第一章智能物流概述详解.ppt

第一章智能物流概述李蔚田编著 目录 引例 沃尔玛的电子识别标签 沃尔玛开始推出一个电子ID 身份标识号码 标签计划 以跟踪牛仔裤和内衣 服装上可移动的RFID智能标签将使员工快速获取库存盘点 知道有多少件衣服 哪个尺寸的服装缺货了 也可知道哪些尺寸还有存货 沃尔玛要求供应商将这些电子标签附加到可移动的纸质标签或包装上 而不是嵌在衣服里 以尽量减少标签追踪人们行踪的恐惧感 防止隐私泄露 沃尔玛也有标志提示顾客有关标签的事 市场经济的模式下 社会的发展速度常常体现在 流动 的效率上 商流 物流 信息流 现金流 这些 流动 形式几乎涵盖了现代商业社会的全部活动 随着经济的发展 注重效率逐渐成为了一种社会习惯 这同样也体现在了日渐庞大的物流业上 1 1智能物流概述 智能物流是现代物流系统中的一个高层次的关键环节 是直接面对服务对象的最具现代化的物流活动 智能功能完成的质量好坏及其达到的服务水平 直观而具体地体现了物流系统对需求的满足程度 1 1 1智能物流的概念智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程 包括智能运输 智能仓储 智能配送 智能包装 智能装卸以及智能信息的获取 加工和处理等多项基本活动 为供方提供最大化的利润 为需方提供最佳的服务 同时也应消耗最少的自然资源和社会资源 最大限度地保护好生态环境 从而形成完备的智能社会物流管理体系 一 对 智能 二字的理解谈到 智能 二字 人们对智能的认识是一个逐渐深化的过程 早期认为自动化等同于智能 当今的智能已经进化到融自动化 电子化 网络化于一体的综合系统 简单而言是 自动化 信息化 此时智能已成为物联网的代名词 二 智能化的特征发展到今天 互联网的出现或者说进入物联网时代 智能的涵义又更进了一步 这个时代的智能应该具有3个特征 即自动化 信息化和网络化 三 物联网与物流物联网 IOT InternetofThings 被称为继计算机 互联网之后 世界信息产业的第三次浪潮 国际电联曾预测 未来世界是无所不在的物联网世界 到2017年将有7万亿传感器为地球上的70亿人口提供服务 物联网是通过射频识别 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器等信息传感设备 按约定的协议 任何物品与互联网连接起来 进行信息交换和通信 以实现智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 1 物联网概念最早出现于比尔 盖茨1995年出版的 未来之路 一书中 2 1998年 美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称为EPC ElectronicProductCode产品电子代码 系统的 物联网 构想 3 1999年 美国Auto ID首先提出 物联网 的概念 主要是建立在物品编码 射频识别 RFID RadioFrequencyIdentification 技术和互联网的基础上 4 2005年 国际电信联盟 ITU 在 ITU互联网报告2005 物联网 中 正式提出了 物联网 的概念 按照ITU给出的这个定义 物联网主要解决物品到物品 T2T ThingtoThing 人到物品 H2T HumantoThing 人到人 H2H HumantoHuman 之间的互联 目前在业界出现了3个概念 即物联网的概念 传感器网概念以及泛在网的概念 如图1 1所示 图1 1物联网 传感网 泛在网之间的关系 它们的区别在于传感器网络主要位于末端 是传感器加一个近距离的无线通信网 中间不包括基础的网络 所以它只是末端 可以说是末端近距离通信的网络 它是物对物的通信 由传感器网 RFID 以及内置通信终端组成 物联网传输这个环节 它要跨到后期各个行业的网络 各个运营商的网络 整合进行协同 所以说 物联网不但涵盖了末端的网络 还涵盖中间的基础网络 泛在网络的定义是指无所不在的网络 包括了物联网 传感网 互联网 电信网 广电网等等 物联网的技术体系框架如图1 2所示 它包括感知层技术 网络层技术 应用层技术和公共技术 物联网的标准体系框架如图1 3所示 正像互联网把世界上不同角落的人紧密地联系在一起一样 物联网把世界上所有物品联系在一起 而且人与人 人与物 物与物之间可以互相 交流 物联网技术自产生之日起 就在美军的军事战略物流 军事后勤 上得以应用 同时 物流的每个环节几乎都可以与物联网对接 