基于物聯網技術的冷鏈智能化應用研究

胡夢杰　孟凡婷

摘 要：該文介紹了冷鏈物流的概念，從冷鏈智能化應用技術的角度進行分析，描述物聯網技術給傳統物流帶來的改變，解釋了什么是射頻識別技術、傳感器技術、人工智能技術，同時也描述這些智能化在自動化物流倉儲中的應用，在供應鏈的各環節中的工作實況。這一技術上的改進，不僅實現了農產品企業的經濟效益和客戶滿意度之間的平衡，還幫助大家更充分更全面地了解冷鏈物流給生活帶來的便利。文中還明確運用案例對所介紹的智能化技術進行更透徹的講解，使得冷鏈物流所帶來的改變更容易被大眾理解。

關鍵詞：物聯網技術;冷鏈物流;射頻識別技術;傳感器技術;人工智能技術;自動化倉儲

中圖分類號：TP241文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）03-00-03

0 引 言

冷鏈運輸作為時下興起的一種特殊物流形式，以其逐漸專業化的優勢入駐我國物流市場。冷鏈物流主要針對的對象為易腐食品、短期藥品等。以農產品冷鏈物流為例，主要是將各種農產品，如水果、水產、禽肉等需要保鮮的產品在加工儲藏、運輸等多個環節中，始終處于一種合適的低溫控制的狀態之下，減少產品的損耗，從而最大程度保證農產品的安全和質量。

1 射頻識別技術在物流管理中的應用

1.1 射頻識別技術

射頻識別技術（RFID）是在不通過光學接觸、機械接觸以及其他一切接觸條件下，能夠利用無線電通信技術，獲取相關信息，進行識別的一種技術。目前很多企業都運用了這一技術，把標簽附著在車間生產的機器上，可以隨時監測產品的生產進度;在畜牧業中同樣可以利用這一技術，對每只需要監管的牲畜進行識別，有效防止同一個身份被多只牲畜使用而造成混亂或者因此給主人帶來損失。但隨之而來的隱患卻不得而知，人們可能在自己未知情況下就被讀取自己的身份信息。這項技術的應用還需要進一步的研究，以一種更為安全有效的方式普及化。

1.2 RFID的優勢

RFID是一項便于操作控制極具靈活性的應用技術，能夠勝任各種環境中的工作，例如布滿油漬的汽車零件生產車間、粉塵密布的紗布制造產業以及溫度過高或者過低的特殊生產場地，是傳統條形碼遠遠不能替代的，在實際意義上優于條形碼的應用，實現自動化生產，減少人工，擴大生產規模。

射頻識別技術系統識別距離可以達到幾十米，總結下來可以分為以下幾個方面：

（1）實時控制：標簽與解讀器高頻率的通信與識別幫助大家能夠及時對物品的位置以及狀態進行實時監測，極大地提高了管理的效率;

（2）數據容量大：RFID專用的數據標簽最大容量可擴充到10 KB，可以根據客戶需求調節;

（3）讀取迅速：解讀器對信息的讀取非常迅速，只要標簽一進入被識別區域，標簽隱含的信息就可以被讀取出來，而且可以實現一次性讀取數個標簽，以及分批次識別物品，提高效率;

（4）標簽數據可更新：標簽數據的錄入是通過遠程編輯，這就說明數據可以根據實際情況的改變而進行實時調整，使得信息更新的速度更快，花費更少。

1.3 RFID的應用

倉儲在整個供應鏈環節中必不可少，高質量的物流服務離不開倉儲的保障。射頻識別技術與傳統條形碼技術的結合，使得物流信息管理更為便捷，不僅可以查詢到每一訂單的詳細物流信息，而且在一定程度上實現了訂單增長的批量管理。在數字化系統中對電子標簽這一技術的應用，可有效降低整個工作流程的管理難度，大大優化了原先的傳統模式。這一技術所帶來的優勢主要歸結為以下兩個方面：

（1）建立貨物先進先出的管理模式

結合RFID、數據庫、無線局域網等技術，對倉庫管理模式進行優化，使得每一筆出入庫訂單都得以自動錄入，形成穩定的托盤貨位管理。有了這些就可以建立貨物先進先出的管理模式。貨物管理流程如圖1所示。

