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1、精选优质文档-倾情为你奉上物联网在智能物流领域的应用 docx物联网在智能物流中的应用 内容摘要：智能物流管理被称为企业的“第三利润源”，但是，目前许多企业智能物流的管理手段落后，并且缺乏“第三利润源”和协同竞争的理念。现代智能物流的发展需要数据的采集和传播具备高效性、准确性以及安全性，而物联网技术恰恰具备这些功能，物联网会进一步提升物流智能化、信息化和自动化水平，推动物流功能整合，对物流服务各环节运作将产生积极影响。因此，将物联网应用在智能物流中具有很高的现实意义。将对物联网在智能物流中的应用进行研究。 关键词：物联网、智能物流 一、物联网技术概况 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承
2、载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,简单来说，物联网是连接物品的网络。 物联网的网络结构可分为三个层次：一个是传感网络，即以RFID、传感器、二维码等为主实现“物”的识别；二是传输网络,即通过现有的三网(互联网、广电网、通信网),实现数据的传输和计算；三是应用网络，即输入输出控制终端，如智能家电的控制器。与物联网网络结构层次相对应主要需要以下四项主要的技术支持：RFID识别技术、泛在传感技术、纳米嵌入技术和智能运算技术。 RFID识别技术和泛在传感技术主要是搜集物体信息，是物联网信息采集的主要源头；纳米嵌入技术主要是实现信息采集的广泛化；传感器得到信息后需要对其进行语义
3、的理解、判断和决策，这就需要智能运算技术来完成。 物联网技术体系框架 二、智能物流系统概况 智能物流系统是最近提出的一个概念，可以认为ILS是在智能交通系统和相关信息技术的基础上，电子商务化运作的现代物流服务体系。它通过ITS和相关信息技术解决物流作业的实时信息采集，并在一个集成的环境下对采集的信息进行分析和处理，通过在各个物流环节中的信息传输，为物流服务提供商和客户提供详尽的信息和咨询服务。ILS希望实现以下两个目标：对物流企业本身进行过程重组，使传统物流企业的管理和业务流程得到根本性的改造，从而使其能够在信息化社会中得以生存；在EC的运营环境下，为客户提供从前所不能提供的增值性物流服务，这
4、些增值性的物流服务将增强物流服务的便利性，加快反应速度和降低服务成本，延伸企业在供应链中上下游的业务。目前一致认为ILS应至少包括如下技术： 集成化的物流规划设计仿真技术； 物流实时跟踪技术； 网络化分布式仓储管理及库存控制技术； 物流运输系统的调度与优化技术； 物流基础数据管理平台和软件集成技术。 三、物联网应用于智能物流中的必然性 在我国，将物联网应用于智能物流中主要经历了三个阶段：启蒙阶段、起步发展与探索阶段、理念提升阶段。 前两个阶段主要是沿着RFID/EPC和GPS/GIS两条技术路线不断探索的。而以2009年为开端的第三个阶段则是质的飞跃，物联网理念得到了补充和完善，逐渐形成三大技
5、术核心：感知技术、网络通信技术和智能应用技术。 物联网在智能物流中的应用和发展是具有必然性的，它表现为主观的可能性和客观的迫切性。 1）主观可能性 首先，在理论上，物联网具有推动现代智能物流发展的能力。其次，物联网的三大技术核心已经有了初步发展，甚至有的技术已相当成熟，这为其在智能物流中的应用奠定了技术支撑。最后，物联网在智能物流领域的应用已有较多的实验研究或实践基础，如未来商店、智能配送、智能仓库、集装箱通关等领域，都在实践中运用了物联网技术。 总之，无论是在理论上、实验中还是初步的实践中，物联网在智能物流领域中的应用已经初见雏形，并且有进一步发展的主观可能性。 2）客观迫切性 a）推进物联
