物联网技术在仓储物流领域应用分析与展望.doc

物联网技术在仓储物流领域应用分析与展望 摘要：仓储物流，就是利用自建或租赁库房、场地，储存、保管、装卸搬运、配送货物。物联网是"物物相连的互联网",是通过各类信息传感设备,按照约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统.我国仓储业自2003年底开始探索应用物联网技术以来,企业仓储物联网技术应用取得了一定进展,但大多局限于智能仓储管理与自动化作业层面,目前仓储业应用的物联网技术主要有自动控制技术、智能机器人堆码垛技术、智能信息管理技术、移动计算技术、数据挖掘技术等.今后,随着物联网技术在仓储业应用的逐步深入,仓储物联网将出现互通互联的大趋势. 关键词：物联网；仓储物流；应用；展望 1、引言 2010年以来中国政府对物联网的发展极为重视，一系列物联网发展的产业政策及规划相继出台，物联网已经上升为国家战略【1】。 我们认为，物联网的发展并不是一个突变的过场，而是一个从信息自动提取、信息整合、物品局域联网、局部系统的智能服务与管控等向全网融合逐步深化的过程。物联网的理念最初是基于RFID/EPC的技术而提出的，后来物联网的理念又是随着各种感知技术与网络技术的突破而提升和完善。 当1999年世界上首先提出基于RFID/EPC的物联网技术的时候，物流行业被寄予厚望，仓储业由于其在物流行业核心的地位，也最早开展了物联网技术应用的探索。从2003年底开始中国仓储业开始探索基于RFID/EPC的物联网技术应用，在2004年-2006年也曾经历过一波物联网应用的炒作。目前RFID等物联网技术在仓储业已有很多成功案例，但大都局限于智能仓储管理与自动化作业层面。2、目前仓储业应用的主要物联网技术 物联网是“物物相连的互联网”，是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，根据需要实现物品互联互通的网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。 物联网主要有三层架构：即：感知层、网络层和应用层，根据这一物联网架构，物联网主要有三大技术体系，一是感知技术体系；二是通信与网络技术体系；三是智能技术体系。 在智能仓储中，为了对仓储货物实现感知、定位、识别、计量、分拣、监控等，主要采用传感器、RFID、条码、激光、红外、蓝牙、语音及视频监控等感知技术。 在以仓储为核心的物流中心信息系统中，常采用企业内部局域网直接相连的网络技术，并留有与互联网、无线网扩展的接口；在不方便布线的地方，一般采用无线局域网技术；  现代仓储系统内部不仅物品复杂、形态各异和性能各异，而且作业流程复杂：既有存储、又有移动；既有分拣，也有组合。因此以仓储为核心的智能物流中心，常采用的智能技术有：自动控制技术、智能机器人堆码跺技术、智能信息管理技术、移动计算技术、数据挖掘技术等等【2】； 3、物联网技术在仓储业应用状况分析 3.1感知技术应用情况： 根据华夏物联网研究中心调查了解，目前在中国仓储业相对而言应用最多的物联网感知技术是RFID技术，在一些先进的仓储配送中心，RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用。这是因为RFID技术与托盘系统结合，在仓储配送中心闭环应用，可以有效降低成本；此外，基于RFID技术的智能手持拣选终端，可以提升拣选效率和速度。2010年随着物联网技术的发展，RFID技术在仓储业应用也获得了快速发展，增长速度估计在18%以上。 在普通的仓储系统中，除了基于条码的自动识别技术具有广泛应用外，“电子标签辅助拣选系统”也有一定的应用。这里所谓的电子标签指的不是RFID标签，而是指采用电子指示标签进行拣选作业的系统。利用这一系统，将出入库订单经计算机系统分解，传输到货架各货位，用电子显示技术引导拣货的辅助拣选系统。这一系统简洁实用，应用较广。近两年出现了采用无线网络技术传输拣选数据，不用现场布线搭建系统，大大方便了技术的应用。 在制造业一些先进的仓储配送系统中，全自动输送分拣系统也常用激光、红外等技术进行物品感知、定位与计数，进行全自动的快速分拣。此外为了使仓储作业做到可视化，对仓库实行视频监控，部分仓储系统采用了视频感知监控系统，取得了良好的效果。 2010年，一种基于辅助语音拣选的系统也开始在国内得到应用。这一系统由仓储信息系统将出入库的订单进行分解处理，形成语音提示信息，借助无线网络和戴在拣货员头上的耳机，向拣货员发出拣货指令，完成拣选作业。 此外，随着物联网技术的发展，2010年在无锡粮食物流中心、济宁物联网大蒜冷库基地，均采用了温度、湿度等传感器感知技术，将传感器技术与其他感知技术集成，实时感知物品的温度、湿度等物理信息，使感知技术得到更深入应用【3】。