建设。“国际陆港将通过整合公路、铁路、航空运输平台的信息资源，通过与沿海、沿边口岸、港口合作，构建信息数据系统，推动物联网技术的研发与应用，用信息技术提升西安服务业发展水平”，西安市副市长、国际港务区管委会主任韩松说。第四章 港口物流信息化建设方案探讨3.1模型框架充分利用先进的信息技术，如方兴未艾的物联网技术等，把港口物流生产管理、作业监控、物流跟踪、信息服务等功能集于一体，是港口物流的数据中心、监控中心和客户服务中心。青岛港物流建设以港口为依托，具有仓储、保税、集疏运、多式联运、流通加工、综合服务等功能。围绕口岸业务领域，与监管部门密切合作，结合港口物流发展实际情况，大力发展港口现代物流业务和电子商务应用，建设口岸综合物流信息应用系统和公共信息平台。主要包括以下功能： 1、货代、仓储和场站应用管理功能全面支持国际货运管理业务，实现货物从接单、堆存、报关、报检、订舱、拆装箱、箱管到自动费用核销等各个业务环节的有效规划和管理。建立大型集装箱场站系统，可提供多个完善的功能模块，实现便捷准确的货物进出口、拆装箱和空重箱管理，与货主、码头、船公司的业务进行有效衔接，促进港口集装箱运输的快速发展。2、集装箱多式联运管理功能对铁路港站集装箱多式联运的装卸火车计划、配载、作业控制进行全面管理，保障内陆地区大列和过境大列的顺利运作，实现当地报关、异地通关，将港口码头搬到内陆；与铁路的信息系统互连，实现铁路大票等信息的共享，对青岛港多式联运发展提供有效的支撑。3、口岸查验平台和危险品管理功能利用先进的硬件和软件平台，为海关、海事、国检提供统一完善的查验服务；功能完备的口岸危险品管理，实现申报、审批、查验等全过程监控，有效地保障港航运输的安全。4、集装箱生产智能控制功能集装箱生产智能控制，在实现生产全过程控制、透明化管理的基础上，融合先进的管理理念和智能化技术，进行集装箱装卸工艺流程优化，实现集卡智能调配，多路共享，堆场智能派位，桥吊重装重卸等功能。 5、物流处理和跟踪功能实现了集装箱、散杂货、场站的网上受理，以及查验等功能。整合码头、海关、海事等系统数据，提供全面船、箱、货跟踪信息。6、口岸监管和协同处理功能连接海关、海事、国检以及船公司、货代等口岸物流企业，依托于各自基础业务系统，实现各个系统之间的信息互动和业务协同处理。船舶申报审批系统与海事局、海关对接，实现整个地区的危险品管理、口岸船舶进出境管理的电子申报和审批，一站式的服务让用户摆脱以往多家跑单模式，降低商务成本，改善口岸环境。7、电子交易和网上支付功能为口岸用户建立供求市场，从而为用户提供更多的交易机会。建立电子交易市场，为买卖双方提供交易过程管理、交易风险控制的综合服务，从而降低交易风险。8、港区、物流园区的视频监控功能通过视频监控系统对港区、物流园区的堆场、仓库、道路及运输工具进行全方位、全天候的监控。3.2集装箱码头更上一层楼集装箱码头因其规模化、专业化、标准化程度很高，为信息技术的应用提供了充分施展的舞台，可以通过综合物流信息平台的不断完善、推广使用电子关锁、电子车牌（通过GPS和GSM技术）、建设虚拟无水港项目等前沿技术，向国际化、规模化、系统化的第四代港口发展，形成高度整合的“大物流”、进一步拓展服务功能的增值物流、打造技术密集型的“智能港”、发展“虚拟物流链控制中心”，在现有基础上更上一层楼。建立智能物流网，综合使用无线传感器网络、RFID、移动通信及宽带通信等技术，并在港口物流链中进行集成创新研究。集中建设智能闸口管理系统、散杂货码头营运管理系统、智能堆场通信及定位系统、电子车牌电子驾照系统、货物配送信息采集系统（包括GIS系统）等一整套港口物流信息化平台。图3-1港口物流信息化平台1图3-2港口物流信息化平台33.3散杂货码头积极改造升级，加快信息化步伐1、到集装箱码头考察学习物流信息化建设方面成功的经验，借鉴其已经应用成熟的信息技术，对现有信息系统进行改造、升级，把信息化工作做到实处，从信息化落后的根源入手，扎实、稳步、持续推进。2、增强信息化意识，加强应用人员的培训散杂货码头往往成立比较早，操作人员年龄偏大，在信息应用方面的意识较弱，甚至有排斥，对较新的信息技术掌握的较少，信息化推广的难度大，进程慢，效果不理想。