基于物联网的物流配送体系探析.doc

基于物联网的物流配送体系探析(转载于中国市场2012年10月）基于物联网的物流配送体系探析王德敬、战乃国（北京中科金财电子商务有限公司100191）摘要：伴随物流业与信息技术的发展，无论是国家政策还是工信部下一阶段的研究重心都逐步集中在了物联网技术上，物流信息化的复杂性及对物流信息的收集、加工与处理不仅对网络互通、标准制定及实施方案上有了更多的需求，也是物流信息化未来的发展必将面临的问题。物流信息化推进物联网及物流配送体系的运作效率与服务质量，使数据更有效的被使用，是未来物流产业发展的必然趋势，也是推进经济发展的重要力量。关键字：物联网物流配送体系 RFID1 物联网在物流领域的发展现状1.1 物联网的概念简单的说，物联网即是“使物物间相互联系的互联网络”，物联网的概念最早是由比尔盖茨于1995年在他的未来之路书中提出，这个概念直到1999年，再度由美国的Auto-ID提出“物联网”这个概念。并且在2005年国际电信联盟在ITU互联网报告2005：物联网中将“物联网”的概念正式的提出来，指出物联网时代的来临。物联网在计算机及互联网与移动通信革命之后，新起的信息化产业革命，全球的生产网络都在为这个物流信息化革命而做准备，物联网将射频识别技术、红外感应技术及GPS系统等结为一体，遵循共同的协议，使得物品的信息能够通过互联网进行交换和通讯定位，利用计算机数据分析或云计算技术，将物流的过程能够被迅速识别、减少搬运、方便定位、行踪追踪、监控及信息管理。物联网在物流系统的运行核心依靠信息采集、近程通讯、远程数据传输、信息智能处理及控制技术。在信息采集过程中依靠传感器和电子标签将货物的信息参数进行读取，并对物品进行身份“识别”；而近程通讯则是指近距离信息传输技术，目前最常见的是RFID技术，它不仅能存储巨大的信息量，也能在物体运动速度非常快的环境下读取信息，并且可以同时读取数个RFID标签，比原有的条形码技术具有方便性及可操作性，被大量的使用于仓库作业等，可以有效免除货物搬运、扫码等活动。若货物的供应商在供货时将RFID标签置于货物容器或底盘，在入库与收获及分拣、出库过程中可以直接使用RFID技术对货物进行出入库登记、库存盘点及仓库实时监控等；远程数据传输技术主要是基于无线传输（GPRS 和CDMA）和有线传输（PON 和DSL）两种途径，两种方式各有千秋；信息只能处理及控制技术是指对读取及传送来的海量信息进行存储、分析及加工后分析，并且将处理后的结果反馈给物联网的控制系统，实现物物之间的联系。1.2 物联网在物流业的应用现状物联网及相关应用领域的研究在我国开始时间较早，目前物联网技术和物联网标准基本和国际是一致的，主要研究机构有中国科技大学、中国科学院、清华大学、北京大学、北京邮电大学这些学术机构及华为技术、中兴通讯等企业在物联网的技术科研方面和产业实现方面进行了技术突破，取得了一定的发展规模和国际地位。伴随着物物联系的网络的发展，北京、上海、广东及浙江等省市已经开展了物联网在智能交通、智能物流、公共安全防护等应用领域的推广，并且伴随着传感技术、物联网信息化软件及通讯技术的不断改进，物联网的应用领域也在不断扩散。尽管伴随着物联网的高速发展带来了种种好处，我国物流业发展与我国城市经济发展却并不一致。物流业的发展对于我国平衡东西部经济发展有重要意义，改善我国物流信息化程度是发展物流的重要途径，物流信息化建设可以提高物流业运作效率、降低物流成本。物联网在我国发展面临的重大问题就是物流信息化建设的机遇与问题之间的权衡。我国物流行业近几年的发展迅猛，伴随着系统体系化的发展与可视化技术的进展，RFID与GPS技术使得物联网在物流配送体系的运作方面取得了可观的进展，对信息采集、货物行踪监控及可视化管理都作出了巨大改进。尽管我国物联网对物流配送体系的作用还不够均衡，总体来看，物联网的传感技术尚未推进，另外，信息化建设过程中由于企业与行业间的壁垒，使得通信协议、技术规范不统一，应用依旧处于低级水平，物流产业运作模式依旧不够成熟，企业规模与服务水平参差不齐。2 物联网在物流配送体系发展的优劣势简述2.1 优势在物联网时代里，通过信息系统将物流企业的电子标签与无线传感设备组成的网络相连，利用全球定位系统、地理信息系统和信息分析技术，将对物流企业的竞争力产生巨大影响。移动融合的便利性在目前也越来越对企业的产品竞争力产生影响，尽管目前这并未对物联网技术本身的应用能力有多大效果。