3.2智能仓储的网络与传输技术应用情况 现代物流的最大趋势就是网络化与智能化。在制造业企业内部，现代仓储配送中心往往是与企业生产系统相融合，仓储系统作为生产系统的一部分，在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部系统的网络架构，往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。 物流公司面对大范围的物流网络，各网点仓储信息管理往往是借助于互联网系统与企业局域网相连接进行传输。物流中心与门店、配送点的信息传输也往往借助于互联网技术。2010年以来，基于无线局域网的技术在仓储业物联网系统也得到了应用【3】。3.3智能仓储作业与管控技术 根据对相关资料的统计分析，目前仓储业智能终端技术有机器人技术、RF手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术，实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码跺、物品自动识别、智能辅助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中，物联网技术与WMS技术相结合，实现了仓储业智能化与自动化。 目前能够实现对物流全过程智能控制与管理的还不多，物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用。专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。 在企业物流系统中，部分物流系统还可以做到与企业生产管理系统无缝结合，智能运作；部分智能化和自动化的物流中心，可以做到全自动化与智能化物流作业【3】。4、企业仓储物联网技术应用的实践 2010年在仓储物联网技术应用方面，很多企业借助物联网发展热潮，开始了全新探索和实践，下面简单介绍2010年几个仓储物联网技术应用案例。 ①2010年6月，全国首个物联网冷库综合监控系统在“大蒜之乡”济宁金乡开通。物联网大蒜冷库基地建设项目是济宁移动与金乡县政府战略合作的重要内容之一。传统的冷库温度控制主要通过人工实时监控的方式进行温度调整，精度较差，耗费人力、物力大，大蒜经常出现低温冻坏或高温生芽腐烂的情况，而且因冷库内二氧化碳浓度高造成人员窒息的情况也时有发生。通过全新的物联网技术可有效地解决这一问题。该项目主要是对冷库内温度、湿度和二氧化碳等综合指标通过传感器进行监测，将监测信息通过无线网络传输到控制端，控制端通过与系统预设的温度、湿度和二氧化碳浓度比对后，通过指令控制，自动实现制冷设备和排风系统的启动。同时还可以随时将库内温度、湿度和二氧化碳数值等报警短信发送到业主手机上，有效实现无人值守、手机端24小时监控，为冷库业主节省管理费用的同时，提高了管理水平和监控的准确率。初步统计，使用物联网冷库自动监控系统可节约总体运营成本20-30%，节电25%以上，这将对推进环保、节能、低碳的绿色农业信息化工程起到积极的促进、示范作用。 ②2010年诚通集团所属中储发展股份有限公司汉口分公司与武汉理工大学联合研发的“无线传感器网络与移动机器人相结合的物联网技术研究与应用”项目荣获2010年度湖北省科技进步二等奖。此项目在射频识别（RFID）、全球定位系统等物联网技术基础上研发出来的，其运用与推广能够优化仓储作业流程，实现货物智能化识别、物资现场入库及销单、车辆进出库登记及注销，并可通过数字货场三维定位，标识并跟踪装卸物资，解决因货物堆码不规范造成的查找困难。该物联网技术的应用有助于解决困扰仓储物流企业的收货难、出货难、加工难等问题，形成仓储室内管理与室外管理的有机结合，提升仓库管理的数字化水平。 ③2010年，无锡粮食科技物流中心采用最新的传感网技术建设感知物流系统。从粮食安全监管角度来说，建成感知物流系统的管理信息集成平台后，可在第一时间发现质量问题，增加监管的覆盖面，将销售企业自律、物流中心自管和粮油质检部门监管有机结合，为实现全产业链食品安全追溯奠定基础。 ④2010年浙江嘉兴电力局应急物资储备仓库，引入物联网技术，在智能仓储试点获得成功的基础上，进一步拓展了智能化应用领域，将智能化仓库技术延伸到基层供电营业所的物料小库，通过大库与小库之间远程联网，实现应急物资储备仓库的“存储、配送、盘点”三大智能化。该应急物资储备仓库的物联网技术应用是一大亮点，初步实现物料和物料之间的信息交流和通讯，做到了智能化识别、定位、追踪、监控和管理。如：货物入库时，贴有电子标签的托盘载着物品通过RFID射频系统，进行电子标签扫描，将自动接收到的数据信号传输到电脑进行入库的数据处理；然后，叉车将物料运送到自动传输带之后，堆垛机将物资自动存放到立体货架的指定位置，同时入库单同