所以说物流应该是物联网的第一个应用领域 在某种程度上也可以说是狭义物联网的主要应用领域 物联网应用于企业原材料采购 库存 销售等领域 通过完善和优化供应链管理体系 提高供应链效率 降低成本 法国空中客车公司通过在供应链体系中应用传感网络技术 构建了全球制造业中规模最大 效率最高的供应链体系 所以说物联网与现代物流之间的关系是密不可分的 图1 2物联网的技术体系架构 图1 3物联网的标准体系架构 四 智能物流的界定目前 很多先进的现代物流系统已经具备了信息化 数字化 网络化 集成化 智能化 柔性化 敏捷化 可视化 自动化等先进技术特征 很多物流系统和网络也采用了最新的红外 激光 无线 编码 认址 自动识别 定位 无接触供电 光纤 数据库 传感器 RFID 无线传感器网络 卫星定位等高新技术 这种集光 机 电 信息等技术于一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现 现代物流的智能化已经成为物流发展的一个重要方向 采用智能决策方法 提高现代物流系统的智能化和自动化 最终实现快速响应 准时配送的优质服务 带动现代物流配送行业经济效益的提高是现代物流配送行业的宗旨 1 1 2智能物流公共信息平台物流公共信息平台是指基于计算机通信网络技术 提供物流信息 技术 设备等资源共享服务的信息平台 具有整合供应链各环节物流信息 物流监管 物流技术和设备等资源 面向社会用户提供信息服务 管理服务 技术服务和交易服务的基本特征 如图1 4所示 图1 4物流网络公共信息平台 一 物流信息平台的构建一般来说 凡是能够支持或者进行物流服务供需信息的交互或交换的网站 均可视为物流信息平台 将当前最流行的 云计算 技术融入到物流公共信息平台的搭建之中 将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度 构成一个计算资源池向用户按需服务 它具有超大规模 虚拟化 可靠安全等独特功能 二 智能物流公共信息平台功能建立智能物流公共信息平台是结合现代物流业发展的实际需要 随着物流业不断发展 智能物流也从理念走向了实际应用 智能物流公共信息平台主要功能的具体内容如下 1 BtoB企业信息发布平台 2 OA办公自动化系统 3 CRM客户管理系统 4 进销存管理系统 5 TMS TotalManagementSystem 车辆运输管理多式联运信息系统 6 WMS WarehouseManagementSystem 仓储管理系统 7 GIS地理信息系统和GPS卫星定位系统等外设接口 8 与工商 税务 海关等政府相关部门系统接口 9 物流联运指挥中心系统 即决策支持系统 10 云计算 资源统一管理和调度 向用户提供按需服务 11 信用评价 对企业用户证照核查 对司机用户身份证 驾驶证 运营证和行驶证的核查 12 过程管理 实现对货运车辆的跟踪和了解 全过程透明化管理 三 智能物流信息平台运作模式融合云计算 物联网和三网融合等最新一代技术 作为现代智能物流公共信息平台 应本着立足本地区 辐射全国 连接世界的战略目标 将彻底改变传统物流的经营理念和运作模式 主要体现在以下几个方面 1 信息平台功能更新换代 2 集在线交易 支付 监管 信息发布 产品展示 推广 营销终端应用为一体的复合功能的物流平台 3 全新的市场价值定位 融合各条物流具体工作流 同时在第三方服务机构等主体参与下 建立的一站式集成化服务的长沙市平台 4 诚信体系的建立和导入 5 有力的控制技术和安全保障 6 全新的信息平台服务体验 业内权威平台 四 智能物流管理模式 物联网 技术的加入为物流公共信息平台带来新的血液 通过物联网技术 平台的信息将会更加迅速 高效 物流管理过程将更加 智能 1 区域性的物流企业管理通道 2 信息更真实 更权威 3 空中高速 的高效率 1 2智能物流产生的背景和特征 智能物流指的是将信息 运输 仓储 库存 装卸搬运以及包装等物流活动综合起来的一种新型的集成式管理 其任务是尽可能降低物流的总成本 为顾客提供最好的服务 1 2 1物流的沿革与现代物流的产生一 物流概念的提出和物流活动的成熟物流概念的提出和物流活动的成熟源于机械化战争 第二次世界大战期间 美军利用运筹学方法展开研究 成功地解决了军事物资供应的诸多棘手问题 并形成了较为完整的理论 大约在20世纪70年代 日本学者将它形象直观地称作 物流 军事物流是现代物流大系统中的重要分支 不仅起着支持和保障军事行动的作用 还发挥着调整和强化军事后勤力量 将国家的经济力 科技力转化为战斗力 