但未来这个效果会越发的增加，因为客户主导权将使得移动融合的便利性偏向于客户方的利益，而非物流企业方面。虽然说这些技术能够导致物流企业的竞争力提高，不过基于物联网在物流配送体系的作用，要想提高物流企业的竞争优势，主要还是要充分利用物联网技术在各个方面的整个应用，如RFID与GPS的整合等。2.2 劣势物联网的优势及应用潜力是巨大的，但是在期望其爆发出优势的同时，更应该努力看到物联网目前存在的问题并努力克服。1）标准问题物联网设计各个系统的互联，标准问题是首当其冲的，目前，物联网国际上已形成了UCC、EAN、AIM、ISO、UID五大标准体系，各自代表不同国家的利益，达成共识的领域仅仅是在13.56MHz这个高频领域上。物流产业所要应用的超高频频段尚未达成共同标准，在不同国家使用频率并不一样。2）技术及成本问题物联网所需的超高频电子标签芯片目前选用的主要是国外T I 、NXP、HITACHI、INTEL公司为主，这种标签芯片主要受生产工艺、标签大小和基底材质的限制和影响，天线和芯片常常难以适配。标签所在物体的位置及形状、物态及包装材质也会对标签芯片的识别率产生干扰，如果是金属包装或者液体货物，常常难以避免干扰问题。而伴随着技术问题而来的就是成本问题，标签芯片及读码器成本本身就很高，在应用物联网技术时，成本还包括了接收设备、计算机通讯相关的成本、系统集成、数据处理系统等建设、维护与硬件配备的费用，而针对物流产业来说，这种高成本与物流业的低利润率是相违背的。随着技术的发展，芯片成本和各种系统成本不断在降低，物联网在未来可能仅仅是初期建设费用高而边际成本低。3)安全问题即使是RFID系统，也会遭受病毒和黑客入侵，因为如果在芯片中增加安全防护部分，会导致成本继续增加，而这便是安全漏洞，使得攻击者们能够破解密码从而得到信息。而目前的应用领域中，无论在运输还是出入控制，还是支付等在公路运输和铁道运输等配送体系中，或者仅仅在企业内部的应用中，都未能形成统一的行业互通协议，更不用提统一的标准和保密等问题，4）传统配送体系作业模式问题目前传统的配送作业模式依旧存在于大部分的物流配送企业，存在着诸多问题。首先是订单规范问题。订单的填写标准及输入方式导致录入错误，调度中心将正确的货物送到正确的地点都难以准确实现，物流配送体系的下单速度、订单进度不能查询，对订单的反应能力发展是严重的瓶颈。其次，对于目前应用的条码采集技术，往往因为识别率低，不可读，难以兼容及认为过失使得数据采集率低，存货数据不精确，影响配送中心关于采购货物的正确决策。第三，盘点货物难。传统的配送体系管理方式下，盘点需要人工作业，移动、扫码等，效率低下，难以满足准时生产管理的配送要求随时随地知道货物的数量，这将耗费大量的人力、物力。并且配送追踪能力弱，用户不能对货物的实时情况进行确认，传统的配送模式下，已经不能满足这些需求。3 基于物联网的物流配送体系构建3.1 信息平台的主体构架物流配送体系信息平台的主体构架包括物联网传感器基础网络、数据处理中心、备份及安全中心、系统管理平台、数个应用平台。基于公共平台上的数个公共应用系统、应用中心、共用平台。如图1所示。1）物流公共平台这主要是连接物流枢纽、银行、支付及信息系统，提供物流相关的公共信息发布与咨询。主要提供各物流配送部门的的信息，有利于监管协调部门对物流配送的业务进行监督、运营数据进行收集与统计分析，并且政府部门可以通过这些物流数据对制定物流行业政策提供参考。在遇到自然灾害等突发情况时，可以提供紧急物资采购、物资调拨与运输调度、协调指挥，将航运、空运及公路运输等方式进行系统对接。在需要的时候，与金融机构如银行、保险公司及期货、信托交易所等进行系统并接。2）物流共用平台这个平台是指连接物流配送体系中各平台和信息系统，提供综合商业性服务。其中有物流电子商务部分，如网上物流交易、物流运输信息、仓储信息发布、竞价匹配、交易匹配、货物实时信息查询及在线支付等；软件服务部分是指基于互联网的软件服务，直接使用平台上的公共软件而不必单独再购买。此平台还可提供第四方物流服务，如物流系统诊断、流程分析、系统改进等服务以改善整个供应链的物流配送体系。还可提供基于物流的金融服务，如代收费项目、代付费项目、担保服务、银行业务受理、抵押贷款等。另外，还可以有物流业务对外分包招标信息发布、物流采购、培训及人才招聘信息发布等服务。3）中心信息平台这是指整个物流配送信息平台的系统管理中心，它起集成与管理作用。