基于物联网的智能物流系统设计

李　静

(陕西工业职业技术学院 汽车与物流学院，陕西 咸阳 712000)



基于物联网的智能物流系统设计

李静

(陕西工业职业技术学院 汽车与物流学院，陕西 咸阳 712000)

在物流中融合物联网技术，能够促进物流过程数据的透明化，便于实时监控与安全管理，从而提升物流供应链系统的自动化和智能化水平，实现物流效率与经济效益的提升。通过物联网技术在物流供应链生产、运输和仓储、配送以及零售等环节中的应用，研究了智能物流的技术特性，提出了基于物联网的智能物流供应链系统架构，并深入分析了仓库智能作业、实时订单跟踪和配送优化管理等主要模块。采用物联网技术能够全面提升物流效率与管理水平。

物联网；智能物流；供应链；优化管理

物流供应链系统的运营效率与经济效益取决于货物装卸、包装、运输和存储等一系列环节的高效、顺畅连接，以及环节内的实时监控与管理。采用传统的物流管理，无法实时、完整和准确地采集上述数据，很难监控物流供应链过程，无法实现物流效率与经济效益的提升。

与之相比，采用物联网技术实现的智能物流，以物流供应链过程数据透明化、物流监控实时化和供应链管理决策智能化为特征，可实现物流供应链各个环节运营的高效自动化、监管智能化以及物流运输的安全可靠。通过挖掘物流客户的需求、实时监控物流运输过程以及优化管理商品库存，可实现物流管理自动化，物流作业高效便捷，以及以客户为中心的理念[1-2]。

1　物联网技术

目前，国际电信联盟(ITU)[3]、欧盟委员会[4]、IERC[5]和中国物联网年度发展蓝皮书[6]分别给出了物联网的定义，尽管上述定义不同，但它们均认同物联网的以下特征：物体数字化与虚拟化、泛在互联、信息感知与交互、信息处理与服务和支持信息处理。

物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络，利用传感器、射频标签和智能网络在种种物品间建立联系，实现人对物或物对物的互动。其核心就是无线传感器网络，借助于分布在货物、仓库和运输车辆上的电子标签，以及可移动手持式数据采集智能终端，基于GPS的地理信息系统，实现货物运输全过程物流信息的实时采集、传输、通信以及分析与处理，以物联网的形式构成人-物-信息相互联系的整体系统，从而实现对分布式信息点的全方位覆盖[7-8]。

通常，物联网系统划分为3个层次(见图1)：感知层、网络层和应用层。以物流行业为例，感知层通过电子标签为包裹及货物设置识别号，识别号对应着包裹的来源与目的地等物流信息，通过射频识别设备扫描电子标签，即可采集上述信息，然后传送到传感器总结点。

图1　物联网3层结构

2　物联网在物流供应链各环节中的应用

物流行业是最早使用物联网技术的行业之一，很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、集成化、智能化、可视化和自动化等先进技术特征。

2.1物联网在生产环节的应用

采用物联网技术能够实现订单-生产-物流一体化连接。根据订单信息，利用自动采集技术手段，将制造工厂的生产设备、人员、材料、工艺和节拍等进行管理，并使其数据化、透明化，以提高生产过程的快速响应和协同能力，从而提高了生产管理的效率；同时，通过系统理顺了生产过程控制流程，提高了生产管理水平，对提高企业生产过程的设备效率、时间效率和工艺效率等具有重大意义。采用物联网技术解决了生产过程中信息不透明的盲区。

2.2物联网在运输和仓储环节的应用

货物运输与仓储业务涉及数据单据众多、采集点分散和监管困难等难题。采用传统物流管理技术不仅耗费大量人力和物力，而且容易造成运输或仓储过程中货物损坏和丢失。而采用先进的无线射频、Zigbee和RFID技术等物联网技术，可构建成数据信息更透明可靠、管理效率更高的运输和仓储管理系统。

2.3物联网在配送环节的应用

在配送环节，通过一系列信息采集和传感设备，如射频识别装置、红外感应装置、激光扫描装置和全球定位系统等，把物品与物品、物品与互联网连接起来，可以大大缩短拣选时间，加快配送速度，并掌握预期的到达时间。在销售物流环节，智能货架自动识别并随时报警，通过网络并实现敏捷反应，有助于开展主动营销和主动式服务。