鉴于散杂货码头的实际情况，其信息化工作适宜由企业管理层强力推动，增加信息化建设投资，增强全员信息化意识，加强人员培训，为信息化建设营造软硬件环境。3、充分发挥信息专业人员能力，自主开发应用软件需要处理大量数据及文件传送量大的部门，包括成本高、服务要求明确的现场生产作业部门，必须通过完善网络建设，与信息部门协调配合，互通有无，自主开发应用软件，对工作流程进行整合、改造，避免信息的重复录入、传抄，摆脱手工填写、计算，实现信息的共享，从根本上提高数据处理的准确性和及时性。4、完善企业物流信息平台建设通过internet与相关单位和部门实现信息共享，实时更新，自主查询，互动交流，提高服务质量与效率。港口信息关系纷繁复杂，我们需要整合这些信息资源，建立高效、易于维护的子信息系统交流模式。这种模式下，基础数据平台能够向任意子系统提供基础数据，避免了大型系统中各子系统间接口数量爆炸的问题；实现了数据的高度共享；同时单点化的接口减少了系统的维护工作，便于增加新的子系统。图3-3平台式的各子系统信息交流示意图5、基于MES的散杂货码头物流管理系统的解决方案20世纪90年代美国先进制造研究机构（Advanced Manufacturing Research，AMR）提出了“制造执行系统”（Manufacturing Execution Systems，MES）概念，并将MES定位于重点解决车间生产管理问题。美国先进制造研究机构AMR将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。它为操作人员/管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源（人、设备、物料、客户需求等）的当前状态等信息。MES在企业信息化系统中起着承上启下的作用，它在ERP系统产生的生产计划指导下，收集底层控制系统的与生产相关的实时数据，安排短期生产作业的计划调度、监控、资源凋配和生产过程的优化工作。MES的功能如图1所示，图中也给出MES与其他应用系统之间的集成关系。图3-4MES系统功能模型MES系统的核心功能在于：通过分析生产任务和生产工艺，对设备、工具等资源进行合理分配，调度生产任务的作业时间，采集作业过程中的相关信息，并通过反馈信息及时调整生产计划。散货码头货运属于提供物流服务的服务行业，其生产任务的源头为客户合同，根据客户合同的要求，编制针对该合同的工艺流程；按照合同的进度要求和工艺流程，编制合同的作业计划；在作业计划的执行过程中，采集作业的进度等信息；伴随着作业过程的执行，货物在仓库和各种运输工具之间发生移动，因此，散杂货港口物流的作业过程更倾向于离散制造业的模式。而MES是离散制造业生产管理的非常有效的工具，因此，可以按照MES的原理设计散杂货港口物流管理系统。基于MES的散杂货港口物流管理系统如图3-5所示，散杂货港口各职能部门之间的信息流转如图3-6所示，从图中可以看出：为了保证系统的完整性，包含了部分属于ERP系统的功能模块，如商务管理。图3-5基于MES的散杂货港口物流管理系统图3-6部门之间信息流转各模块主要功能如下：1）基础信息管理：存放与业务相关的基础数据。如组织信息，基础工序信息、泊位信息、站台信息、资源信息以及权限管理等内容；2）商务管理：负责客户管理以及合同管理；3）合同工艺管理：根据客户的合同信息和基础工序信息，形成和管理合同的作业工艺；4）生产调度管理：根据作业合同及其作业工序、考虑设备的使用状况以及泊位、道线的占用情况等信息，编制合理的生产计划，并根据现场的反馈情况，及时调整生产计划；5）现场管理：对现场作业进行监督、核查，记录货物信息、机械作业信息、劳务作业信息，这些数据信息将作为各项统计和计费的最终依据；6）库场管理：负责货物的出、入库、调库、并库、拆库等管理；根据库场内货物的堆存和垛位的占用状况，实现库场资源的有效利用；7）计费管理：根据合同的作业工艺和实际作业过程中现场的数据采集信息，对作业合同的计费及结算业务进行管理； 8）人力资源管理：主要管理港口物流作业人员的信息。港口物流作业人员包括物流系统的管理人员、理货员、作业指挥员、设备操作员以及装卸劳务人员等；9）质量安全管理：根据现场采集的数据信息，记录和管理作业过程中质量和安全方面的信息；10）统计