基于智能物流系统的物流信息教学体系的构建研究

林　钢,刘艳辉,方　亮

(北京邮电大学　世纪学院,北京　102101)



基于智能物流系统的物流信息教学体系的构建研究

林钢,刘艳辉,方亮

(北京邮电大学世纪学院,北京102101)

[摘要]在应用型人才培养成为普通本科院校人才发展方向的背景下,文章主要设计了基于RFID技术的智能物流实训系统,并在实训系统的基础上构建了基于智能物流系统的物流信息实训教学体系。

[关键词]教学体系；智能物流；物流信息

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.24.276

1引言

物流业的发展带动了物流技术在物流行业的应用,因此,物流技术也成为物流工程专业的学生未来就业、升学当中必不可少的技能之一。但传统的《现代物流技术》的教学方式一直“重理论轻实践”,以基础课的授课方式讲授应用型技术类型的课程,存在教学形式单一、教学内容空洞、实践教学环节薄弱、学生的实际操作能力不足、学生自主学习能力差等问题,与当前的建设应用型大学及培养应用型人才的发展方向不符,同时,也难以真正让学生掌握应用技术的核心技能。

本文针对上述存在的问题,提出一种基于智能物流系统的物流信息教学体系,通过感知认识、理论教学、系统实操、系统开发与设计等多层次立体教学模式,将技术带入课堂,案例引导式教学,学生互动式学习的方式,探索一种新的针对应用型教学模式,从而提高学生的专业技能,扎实学生的专业知识,提升教学质量,培养符合当前社会与行业背景的应用型物流信息人才。

2基于RFID技术的智能物流实训系统的设计

为了实现物流信息教学体系的构建,首先设计基于RFID技术的智能物流实训系统。本系统将用RFID技术替代传统物流供应链系统中的条码技术,并结合物联网及无线网络技术,实现商品的全生命周期的追溯与可视化管理。整个系统以商品的销售为驱动,以数据共享为前提,以物联网技术为支撑,对包括生产环节、仓储环节、配送环节、运输环节与销售环节的闭环供应链系统进行全程运作模拟。各环节产生的数据,全部通过互联网传输并存储在数据中心中,数据中心处理相关信息后,通过互联网提供相关的生产、仓储、配送、运输、销售与消费者等不同环节的用户提供相关信息的查询。

基于物联网技术的智能物流实训系统的整体系统流程与架构如图1所示。

图1　整体系统流程与架构

2.1基于RFID技术的系统编码体系的设计

为了完成产品的全生命周期的追踪与产品物流间的对应关系,需要解决物理实体编码标识与信息采集的问题。本系统中,将采用RFID技术作为系统标识与信息采集技术,EPC编码体系对物理实体编码标识。

在本系统中,通过贴标与数据绑定与数据服务注册来完成。贴标过程包括单品贴标、包装箱贴标、托盘贴标、车辆贴标等，产品在生产环节完成单品贴标,这一过程的作用在于赋予单品一个由RFID标签承载的编号,编号中可表示货物的体积、重量、生产日期、批号等多种含义、多种信息的RFID,而且由于RFID采用无源标签,信息的存储不会丢失。该编号在以后的过程中与物品绑定在一起,在赋予编号的同时注册产品的EPCIS信息服务,包括产品信息、生产企业信息等；在装箱过程,将若干个单品绑定装入一个包装箱,并为包装箱赋予一个由RFID标签承载的编号,包装箱编号分别与单品编号绑定,并将数据上传到数据服务器；当产品在出入库过程中,会把若干个包装箱装入托盘,每个托盘贴有固定的RFID标签,并实时的上传数据。负责运送物品的车辆在接收运送的货物之前,会通过RFID标签的阅读获得运送物品的编码,在之后的运送过程中,就可以通过车辆上的移动终端提交物品的即时信息,这些信息包括物品的位置、状态(温度、湿度等)等信息,以为其他过程应用。当装置收到RFID标签信息后,连同接收地的位置信息上传至通信卫星,再由卫星传送给运输调度中心,送入数据库中。有关货物及车辆的必要信息可实时记录在数据库中,有利于物流计划中心对车辆和货物的适时控制,并且有利于客户即时的查询货物信息。