2.4物联网在零售环节的应用

在商品零售环节，应实时掌握商品的售卖情况，以尽早安排物流补货。借助于物联网技术，所有商品附加独立ID，通过即时扫描可以跟踪每笔交易(从生产商到代理商再到零售商)，改进零售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库存，提高效率，减少出错。零售商通过物联网，可提前预测顾客的商品需求，从而预先安排物流，保证顾客需求的满足。另外，借助于物联网技术，能够为顾客提供个性化、身临其境的体验，进而提高顾客保留率。

3　基于物联网的智能物流供应链系统

3.1智能物流的技术特性

智能物流和传统物流相比，具有更高的技术需求，具体表现如下：1)需要实现物流供应链各环节数据的透明化、可视化以及集成化，从而基于所收集数据完成物流管理与决策的智能化；2)需要根据不同客户的需求提供灵活的，多样的物流服务，要求在仓储和配送过程中可以为不同性质的货物提供物流的解决方案；3)需要完成物流操作过程的自动化，从而提高物流运营效率，并保证货物运输、仓储的安全与可靠；4)需要实现对物流资源进行信息化优化调度和有效配置，来降低物流成本，并能够在物流过程中加强管理和提高物流效率，以改进物流服务质量，实现物流供应链系统的层次化、柔性化、定制化以及系统化；5)为了使效益和效率最大化，应实现物流信息的快速反馈，使销、产、供和物流信息动态同步，这就要求物流系统能够及时给企业提供其所需的信息服务。

3.2智能物流供应链系统架构

基于物联网的智能物流供应链系统主要包括4个部分：可视化仓库管理系统、无线传感器网络、智能终端设备和物流管理与智能决策系统，实现对采购、分拣、运输、仓储和配送等生产环节进行全程监控和数据记录，实现货物产品的跟踪溯源，保证信息管理的准确化、网络化和实时化[9]。其中，可视化仓库管理系统可实现仓库可视化管理，提供处理日常业务的功能。通过GPS、安全电子锁和温湿度计等构成无线传感器网络[10]，有效解决不同货物在物流中运输、交接等各环节的管理难点问题。不仅大大提高了运输、销售企业的效率，提升了企业的服务质量，还为货品的运输安全、防偷盗行为提供了技术保障。无线终端、无线网络、RFID技术及监控技术的使用，将使智能可视化仓库管理实现的功能更加准确、高效[11]。

系统架构要实现如下目标：1)实现库存信息可视化、库存物料及其状态的可视化跟踪、可视化查询结果的输出、自动生成库存操作单据，为管理者提供多方位、直观的统计信息；2)软件与硬件相结合，解决库房仓储管理中各个业务流程环节的数据采集、识别与信息交互；3)运用自动识别技术的处理手段，极大地提高了工作效率，降低了人为出错率，从而确保了用户需要的快速响应度；4)系统设计坚持灵活性、易用性、兼容性和扩展性的特点，可以保证用户已有的IT设备与资源的投入及系统的不断升级要求；5)对业务处理的全过程记录与历史信息的查询，能满足资源信息的全程追溯的需求，充分保障了用户的利益；6)为信息管理今后业务流程的延伸，提供了预留的技术接口。

3.3智能物流供应链系统主要模块

智能物流供应链系统主要包括如下几个模块。

1)仓库智能作业模块。包括自动化立体仓库、AGV机器人、搬运/码垛机器人、高精度堆垛机、条码/RFID识别和物联通信系统等先进技术，实现管理的集约化、精益化、标准化和现代化。对物流供应链关键点采用自动化设备代替人工，从而提高生产效率，降低损耗，降低人员配置。通过堆垛机进行物料的高层、立体存储，码垛机器人进行高速、高精度的码垛操作；自动输送线对物料进行传输、移载、升降、分流和合流等操作；物流管理软件代替人工台账管理，便于企业统一管理，便于上层领导根据实际情况进行正确决策；计算机网络架构进行信息实时传递，代替信息人工传递，保证信息的时效性和可追溯性。