以及支援和巩固国防建设的作用 二 现代化军事物流需要信息化的支撑战争大致都可以分为人流 信息流和物流 信息流指的是部队通过网络等各种手段传输的信息 物流指的是武器装备的流动和军队自身的指挥系统的转移 物流的效率在很大程度上取决于新兴信息技术的应用程度 西方发达国家军队在发展现代军事物流的过程中 广泛采取了搭建信息平台的方式 运用计算机信息网络链接物流运作的各个环节 对物流配送实体网络和信息网络进行 无缝链接 三 现代物流推动军事后勤革命军事物流的发展 必然会引起军事后勤革命 而军地物流的一体化 则是这其中的重要发展方向 理想的状态是 出现一批准军事化的物流企业 这些设施可以是军地通用的 一旦发生了战争 这些企业都可以被部队征用 这样的好处是 一来可以大大减轻部队的负担 同时也能要求专业的物流企业保障物资准确到位 军地物流一体化 不仅减少了物资供应环节 大大提高了物流效率 降低了物流成本 而且使军民通用物资储备于社会 市场 企业产品中 技术储备于企业生产中 物流设施设备人员共享 1 2 2智能物流概念产生的历史背景一 智慧物流 的由来智能物流亦称 智慧物流 是2009年12月中国物流技术协会信息中心 华夏物联网 物流技术与应用 编辑部联合提出的概念 二 智能物流 称谓的提出国家 物联网 十二五 发展规划 指出 十二五 期间 我国将积极开展应用示范 在9个重点领域完成一批应用示范工程 力争实现规模化应用 9个重点领域即智能工业 智能农业 智能物流 智能交通 智能电网 智能环保 智能安防 智能医疗 智能家居 在2009年中国物流技术协会信息中心 华夏物联网 物流技术与应用编辑部率先在行业提出 智慧物流 的概念 三 智能物流的发展企业通过将物联网技术应用到物流当中后也证明 通过智能信息服务平台对物流行业资源的整合 确实可以降低物流成本和损耗 国内比较知名的物流信息综合服务平台 物流北京 自2010年正式上线后 先后共吸引了两千多家注册会员物流企业和近万家非会员企业 汇集了北京近800处库房资源 并通过平台先后组织了在线仓库招投标243次 为招标方降低了近10 的采购成本 还缩短了近40 的招标时间成本 使招投标双方实现双赢的同时大大降低了社会物流总成本 目前 物流北京 的在线总成交额已突破4亿元大关 1 2 3现代物流的主要特征根据国外物流发展情况 将现代物流的主要特征归纳为以下几个方面 1 物流反应快速化 2 物流功能集成化 3 物流服务系列化 4 物流作业规范化 5 物流目标系统化 6 物流手段现代化 7 物流组织网络化 8 物流经营市场化 9 物流信息电子化 1 2 4智能物流与传统物流的区别传统物流与现代物流的区别主要表现在以下几个方面 1 传统物流只提供简单的位移 智能物流则提供增值服务 2 传统物流是被动服务 智能物流是主动服务 3 传统物流实行人工控制 智能物流实施信息管理 4 传统物流无统一服务标准 智能物流实施标准化服务 5 传统物流侧重点到点或线到线服务 智能物流构建全球服务网络 6 传统物流是单一环节的管理 智能物流是整体系统优化 1 2 5早期智能物流应用案例一 最早的物联网应用案例 微尘技术越战时期 美军在密林覆盖的 胡志明小道 投放了2万多个 热带树 传感器 亦称微尘技术 所谓 热带树 实际上是由震动和声响传感器组成的系统 它由飞机投放 落地后插入泥土中 只露出伪装成树枝的无线电天线 因而被称为 热带树 只要对方车队经过 传感器探测出目标产生的震动和声响信息 自动发送到指挥中心 美机立即展开追击 总共炸毁或炸坏4 6万辆卡车 二 移动跟踪系统在战场上 负责后勤保障的士兵手持通信终端与车辆和供应站进行实时通信 以便实时跟踪车辆的位置 在各级指挥所 站在美国国家地理空间情报局地图前的指挥员通过GPS提供的定位数据和由L波段卫星提供的双路通信指挥车辆驾驶员和前线后勤保障人员 三 美军物流可视化的应用1991年海湾战争期间 美军向海湾地区运送了约4万个集装箱 由于标识不清 造成大量物资在港口堆积如山 不知道物品的流向 更无法实现资产的可视化 据美军估计 如果在这场战争中能够有效地跟踪集装箱的位置和所装载的物品 可节省约20亿美元 1994年 美国国防部与Savi技术公司签订了多年合同 由Savi技术公司提供射频识别标签 固定 移动 手持的RFID读写器以及相关的硬件 软件和专业服务 这些准实的方案促进了美国国防部全资产可视化计划 TAV 的实施 2003年第二次海湾战争期间 情况有了彻底的改观 美军通过嵌在集装箱上的RFID对发往海湾的约4万个集装箱进行跟踪 三维可视化 实现了从储备式后勤到配送式后勤的转变 