物联网技术在仓储物流领域应用分析与展望，本文主要内容关键词为：领域论文,物流论文,技术论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
以物联网为核心的信息技术的发展被誉为第三次信息技术革命。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。
物联网的发展不是一个突变的过程，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。物联网的理念最初基于射频识别／产品电子代码（以下简称RFID/EPC）技术而提出，后来随着各种感知技术与网络技术的突破不断提升和完善。[1]
1999年，基于RFID/EPC技术的物联网技术首次提出时，物流行业被寄予厚望，仓储业由于其在物流行业的核心地位，最先开展了物联网技术应用的探索。从2003年底开始，我国仓储业开始探索基于RFID/EPC的物联网技术应用，2004～2006年也曾经历过一波物联网应用的炒作。目前射频识别（以下简称RFID）等物联网技术在仓储业的应用已经有了很多成功的案例，但大多局限于智能仓储管理与自动化作业层面。
二、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。[2]、[3]
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，物联网主要包括三大技术体系：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，通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，而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、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，经常采用的智能技术有自动控制技术、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。
三、物联网技术在仓储业应用状况分析
1.感知技术应用情况。华夏物联网研究中心的调查发现，相对而言，目前在我国仓储业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标签及智能无线射频(RF)手持终端有比较广泛的应用。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技术在仓储业的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后，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。近两年还出现了采用无线网络传输拣选数据的技术，不再需要现场布线搭建系统，大大方便了技术的应用。
在一些先进的制造业仓储配送系统中，全自动输送分拣系统也经常采用激光、红外等技术进行物品感知、定位与计数，进行全自动快速分拣。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，使感知技术得到了更为深入的应用。
2.智能仓储的网络与传输技术应用情况。现代物流最大的趋势就是网络化与智能化。在制造企业内部，现代仓储配送中心往往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网络系统。
物流公司面对大范围的物流网络，各网点的仓储信息管理往往借助于互联网系统与企业局域网相连接进行传输。物流中心与门店和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.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、无线射频(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、机器人自动堆码垛、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，物联网技术与仓库管理系统(WMS)相结合，实现了仓储业的智能化与自动化。
目前，能够实现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进行自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般应用水平上。在专家系统、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的应用方面还存在很大差距。
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；部分智能化与自动化的物流中心可以做到全自动化与智能化物流作业。
四、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，开始了全新的探索和实践，下面简单介绍2010年几个仓储物联网技术应用的案例。
2010年6月，全国首个物联网冷库综合监控系统在“大蒜之乡”——山东省济宁市金乡县开通。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，而且耗费人力、物力，大蒜经常出现低温冻坏或高温生芽腐烂的情况，因冷库内二氧化碳浓度过高造成人员窒息的情况时有发生。利用全新的物联网技术可有效解决这一问题。该项目主要是通过传感器对冷库内温度、湿度及二氧化碳等综合指标进行监测，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、湿度及二氧化碳浓度进行比对，通过指令，自动实现对制冷设备和排风系统的控制。同时，还可以随时将库内温度、湿度及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，在为冷库业主节省管理费用的同时，提高管理水平与监控准确率。据初步统计，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，对于推进环保、节能、低碳的绿色农业信息化工程将起到积极的促进与示范作用。