2)实时订单跟踪模块。基于物联网技术实时订单追踪，提升货运管理效率。运用了射频识别、地理信息系统和无线传感器等物联网技术，再搭配智能终端等硬件设备，实现对货车行驶全程地理位置追踪、货物订单全程追踪等业务需求，并且可以通过手持终端拍下货物签收单据的照片，单据照片可实时发送回管控中心，管控中心因此可以及时获知货物的交付情况。如果货物需要二次配送或退单，司机可以通过手持终端及时向管控中心反馈相关信息，管控中心凭借订单追踪系统就可以监测到相关信息并作为办理二次配送和退单的依据，这个过程不仅减少了办理二次配送和退单的工作量，而且也减少了期间发生的各种争议。当运输过程中出现其他异常状况时，物流中心也可以及时通过手持终端获知相关信息并作出应对措施。

3)配送优化管理模块。在配送优化管理模块中，应用大条码扫描器可以避免作业人员下车扫描条码。这不仅减少了作业时间，也杜绝了下车扫描条码时的安全隐患。通过物联网实时接收控管中心的作业指令回传作业结果，甚至可以规划作业任务和作业路径，提升空间及时间的使用效率，并确保工作内容执行的正确性。由于物联网还可以回传作业结果，因此不仅仓库作业人员不用再耗费大量时间用于等待纸质单据的打印与传送，而且物流中心的行政人员也可以节约大量编制报表的时间。

4　结语

采用物联网技术能够实现物流供应链过程数据的透明化，在此基础上可以提升物流操作效率的自动化、物流管理与决策的智能化水平，另外，物联网技术在物流供应链生产、运输和仓储、配送以及零售等各个环节都具有广阔的应用前景；因此，基于物联网的智能物流供应链系统能够全面提升货物运输安全与物流效率水平。

[1] 刘楠，惠巧鸽. 智能物流的发展[J]. 中国商贸，2012(13):142-143.

[2] 周立新，刘琨. 智能物流运输系统[J]. 同济大学学报：自然科学版，2002(7):829-832.

[3] ITU.ITU internet report 2005: the internet of things[R]. Geneva:ITU, 2005.

[4] Commission of the European Communities.Internet of things-an action plan for Europe[R]. Commission of the European Communities, 2009.

[5] Ovidiu Vermesan.European research cluster on the internet of things-outlook of IoT activities in Europe[R]. Workshop:”RFID and the Internet of Things - Are you ready?”, Norway, 2010.

[6] 中国物联网研究发展中心.中国物联网产业发展年度蓝皮书[R].中国物联网研究发展中心,2010.

[7] 王丽丽. 未来物联网应用的软件架构研究[J]. 信息技术,2015(8):110-112.

[8] Inhyok C， Shah Y， Schmidt A U， et al. Trust in M2M communication[J].IEEE Vehicular Technology Magazine，2009，4(3): 69-75.

[9] 曹虎，曲强，应小昆，等. 企业信息化综述[J]. 新技术新工艺，2014(10):52-55.

[10] 张玉静. 基于物联网的卷烟物流建设及优化研究[J]. 新技术新工艺，2014(11):64-67.

[11] 胡卉，胡大伟. 智能物流条件下供应链实体协同体系研究[J]. 铁道运输与经济，2010(8):65-68.

责任编辑马彤

Design on Intelligent Logistics System based on Internet of Things

LI Jing

(Shaanxi Industrial Vocational College， School of Automobile and Logistics， Xianyang 71200, China)

Internet of things (IOT) technology enhances transparency of the logistics process data, so as to enhance the automation and intelligent level of logistics and supply chain systems. Firstly, the application fields of IOT are introduced that include the logistics supply chain of production, transportation and warehousing, distribution, and retail. Then the technical characteristics are pointed out about intelligent logistics. On this basis, it deeply analyzes the architecture of intelligent logistics supply chain system, intelligent warehouse operation, real-time tracking of orders, distribution optimization and management based on IOT. By means of IOT, it can enhance logistics efficiency and management level.

IOT， intelligent logistics， supply chain， optimization management

TP 391

A

李静(1982-)，女，讲师，主要从事物流工程与管理等方面的研究。

2015-12-29