从而显著减少了空运量与海运量 降低了物资储备量 最终节省数十亿美元 作为美国国防部负责全球资产跟踪的部门 联合自动识别技术产品管理部门 PdMJ AIT 既负责国防部有关自动识别技术和RFID产品的采购 也管理着美军基于RFID技术的全球物流可视化基础设施 RF ITV 1 3现代物流智能化的发展 作用与影响 1 3 1物联网发展的重点领域根据 中国物联网 十二五 发展规划 今后物联网的发展将主要集中在智能工业 智能农业 智能物流 智能交通 智能电网 智能环保 智能安防 智能医疗与智能家居九大领域 其中 智能物流领域将主要涉及建设库存监控 配送管理 安全追溯等现代流通应用系统 建设跨区域 行业 部门的物流公共服务平台 实现电子商务与物流配送一体化管理 一 主要应用类型表1 1物联网主要应用类型 图1 3物联网的技术体系架 二 协同推进物联网业务发展物联网产业链中包括设备提供商 前端终端设备 网络设备 计算机系统设备等 应用开发商 方案提供商 网络提供商以及最终用户 如图1 5所示 图1 5物联网产业链 其中 物流业就是最早接触物联网的行业之一 也是最早应用物联网技术实现物流作业智能化 网络化和自动化的行业 智能物流是根据自身的实际水平和客户需求对智能物流信息化进行定位 是国际未来物流信息化发展的方向 1 3 2现代物流业的发展趋势一 第三方物流日益成为物流服务的主导方式从欧美国家发展趋势看 生产加工企业不再拥有自己的仓库 而由另外的配送中心为自己服务 已经成为一种趋势 二 信息技术 网络技术日益广泛用于物流领域 物流与电子商务日益融合 20世纪70年代电子数据交换技术 EDI 在物流领域的应用曾简化了物流过程中烦琐 耗时的订单处理过程 使得供需双方的物流信息得以即时沟通 物流过程中的各个环节得以精确衔接 极大地提高了物流效率 而互联网的出现则促使物流行业发生了革命性的变化 基于互联网的及时准确的信息传递满足了物流系统高度集约化管理的信息需求 保证了物流网络各点和总部之间以及各网点之间信息的充分共享 三 物流全球化物流全球化包含两层含义 一是指经济全球化使世 界越来越成为一个整体 另一层含义是指 现代物流业正在全球范围内加速集中 并通过国际兼并与联盟 形成愈来愈多的物流巨无霸 1 3 3现代物流的作用一 现代物流是生产流通企业的第三利润源泉进入20世纪80年代 面对全球激烈的市场竞争挑战 人们开始把探寻利润的目光从生产领域转向非生产领域 惊奇发现创造物流价值的成本相当高昂 企业生产经营过程中的浪费仍然十分突出 再加上微电子技术 信息技术以及制度创新等因素 自20世纪80年代以后 作为企业的 第三利润源泉 的物流 就自然成为市场竞争的一个新焦点 受到理论界和实务界的高度重视 界越来越成为一个整体 另一层含义是指 现代物流业正在全球范围内加速集中 并通过国际兼并与联盟 形成愈来愈多的物流巨无霸 1 3 3现代物流的作用一 现代物流是生产流通企业的第三利润源泉物流因其贯穿了生产和流通的全过程 所以合理 高效的物流能够通过对企业的整个生产和流通结构的协调与完善带来巨大的利润 对第三个利润源理论的最初认识基于两个前提条件 一是物流是可以完全从流通过程中分化出来的 二是物流是单独的盈利因素 物流可以成为 利润中心 型的独立系统 物流成为第三个利润源要基于两个自身能力 1 物流在整个企业战略中 对企业营销活动的成本发生重要影响 物流是企业成本的重要的产生点 2 物流活动最大的作用 并不仅仅在于为企业减少了消耗 降低了成本或增加了利润 更重要的是在于提高企业对用户的服务水平 进而提高了企业的竞争能力 二 现代物流是企业获取竞争优势的重要源泉当前既能提供成本优势 又能提供价值优势的管理领域是极少的 而物流管理则是这些并不多的管理领域中的一个 高效 合理的物流管理 既能够降低企业经营成本 又能为顾客提供优质的服务 既能使企业获得成本优势 又能使企业获得价值优势 因此 物流管理 日益受到企业的重视 被纳入企业战略管理的范围 甚至成为企业发展战略的基石 1 3 4物联网技术对现代物流企业的影响物流信息化对现代物流企业的影响 主要体现在以下3个层面 1 提高企业的决策水平 2 固化管理和优化操作 3 推动供应链的形成和对供应链的管理 1 4物联网产业的现状与物流业的发展 1 4 1现状及形势一 发展现状1 产业发展初具基础 无线射频识别 RFID 产业市场规模超过100亿元 其中低频和高频RFID相对成熟 2 技术研发和标准研制取得突破 我国在芯片 通信协议 网络管理 协同处理 智能计算等领域开展了多年技术攻关 