6、网在智能物流领域中应用是智能物流行业发展的需要。 我国智能物流行业近年来虽然有了很大程度的发展，但是在全球经济化趋势加大的背景下，面对国际上强劲的竞争对手，我国智能物流行业没有明显的竞争优势。借助于物联网提高智能物流服务水平，降低智能物流成本，增强行业竞争力是我国智能物流行业的迫切需求。 b）推进物联网在智能物流领域中应用是其他行业发展的需要。 随着全球经济的进一步复苏，国内其他行业也在把握时机加快发展。这些行业的急速发展迫切要求有与之相适应的高质量、高效率的现代智能物流作为其发展的助推器。 四、物联网技术在物流领域发展趋势 未来物联网在物流业的应用中将体现出如下的五大趋势： 第一，统一标准，
7、共享物流的物联信息。建立统一的标准是物联网发展的趋势，更是物流行业应用市场的需求。虽然在物联网时代，很多物联网局部应用是闭环的和独立的，没有必要实现全部的物品互联到一个统一的网络体系。但是，在物联网基础层面，统一的标准平台是必须的，局部的物联网系统、物联局域网等都可以在统一的标准体系上建立。中国编码中心的专家认为，统一的物联网基础(编码)体系是物联网运行的前提，只有在统一的体系基础上建立的物联网才真正能做到互联互通，做到信息共享和智慧应用。 第二，互联互通，融入社会物联网。物联网是聚合型的系统创新，必将带来跨系统、跨行业的网络建设与应用。随着标签与传感器网络的普及，物与物的互联互通，将给企业的
8、物流系统、生产系统、采购系统与销售系统的智能融合打下基础，网络的融合必将产生智慧生产与智慧供应链的融合。社会物联网体系的开放，物流行业部分局部的物联网应用会很快融入社会物联网。 第三，多种技术，物流领域集成应用。目前在物流业应用较多的感知手段主要是RFID和GPS技术，今后随着物联网技术的发展，传感技术、蓝牙、视频技术、M2M技术等多种技术也将逐步集成应用于现代物流领域，用于现代物流作业中的各种感知与操作。 第四，物流领域将不断涌现出新模式。物联网是聚合、集成的创新理念，物联网带来的智慧物流革命将会涌现出许多创新的模式。 第五，“物”有智慧，实现智慧物流变革。目前德国弗朗恩霍夫物流研究院正在研
9、究真正物流中的“物”本身具有智能的智慧物流体系，即让物流中的物自己知道自己要到哪里去，自己应该存放在什么位置等待。 五、物联网在智能物流中的应用范畴 随着物联网自身的发展，物联网在智能物流领域中应用的方面也在不断扩展，只简单介绍四个方面。 1）供应链管理方面 目前，越来越多的企业将供应链管理作为提高自己经济效益的一个重要部分，而鉴于物联网强大的信息采集和共享的特性，物联网将减缓供应链的“牛鞭效应”。 供应链管理中，通过RFID、红外视频等感知技术可以实时获取物品当前的状态，然后通过物联网的网络层将信息传达给销售商、生产商以及原料供应商，使供应链上的各个环节具备信息快速获取的能力，增加其可供处理
10、的时间。这种供应链的智能物流信息化管理会提高客户需求预测的准确度，促使供应链上下游企业的密切合作，实现整体效益的提高，而不是利润的简单转移。 2）智能物流配送中心方面 配送中心可以利用物联网中的RFID等技术，根据需要将电子标签贴在货物、托盘或者周转箱上面，通过物品信息的实时记录、处理，再结合物联网的智能处理系统，实现货物出入库、盘点、配送的一体化管理。 比如，贴有RFID标签的货物通过入库口时，读写器将自动读取货物信息，并将信息通过网络传送到数据库与订单进行对比，清点无误便可入库，系统的信息库随之更新。在配送过程中，智能软件系统根据客户需求自动安排货物出库计划，出库过程与入库相似。在平时的盘
11、点过程中，可以用固定或者手持读写器进行自动扫描，大大提高工作效率。 当然，可以将物联网中的智能终端设备，如智能码垛机器人、无人搬运小车等与操作软件相结合，进一步提高智能物流中心的智能化程度。 3）可视化管理方面 目前，物联网的GPS/GIS技术、RFID技术、传感器网络技术在智能物流中已展开初步应用，以便实时了解关注对象的位置与状态，力图建立可视化的智能系统。 比如，现在的智能物流运输系统积极应用物联网技术，已经在某种程度上实现可视化。通过在运输路线上布置一些网络节点，当装有相应标签或传感器等设备的货车经过时，便可获知其运输的路线、时间、货物等相关信息，使后台管理者实现可视化管理。 当然，也可