2010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。此项目是在射频识别(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而造成的查找困难。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，实现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。
2010年，无锡粮食科技物流中心采用最新的传感网技术建设了感知物流系统。从粮食安全监管角度来说，感知物流系统的管理信息集成平台建成以后，可在第一时间发现质量问题，扩大监管的覆盖面，将销售企业自律、物流中心自管与粮油质检部门监管有机结合起来，为实现全产业链食品安全追溯奠定基础。
2010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的远程联网，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物联网技术的应用是一大亮点，初步实现了物料与物料之间的信息交流和通信，做到了智能化识别、定位、追踪、监控和管理。例如，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指定的位置，同时入库单同步进入企业员工辅助计划与企业资源管理系统（以下简称EAP-SAP管理系统），从而完成物资的入库流程。出库时同样也必须经过射频扫描进行数据自动录入，一切都是自动进行，没有人为干预，实现了物资自动出入库、自动盘点、自动生成装车计划以及运输车辆实时监控等功能。如今，嘉兴南湖、秀洲、滨海供电分局共5个基层供电营业所的物料小库在纳入局系统的EAP-SAP管理系统并与大库联网后，小库物资原有的申报、验收、入库、保管、领用、退料、废旧物资回收等信息得到了共享，实现了物料信息流的互动，系统可追踪大库流向小库后其物料的具体使用情况，也方便了小库与小库之间的物料调配和互补。
2010年，“扳手大王”——威力工具集团因为看好物联网的应用前景，开始应用智能仓储物联网技术，从产品入库开始，就对其进行无线射频识别，信息可以通过传感器传到电脑里，以便随时掌握库存信息。同样，产品出库时，也是通过这种方式，对出库的信息、中间移动的信息与静态信息进行实时监控，为企业决策提供判断依据。
五、2011年物联网技术在仓储业应用的发展趋势
1.RFID技术在仓储业的应用将快速发展。RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动的物体并同时识别多个标签，操作快捷方便。
物联网的发展给RFID在仓储业的应用带来了良好的发展机遇。随着物联网技术的发展，在仓储领域，RFID的应用将由点到面，逐步拓展到更为广阔的领域，并与产品智能追溯物流系统融合，产生更大的效益。
2.感知技术集成应用将成为一个潮流。物联网技术的发展以及人们对物品物理性能的日益关注，将推动仓储业各类感知技术的集成应用。例如，RFID技术与传感器技术的集成可以对粮食、水果、蔬菜、药品等具有特殊要求的仓储物品进行更具深度的感知，为人们提供更为便利的服务。2010年这一趋势已经开始显现，无锡粮食物流中心和济宁物联网冷库系统的成功案例被广泛报道，也必然会带动这一感知技术集成应用成为一个发展潮流。
借助感知技术集成应用，在特殊品仓储的监测系统中，可以用于仓库环境监测，满足温度、湿度、空气成分等环境参数分布式监控的需求，实现仓储环境智能化。在危险品物流管理中应用无线传感器网络，能够实时监测危险品及其容器的状态，一旦超过警戒值可及时报警，从而为危险品物流过程的跟踪、监控、管理等提供安全保障。在冷藏物流系统中，可以全程监控冷冻环境中产品的温度及湿度，及时调控温度和湿度，保证产品质量。
3.无线网络与通信技术将得到应用。第三代（3rd Generation，简称3G）移动通信技术的发展，为仓储配送中心搭建无线网络系统创造了条件。目前，无线技术在仓储系统已经得到了较多应用。例如，无线电子标签辅助拣选系统可以省却布线环节，大大方便了系统建设；叉车、拣选车等移动设备、移动终端，采用无线通信技术进行实时通信和移动计算，有利于实现仓储智能化作业，等等。2011年，预计无线网络技术和移动通信技术在仓储物联网领域将获得更为广泛的应用。
4.无人搬运车与智能机器人将融入仓储物联网。随着传感技术和信息技术的发展，无人搬运车（Automated Guided Vehicle，以下简称AGV）也在向智能化方向发展，因此也称AGV为智能搬运车。近年来，随着物联网技术的应用，在全自动化智能物流中心，无人搬运车作为物联网的一个重要组成部分，成为一个具有智慧的物流终端，与物流系统的物联网联网作业、智能运作，实现了智慧物流。相信，随着物联网技术的发展与智能化技术的应用，一定会使AGV获得一个更为广阔的发展。
5.仓储物联网将出现互通互联的大趋势。目前，物联网技术还仅限于在独立的仓储配送中心内部联网应用，仍然是独立的、局域的智能仓储系统。借助物联网技术，将这些独立的智能仓储系统联网，打破信息孤岛，实现互通互联，组成真正的仓储物联网，就是在智能仓储基础上产生新的变革，这会带来仓储信息化的革命。预计2011年会出现这方面的探索。
如果真正实现仓储物联网，就可以此为基础在更大的仓储物流网络中实现仓储系统的物联网与智能化，使物在仓储物联网大系统中具有一定的智能，让物流中的物自己知道要到哪里去，应存放到什么位置等，在这一理念下建立物流的物联网系统，就与原来的物联网系统大不一样了。这将完全打破物流信息系统原来的架构，甚至对物流运作过程中的现代物流技术装备产生巨大影响，对现代仓储、物流中心的结构带来革命性的变化。这将是真正的智慧物流，并真正实现智慧物流的变革。
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