2.2系统功能设计

系统由生产工厂开始模拟,当生产工厂接收到配送中心的生产加工订单后,制订生产计划,开始生产,生产过程包括贴标与加工两个环节,完成后,带有唯一标识的产品运送到配送中心；配送中心的管理过程包括商品的入库、在库管理、出库、装箱贴标、托盘贴标、准备运输六个环节。当配送中心接收到来自超市的订单后,根据订单生成出库单与配送单,然后出库发货；发货后商品进入在途环节,在途环节车辆向数据中心发送在途信息,以供配送中心与超市实时查看；当货物送至超市后,则进入超市后台管理环节,包括商品的入库、在库管理以及货物的上架；当超市后台接收到前台的补货单后,则根据补货单生成出库单,进行货物上架；在超市前台,顾客使用智能购物车选购商品,智能物资管理系统可以实时更新在库货物信息,当有商品数量减少到一定数值后,发出警告,管理人员根据库存情况与销售情况下补货订单,通知后台补货。系统各环节的功能设计见下表。

系统各环节的功能设计表

续　表

3物流信息教学体系的建立

在建立智能物流系统的基础上,充分发挥实验资源,通过理论讲授,向学生介绍基础的物流相关知识,了解供应链各环节,初步认识了解相关的信息技术；在此基础上,对智能物流系统进行实操,能够更深入地理解相关的技术,对供应链系统也会产生深刻的认识；第三个阶段,“解剖”智能物流系统,让学生自己动手去搭建智能物流系统,从而能够真正了解各种技术在物流系统各个环节中的应用；最后学生通过对流程与技术的理解,自己设计相关的物流系统,并能够应用相关的方法,对系统产生的数据进行数据分析,从而使学生对整个智能物流系统有一个深入的理解,详见图2。

图2　智能物流实训系统

3.1通过软件实操,增强理论教学效果

传统的实训教学中,对于基础理论知识的介绍完全是从理论到理论,内容非常乏味无趣,在一定程度上损害了学生的积极性和学习效果。基于智能物流系统的物流信息实训过程中,首先通过系统软件的操作与运营过程,理解供应链系统相关的概念、运作模式、特点等。同时,对于相关技术的理论教学,最好效果是让学生看到技术、体验技术、应用技术。因此,通过智能物流系统,将技术直接带入课堂,通过智能物流系统的实操,可以让学生直接感受到技术,帮助其更好地从理论层面认知技术。

3.2通过硬件搭建,提升技术应用教学效果

应用技术教学的最好效果是让学生看到技术、体验技术、应用技术。因此,通过智能物流系统,在操作系统的基础上,对系统进行搭建。通过搭建不同的系统环节,对于技术在不同系统过程中的应用,产生深入的理解,并在实际搭建的基础上,提升学生的动手能力。以条码技术为例,可以在课堂演示条码的生成(软件生成),演示条码的读取,同时可以让同学们利用手机体验条码的读取过程(二维码),在此基础上开展教学；同时,在当前条件下,可以将RFID技术、GPS技术直接引入到课堂中进行演示。

3.3设计阶梯式实验内容,打通关联课程屏障

传统物流信息技术的实验教学过程,以参观演示为主缺少互动以及难以调动学生的积极性。因此将利用智能物流系统,开发立体式实验内容,以课堂演示为基础,实验课程学生通过验证实验、设计性实验层层深入,并为未来物流识别技术的开发内容打下基础。建立：演示—实操—设计—开发,四级递进阶梯式实验内容。并与C#面向对象开发、物流信息技术开发小学期等教学等环节互为基础打通屏障,全面推进。

3.4综合案例分析,引导学生信息技术应用创新

在学习多种技术的基础上,可以结合企业的案例进行综合案例分析,如GPS技术与GIS技术的结合解决运输问题、RFID技术与传感器技术、Zigbee技术结合解决冷链监控的问题等。在充分结合企业需求的基础上,逐渐引导学生发现问题,结合当前技术基础,提出具有创新性的解决方案,从而真正做到培养应用创新型人才。

4结论

本文通过建立智能物流系统,探索构建基于智能物流系统的物流信息教学体系,改变传统理论讲授、参观演示的主物流信息课程现状,建立从讲授—感知—实操—应用—创新的一个符合客观规律的认知过程。在系统的构建过程中,涉及物流学、物流系统规划、物流信息系统设计、物流信息系统开发、物流信息技术应用等多方面的课程内容,同时,本文仅对智能物流系统做了初步的设计,所以后续还有很多工作要深入完成,本文旨在为后续的物流信息实训的教学改革提供参考。

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