12、将这种技术落实在企业内部的生产线、汽车食品温度实时监控等场合，以增强整个智能物流过程的透明度。 4）可追溯管理方面 应用物联网建立可追溯的智能系统，主要是为了实现在智能物流过程中的质量管理和责任追究的功能。比如，将物联网中的视频技术镶嵌在生产系统中，不仅能够实时监控产品的制造过程，而且可以事后进行查询。目前，主要是在食品安全、药品安全等领域运用物联网实施可追溯管理。通过产品追溯体系可以实现产品质量、效率等方面的智能物流保障。 六、物联网在智能物流中应用的主要技术 物联网在智能物流中应用的主要技术可根据其体系架构划分为三大技术体系：一是感知技术体系；二是网络通信技术体系；三是智能技术体系。下面将
13、根据物联网在智能物流中的具体应用环境进行描述。 智能物流中的物联网感知技术 目前在智能物流行业常用的物联网感知技术主要有RFID技术、GPS/GIS技术、传感器技术、视频识别技术、激光技术、红外技术、蓝牙技术以及视频技术等。 根据在智能物流中不同的应用范围及目的，必须针对性地采取不同的感知技术，具体分类如表4-1所示。 表4-1 感知技术的应用分类 序号 应用范围及目的 感知技术 1 对“物”进行识别、追溯 RFID技术、条码技术等 RFID技术、激光技术、红外技术、条码技术等 GPS卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、RFID技术、车载视频技术等 视频识别技术、RFID技术、GPS技术等
14、2 对“物”进行分类、拣选、计数 3 对“物”进行定位、追踪 4 对“物”进行监控 对物品，尤其是特殊物品的性能及状态进行感知与识别 5 传感器技术、RFID技术与GPS技术等 下面以RFID技术为例，简单阐述它在智能物流领域的应用。 RFID技术是物联网最基本和目前应用最广泛的技术。在智能物流领域，RFID技术主要应用于仓库管理、配送中心管理、供应链管理、集装箱运输管理、停车场管理、货运车辆管理以及产品防伪等多个方面。 随着物联网发展力度的加大，RFID技术在智能物流领域的应用无论是在广度上还是深度上都在进一步升级，主要体现在以下方面： 1）RFID技术在智能追溯方面的应用不断加深，特别是在
15、医疗卫生、食品安全、动物疾病预防方面发展迅速。通过RFID技术建立智能追溯体系，实时监控药物、食品的信息以及动物的状态，以便控制其质量或健康状态。 2）在供应链管理方面，通过RFID技术，可将信息锁定到具体的货物、托盘以及周转箱等，减缓供应链上下游之间的信息获取时间的滞后程度。但是，RFID技术在供应链管理上的推广需要整个供应链的共同支持，需要循循渐进。 3）在仓库管理方面，利用RFID可以提高货物出入库以及盘点的效率和准确性，加快信息化的步伐。同样，可以将RFID的应用延伸到企业的设备或者重要的工装夹具的管理，通过RFID系统的追踪和定位，减少企业资产的损失。 4）在零售业方面，将RFID技
16、术与电子银行等技术相结合，便可省去在收银台排队扫描商品和现金付账找零的环节，既方便了广大顾客，也为超市节约了相关的人力和管理成本。 总之，随着智能物流信息化趋势的加剧，作为物联网基础技术的RFID技术在智能物流领域的应用仍具有巨大的发展空间。 智能物流中的物联网通信技术 智能物流领域常采用的网络技术是局域网技术、无线局域网技术、现场总线技术、互联网技术和无线通信技术等，以实现“物”的互联互通。 同样的，根据不同的应用范围，必须针对性地采取不同的技术，具体分类如表4-2所示。 表4-2 通信与网络技术的应用分类 序号 应用范围 通信与网络技术 1 区域范围内的智能物流管理 局域网技术 2 不方便