各个系统在这里通过系统接口进行互通，各系统之间的互联与集成可以基于SOA（Service Oriented Architecture）的公共平台，已达到各种软件与物联网设备在异构环境下实现动态而标准化的集成，实现跨平台、跨结构的集成与应用，这些功能最终可以与省外其他的物流公共信息平台互联，以单项或者集成的方式使物流配送体系服务于公众。4）物联网传感器基础网络物联网主要通过RFID中间件、GIS中间件等中间件的集成、协同与整合各种物联网应用系统与装置来达到物流设备和相关数据的收集，通过传感器，向高一层的应用系统提供便于使用的服务接口让上层应用系统以单项或者集成的方式对使物流配送体系为公众服务。如对地质、水位等实时信息的检测下，对运输途中的车辆与货物定位、仓库视频监控以及与驾驶人员的实时定位与确认，获取货物温度及状态信息等来提供单项查询。也可以通过物联网的网上金融系统来提供网上下单、支付与结算等集成化服务。 图1 物流配送体系架构3.2 物流信息系统的完善传统的物流配送体系管理模式在面对目前复杂的市场需求局面上显得有些力不从心，对市场情况的变化及物流货物的实时情况的把握，需要物流网支持的物流信息系统的管理，物流企业才能突破传统管理模式下的障碍，减轻信息损失与错误，将及时而无误的物流数据发送至联网的数据库中，帮助决策。物流企业面对客户对物流服务不断提高的要求，在配送、仓储、和运输途中要与其他物流企业形成无差别的物流服务，还要不断降低成本，提高竞争优势，在未来的趋势是使用物流信息来对企业核心竞争力产生增值作用。利用物流业的专业化分工，物流信息资源的集中使得利用信息增值服务成为显示。现代物流技术基于计算机与无线通讯及网络技术，使得物流配送乃至物流企业利用物联网的信息增值服务有了坚实的技术基础。伴随着物联网的发展，物流信息服务水平也将不断发展与完善。物联网主要是由EPC ( ElectronicProduct Code) 编码、EPC 标签、读写器、EPC 中间件( 神经网络软件Savant) 、对象名解析服务( Object NamingService，ONS) 、物理标记语言( Physical MarkupLanguage，PML) 这六个部分组成。而物流信息系统是基于物联网的信息采集系统，通过物联网硬件与软件完成实时信息的输入，组成系统中最基础的信息资源。对物流系统的改造，第一是设计产品的EPC信息，这些是建立基于物联网的管理系统的基础，其中应包含货物出厂信息（静态信息）与物流过程中的环境状态信息（动态信息）。通过物联网获得这些实时数据，建立物流配送跟踪系统，实现对物流的流量、流向、仓储情况的监管，以及物品的安全情况的预警与危机应对，危险品的管理工作便可基于这些信息来提前安排。通过货品的EPC与RFID标签，通过GPS定位系统实时取得物品的地理位置，向管理系统的数据库传输这些地理信息，跟踪配送信息的过程中，每一个节点都能通过识别器辨认物品的信息，由此追踪物品的实时情况，即使发生问题，可以依据这些信息追溯或者召回，有效防止风险发生，对指挥与决策有着重要作用。紧接以上步骤，可以全面的升级物流信息系统；这时的全面升级将物流配送过程中的资金流、货物流、信息流等进行协调统一，将原有系统进行全面升级与重造，解决信息不通的问题。基于物流网将建立对物品从上游生产到仓储、配送到销售的全程实时信息采集、传递，将货品信息的仓库管理系统、物流配送系统与销售系统实现即时互通，此时的物联网将与供应链管理相协调，提高物流的效率。3.3 物流业务的的流程优化1）物流业务流程优化要使3.2节中提到的物流信息系统与供应链管理模式协同，必然要对物流企业的业务流程进行优化，使得业务流程贴合新信息系统的模式，跨越组织及系统障碍。主要达到几个效果：物流管理层次的扁平化；集中竞争力，将物流配送和销售移交第三方；物流企业专业化趋势发展；使得业务流与信息流贴合一致。2）实时监测信息系统利用EPC、RFID与Savant系统相互协作，实时采集物品所处的环境信息，如特殊物品的温度、湿度信息，对于严格管理的物品，如易爆物品或者有毒物品，信息采集频率可以密集；对于普通物品如速冻食品，采集频率可以略低一些，这些环境信息传输回管理数据库，与之相关的管理部门检测到环境发生了异常变化就会触发预警，使环境状况回到正常，以实现温度、湿度等的自动监控与调整。4 结论物联网使得物流配送体系发生了根本的改变，原有的管理模式和