已取得许多成果 3 应用推广初见成效 目前 我国物联网在安防 电力 交通 物流 医疗 环保等领域已经得到应用 且应用模式正日趋成熟 二 应用领域物联网用途广泛 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 农业管理 老人护理 个人健康等多个领域 图1 6展示了未来物联网的应用场景 图1 6物联网的应用 三 物联网主要智能产品目前 我国已经开发十余项物联网应用产品 涵盖了物联网的主要应用领域 1 智能家居 实现对家庭设备的远程操控 2 智能医疗 借助家庭医疗传感设备 对家中病人或老人的生理指标进行自测 并将生成的数据通过中国电信的固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关单位 3 智能城市 对城市的数字化管理和城市安全的统一监控 4 智能环保 水质的自动监测 预警预报重大或流域性水质污染事故 5 智能交通 无线视频监控平台 智能公交站台 电子票务 车管专家 公交手机一卡通 6 智能司法 7 智能农业 8 智能物流 9 智能校园 四 面临形势 十二五 时期是我国物联网由起步发展进入规模发展的阶段 机遇与挑战并存 国际竞争日趋激烈 美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一 欧盟制定了促进物联网发展的14点行动计划 日本的U Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一 韩国的IT893战略将物联网作为三大基础建设重点之一 1 创新驱动日益明显 2 应用需求不断拓宽 3 产业环境持续优化 1 4 2我国物流业存在的问题1 成本普遍偏高 2 网络化水平低 3 低端物流企业居多 1 4 3智能物流在发展中可能遇到的问题一 技术标准标准是一种交流规则 关系着物联网物品间的沟通 智能物流的发展必然涉及通信的技术标准 各国存在不同的标准 因此需要加强国家之间的合作 以寻求一个能被普遍接受的标准 但是 各类层次通信协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程 二 核心技术传感器是一种物理装置或生物器官 能够探测 感受外界的信号 物理条件 如光 热 湿度 或化学组成 如烟雾 并将探知的信息传递给其他装置或器官 如果把物联网比作人 那么传感器就像人体的五官 没有传感器的存在智能物流就无从谈起 目前在传感器技术领域我国尚无话语权 我国的传感器芯片 从技术到制造工艺 都落后于美国等发达国家 传感器是物联网的基础 没有它 物联网就是无源之水 无本之木 等 三 协议与安全及终端与地址物联网是互联网的延伸 在物联网核心层面是基于TCP IP 但在接入层面 协议类别包括GPRS 短信 TD SCDMA 有线等多种通道 需要一个统一的协议 与此同时 物联网中的物品联系紧密 如何实现大量的数据及用户隐私的保护 成为亟待解决的问题 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能 且不同行业需求各异 如何满足终端产品的多样化需求 对运营商来说是一大挑战 另外 每个物品都需要在物联网中被寻址 因此物联网需要更多的IP地址 四 费用与规模化要实现物联网 首先必须在所有物品中嵌入电子标签等存储体 并需要安装众多读取设备和庞大的信息处理系统 这必然导致大量的资金投入 因此 在成本尚未降至能普及的前提下 物 联网的发展将受到限制 为了提高效率 规模化是运营商业绩的重要指标 终端的价格 产品多样性 行业应用的深度和广度都会对用户规模产生影响 如何实现规模化是有待商讨的问题 五 商业模式确立商业模式是物联网发展的重要命题 目前物联网产业尚未成熟 处在零散应用的产业启动期 由此可以看出 系统性商业模式的建立 是将零散应用整合为规模效应 真正实现产业化发展突破的关键所在 六 产业链缺少推力从产业链构成的角度 物联网是以应用解决方案为核心 以应用解决方案 传感感知 传输通信 运算处理为关键环节的集成创新价值链 其中 应用层是核心 物联网在一个相当长的时期内 都将是面对某项具体的 应用而存在的 所以售后物联网的创新 普及和应用层的需求决定了物联网整个产业链的成长 七 配套政策和规范的制定物联网环境下的智能物流的实现并不仅仅是技术方面的问题 建设智能物流的过程中将涉及许多规划 管理 协调 合作等方面的问题 还涉及个人隐私保护等方面的问题 这就需要有一系列相应的配套政策和