17、布线的地方 无线局域网技术 互联网技术、GPS技术、GIS地理信息系统技术相结合，组建货运车联网 现场总线技术、无线局域网技术、局域网技术等 无线移动通信技术、3G技术、M2M技术、直接连接网络通信技术等 3 大范围的智能物流运输管理与调度 以仓储为核心的智能物流中心信息系统 网络通信方面 4 5 下面以WSN技术为例，简单阐述其在智能物流领域的应用。 无线传感器网络是大量部署在作用区域内的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过自组织方式构成的分布式网络。它能够协同地实时感知、采集和处理网络覆盖区域中监测对象的信息，并以多跳的网络方式传送给观察者。 WSN技术在智能物流领域中有很多应用，
18、主要涉及生产线环境监测、危险品智能物流管理、企业设备监测、仓库环境监测、运输车辆的跟踪与监测、冷链智能物流管理等方面。 虽然WSN技术在智能物流领域中的应用潜力巨大，但是目前大部分WSN技术的应用还是停留在理论研究或者实验开发阶段，在智能物流中真正的应用仍然十分有限。因此，必须加大对关键技术的攻关力度，如传感器节点的定位、能量的管理、拓扑控制等技术急需解决，为其在智能物流中的应用开辟道路17。 智能物流中的物联网智能技术 智能物流领域中常采用的智能技术主要包括云计算技术、智能计算技术、智能调度技术、数据挖掘技术、专家系统技术和ERP技术等。 同样的，根据不同的应用范围，必须针对性地采取不同的技
19、术，具体分类如表4-3所示。 表4-3 智能技术的应用分类 序号 应用范围 企业厂区的生产智能物流物联网系统 大范围的社会智能物流运输系统 智能技术 ERP技术、自动控制技术、专家系统技术等 数据挖掘技术、智能调度技术、优化运筹技术等 自动控制技术、智能机器人技术、智能信3 以仓储为核心的智能物流中心 息管理系统技术、移动计算技术、数据挖掘技术等 以智能物流为核心的智能供应链综4 合系统、智能物流公共信息平台等领域 智能计算技术、云计算技术、数据挖掘技术、专家系统技术等 1 2 下面以智能机器人为例，简单阐述其在智能物流领域的应用。 在我国现代智能物流中，智能机器人主要有两种：一种是从事码垛作
20、业的码垛机器人，包括直角坐标式机器人和极坐标式机器人等，主要从事码垛、成品拆码、拣选等作业；另一种是从事无人搬运的自动搬运小车，它们一般计算机控制，通过系统软件发出搬运指令来控制AGV的路线和操作。 智能机器人在智能物流中的应用最早出现在我国烟草行业。卷烟厂主要采用码垛机器人对烟草成品进行码垛和拣选作业，采用自动搬运小车对烟草进行搬运作业。目前，智能机器人作为物联网智能终端的一个典型，在我国烟草、电子产品、医药、汽车等行业的智能物流系统中得到了比较广泛的应用，在提高智能物流效率、减少智能物流成本和提高智能物流自动化水平方面起到重要的推动作用。随着智能物流信息化的加剧，智能机器人已经逐渐成为现代
21、智能物流系统的重要组成部分。 七、应用中存在的问题及其解决方案 将物联网应用到智能物流领域当中确实对企业带来了很多的积极效应，但是，不得不承认物联网的应用毕竟还处于初级阶段。因此，物联网在智能物流领域的应用当中不免出现一些问题，针对这些问题，提出一些探索性的解决方案。 1）商业模式方面 问题：智能物流现代化要求实行供应链管理，致使物联网的应用也将涉及整个供应链上各个企业。于各企业自身的资金能力以及对物联网的认知程度参差不齐，致使商业模式不合理，难以实现规模产业。 对策：一方面加强政策引导，推进管理理念的转变；另一方面大力推广示范应用，加快供应链合作，以专业智能物流企业为核心引领各企业进行商业模
22、式的转变。 2）标准化方面 问题：鉴于物联网在智能物流中的应用刚刚起步，不同国家、地区和行业的技术标准缺乏统一性。如果继续各行其是，则感知技术无法采集信息，网络技术无法互联互通，应用技术不能兼容以致无法执行，整个物联网将无法实现其功能。 对策：加强不同国家、地区和行业之间的交流合作，加强相互之间的协调，加深物联网在智能物流中应用标准的统一性，同时确保硬件设备与软件系统的兼容性。 3）技术方面 问题：目前，物联网的一些通用技术，如中间件技术、智能数据处理技术等还处于研发或者试应用阶段。不仅如此，智能物流业的个性化需求显然对物联网技术提出了更高的要求。 对策：加快战略规划，实现物联网与智能物流产业
