物联网 (The Internet of things, IOT) , 顾名思义, 即“物物相连的互联网”, 是通过射频识别 (RFID) 、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, 把任何物品与互联网连接起来, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

这个解析中提到的许多名词或许会让很多人感到陌生, 然而提到物联网, 人们会马上联想到这样几幅场景:急匆匆打卡上班庆幸自己没有迟到的白领在办公室打开自己的电脑, 登陆网络发出指令, 使家中还在工作的洗衣机停止运转;在外度假的家庭启用家庭安全防护系统, 可以随时知晓空无一人的家中的安全情况。物联网将改变现代人的生活, 这已然是许多现代人的共识, 然而, 物联网技术在生产等其他领域的应用还鲜为人知, 2010年, 有研究人员将物流领域列入了物联网的十个重点应用领域之一, “智能物流”成为运用物联网技术后的物流领域的新目标。

所谓“智能物流”, 是基于物联网技术的深化应用, 利用先进的信息采集、信息处理、信息流通、信息管理、智能分析技术, 智能化地完成运输、仓储、配送、包装、装卸等多项环节, 并能实时反馈流动状态, 强化流动监控, 使货物能够快速高效地从供应者送达给需求者, 从而为供应方提供最大化利润, 为需求方提供最快捷服务, 大大降低自然资源和社会资源的消耗, 最大限度地保护好自然生态环境。

从前述智能物流的定义中我们不难看出:想要真正实现智能物流, 就必须先实现供应链上企业间的信息实时共享和反馈互动, 而企业间联系的核心纽带就是物品, 以物品状态信息作为流动主体的物联网技术, 正是构建覆盖供应链全程的智能物流的关键。

(1) 通过物联网的信息采集技术, 在物品个体包装或运输包装上使用电子标签, 可以使得物品信息的采集更加快速高效, 从而降低物流成本, 缩短作业时间, 提高物流作业效率。

(2) 通过物联网的网络传送手段, 供应链上各企业可享有即时联动协同的平台, 能够围绕物品的生产状态、库存状态、配送状态等信息进行互通有无, 即时分享, 实时协作, 统一规划, 进行相对统一的物流活动, 同时还可以利用其他企业资源实施共同配送。

(3) 通过物联网的智能感知、自动传送技术, 企业能够对供应链物流全过程中的各个环节实现实时监控, 及时掌握物流活动状态, 并对状态进行实时响应、自动决策、智能应对。

物联网技术将提升物流行业的整体管理水平, 利用物联网技术能提高物流活动的一体化, 促使运输、存储、包装、装卸等诸环节集合为一体, 实施智能化管理, 以高效率向客户提供满意的物流服务。

物联网技术在智能物流中的具体应用领域非常广泛, 结合物流的主要功能活动, 主要包含以下几个方面:

(1) 智能运输物流系统;

(2) 智能仓储物流系统;

(2) 智能配送物流系统;

(4) 智能包装系统;

(5) 基于RFID的物流安全系统;

(6) 自动导引系统。

其中, 智能运输物流系统是一种全方位, 实时、准确、高效的综合运输管理系统, 主要包括交通管理、车辆控制、车辆调度等子系统。智能配送物流系统是以GIS、GPS和无线网络通信技术为基础, 服务于物流配送部门。包括实时监控、双向通讯、车辆动态调度、货物实时查询、配送路径规划等子系统。智能包装系统是用RFID、材料科学、计算机技术和人工智能等相关技术, 增加物品的信息以便追踪管理, 提高包装效率。

本文将就目前应用较广并取得显著效果的智能仓储物流系统进行介绍。

前面提到IOT技术主要是通过射频识别、红外感应、激光扫描、全球定位等核心技术实现对物品的智能化管理。而智能仓储物流系统运用的主要是RFID技术和无线传感技术, 是将需要进行仓储管理的物品的表面或内部贴上RFID的标签, 当物品进入识别范围内时, RFID读写器自动无接触读写, 读取标签中的物品识别数据, 自动识别物品或自动收集物品信息数据, 从而实现自动出入库、自动盘点等传统仓储管理中多由人工完成的仓储管理功能。

智能仓储物流系统主要包含标签制作、出库管理、入库管理、库存管理4个子系统, 其中, 标签制作系统为最为关键的一环, 在RFID标签制作完成后, 其他3个子系统就能够以RFID标签为依托紧密衔接。总的系统结构图如图1所示。

图1 基于IOT技术的智能仓储物流系统结构图  下载原图

与传统仓储管理系统不同的是, 智能仓储物流系统的第一步不在入库或收货, 而是在生产环节中制作RFID标签, 首先要将全面的商品信息通过数据库录入到对应的RFID标签项中, 然后使用阅读器进行信息确认, 检查RFID标签读出的信息是否和商品信息一致;同时进行数据录入, 最后将制作完成的RFID标签贴于物品表面或外包装表面。

设在仓库入口处的阅读器可识别商品的RFID标签, 在数据库中找到对应商品的信息并自动输入到相应的库存管理系统中。系统记录入库信息并进行核实, 若合格则录入库存信息, 若有错误则提示错误信息。库存管理系统可直接指引叉车上的射频终端, 选择空货位并找出最佳路径, 抵达空位。阅读器确认商品就位后, 立即更新库存信息。商品入库完毕后, 可以通过打印机打印入库清单进一步确认。

商品入库后需要利用RFID阅读器对分类的商品进行定期的盘查, 分析商品库存的变化情况;商品若有移位, 通过阅读器自动采集物品的RFID标签, 在数据库中找到相对应的信息, 然后将信息自动传入库存管理系统中, 记录商品信息, 检查是否出现异常情况。

出库管理系统可按出库订单要求, 自动确定最优拣货路径, 确定拣货区。车载终端提醒载货, 经扫描货物和货位的电子标签, 确认出库物品, 同时更新库存。当物品到达仓库出口时, 阅读器将自动读取物品的电子标签, 并在数据库中调出相应信息, 与定单信息进行对比, 若正确即可出库, 货物的库存量相应减除;若出现异常, 系统出现提示信息, 方便进行处理。

我们可以如此描绘运用IOT技术的智能仓储物流系统的应用前景:一家物流配送中心在每辆配送车辆上都安装了GPS定位系统, 并且在每件货物的包装中嵌入RFID芯片, 通过扫描货物上的芯片, 装载时自动收集货物信息, 卸货检验后, 将嵌有RFID标签的托盘, 经过读取通道, 放置到具有读取设备的货架上, 物品信息就自动进入了信息系统, 实现精确定位, 缩短了物流作业时间, 提高物流运营效率, 最终减少了物流成本。未来, 在高等级的物流仓库, 甚至可以实现除了计算机屏幕前的监控人员外的“无人”全自动化操作, 智能仓储物流系统将使物流仓库的管理变得更加高效、准确和低成本。