23、的协调统一。同时加大投资力度，加快相关科研机构对物联网关键核心技术的攻关进度。 4）安全与隐私方面 问题：物联网具备互联互通性，使其面临信息盗取、信息篡改等威胁；同时，物联网信息感知设备具有暴露性，使攻击者可以通过物理手段获取存储在设备中的信息。这两个方面都将会威胁到信息的安全性，甚至是商业机密和个人隐私。 对策：首先，政府需要出台相应的法律法规来制裁不法分子。其次，提高设备和网络的安全保护技术。最后，在管理层面上做好相应的防护工作。 (1)异构设备和各种网络协议的安全性。 物联网的复杂性在于其整合了丰富多样的异构/智能物体、异构网络及其多种通信协议。其中,智能物体可以是多种传感器、RFID、
24、摄像头、GPS、信息-物理融合系统(CPS)等;异构网络则包括了IntranetPInternet、FTTxPxDSL、传感器网络、无线网(WLANPWiMAX)、移动通讯网()等。需要保证智能物体安全性和异构网络通讯安全性,尤其是资源受限条件下的/智能物体隐私保护和访问控制、移动环境下的安全性、分布式环境下的密钥分配机制等。 (2)数据海、云计算的安全和信任机制。 物联网应用将产生前所未有的海量异质数据,可称之为数据海。潘云鹤院士指出,物联网时代,将是一个数据为王的时代。数据海是物联网的数据存储中心,即物联网数据安全的核心部门;云计算平台则为物联网提供各类资源(计算资源、存储资源等),可以有
25、效管理、充分利用数据海并提供相应的服务和决策支持。因此,我们需要充分保证数据海、云计算平台的安全性。 (3)用户为中心的上下文感知隐私管控,以及隐私感知数据处理。 物联网环境下,需要以用户为中心,提供上下文感知的隐私管控机制。用户可以实时觉察当前的隐私管控状况,并根据自己的需要设定和调节安全和隐私Profile,或者系统自衡量和自适应调节安全和隐私Profile。例如,用户驾驶智能汽车出行后,如果不希望别人了解他的出行路线,可以将智能汽车中当前出行位置设置为隐私状态,以避免他人通过物联网对该汽车进行定位。显然,这满足个体掌控自己隐私权的需要。对于提交给公共机构的隐私数据,则可以采用隐私加强技术
26、(Privacy-enhancingtechnologies,PETs)、加密、ID管理等对数据进行隐私保护处理。 (4)物理信息融合系统(CPS)操作的安全性和隐私性。 CPS是在物物互联基础上,进一步突出计算与物理成份相融合,关注网络环境下对物理操作的实时、并发控制,是物联网中侧重于操纵和控制物理世界的成份。与信息世界不同的是,于物理世界的操作具有时间和空间属性,且不可恢复,因此,需要重点研究实时、并发操作条件下的CPS可靠性、可预测性、安全、隐私和信任问题。 其他需要重点关注的物联网安全和隐私保护技术可能还有:数据版权的技术保护、物联网用户角色虚拟化和匿名化、自适应安全机制与协议等等。
27、5）信息化平台方面 问题：智能物流中涉及大量的信息，只有借助于信息化平台将这些信息进行有条理地整合和管理，实现有针对性的信息共享，物联网的应用才算实现，但是这类信息平台的建设相对缓慢。 对策：借助于智能物流园区建设信息平台的经验，实行资源横向整合，将分散的同类资源加以管理和分类，实现企业间的信息和资源共享。 6）成本方面 问题：将物联网引入智能物流领域需要大量的资金投入，特别是对于那些智能物流信息化起步很低的中小企业。这笔投资主要包括硬件、软件以及人员培训等费用。因此，目前物联网的应用主要集中在产品价值高和企业利润大的领域。 对策：将物联网应用推广至整个供应链，甚至产业链。这样不仅能增加成本的共同承担者以降低各企业的相对成本，又能形成规模效益以降低应用中的绝对成本。 八、总结 物联网发展正推动着中国智能物流的变革。随着物联网理念的引入，技术的提升，政策的支持，相信未来物联网将给中国物流业带来革命性的变化，中国智能物流将迎来大发展的时代。 专心-专注-专业