（2）庫存管理實時化，資產可視化

在倉儲管理部門應用RFID之后，可以實時準確檢查倉庫中的各產品庫存量。對于管理訂貨的相關部門，RFID的應用有助于統計客戶需求，并且由系統計算出近期所需要的訂貨量，在時間上不延遲客戶的供貨時間;在倉庫管理上可準確下達每一項指令，為客戶提供更好的服務;在企業資產的監測上，RFID的使用使得企業資產更加明確化、可視化，管理層人員可以實時掌控企業各品牌資產擁有量，對下一步戰略計劃做明確制作，同時也幫助了企業資產合理的分配應用。

2 傳感器技術的研究與開發

2.1 傳感器在機械手上的應用

新模式下物流改革發展越來越趨近于智能化、綠色化，新型物流的發展離不開各種大量數據的應用和收集，因而智能化物流越發離不開傳感器的應用。傳感器正成為智能物流發展中離不開的關鍵點，改革后發展起來的全自動物流與制造中的自動化物流輸送系統依賴標準化機械手。

2.2 機械手

機械手的工作運行離不開上機位（PLC）對它的安全防護。PLC主要負責在實驗全程中對其進行全面掌控以保證工作人員的安全，并且降低實驗帶來的安全隱患。

機械手的運動通過電機帶動，其運動軌跡源自于計算機編程，所以想要對機械手運動動作的改變或調整只需要改變計算機的編程代碼。不僅如此，機械手的觸屏裝置，可以通過控制器的調整使其在自動控制和手動控制之間切換自如。例如，現在投入工廠廣泛使用的直角坐標機械手，在工廠可以實現自動上下料，自動收集廢料。機械手在工作中與機床通信的特點使工作作業完全實現自動化操作，這一構造給大家帶來的優勢不僅是提供成熟的工業化部件，而且極大程度上保證了模塊化結構的穩定性。除此之外，工業化可組合部件的工作，在設施上成本大大降低。

2.3 自動化倉儲中機械手的應用

在物流中應用傳感技術的比比皆是，比如大家熟知的自動化倉儲，無論智能物流，還是企業自動化制造都離不開自動化倉儲，而自動化倉儲想要實現完全自動化的智能物流都離不開系統對外部信息的感知、對大數據的收集、對物品的實時控制，而這一切感知能力都離不開傳感器的幫助。

經過幾年的發展，新型物流已經初具雛形。目前，將傳感器技術應用在物流數據處理已經實現，在供應鏈的各環節都可以見到傳感器技術的影子。以自動化倉儲來說，傳感器技術的貢獻很大程度解決了收集數據所面臨的問題，傳感器技術以其自身的優點，自動化倉儲系統正在不斷增加對它的使用，不僅倉儲環節需要傳感器技術的助力，物品分揀出庫更是至關重要。利用傳感器技術和RFID技術對傳送線上的物品進行分揀，在減少人工成本情況下還大大降低了出錯的可能性，更能實現商品的監測、復檢等一系列工作。

3 人工智能技術的普及

3.1 人工智能

計算機的普及和應用給人工智能帶來了進一步的發展，人工智能就是平時所說的AI智能。人工智能的推理和思維能力不僅能夠與人類大腦媲美，甚至在操控機械方面已經超過人類。目前，大量電子產品在使用人工智能技術后，人類的生活得到了更好的服務。

3.2 人工智能在物流方面的應用

人工智能的發展給整個物流行業帶來了一次巨大的改革，尤其在倉儲、庫存、運輸這三個環節。下面詳細分析人工智能在這三方面的影響。

（1）倉儲環節中的核心問題是倉庫選址問題。針對企業物流倉儲的選址問題，人工智能能夠通過其自身優勢，采用收集到的數據并對其進行全方位的分析，這樣能夠有效規避現實中明顯存在的風險，降低企業損失的概率，合理指出最靠近最優選址地點。人工智能的一大優點是能夠很大程度上減少人為的干涉，使倉庫選址更加準確，而越靠近最優選址，企業的成本則越低，企業營業額也就理所當然地會有大幅度的上升。

（2）典型應用人工智能的庫存管理系統就是MRP，通過MRP系統可以對之前的數據進行總結，并且對下一時間段的生產所需要的庫存量進行調整。在此基礎上可以減少因不必要而產生的庫存壓力，減少庫存管理費用，使企業始終如一地保持高質量的服務，為顧客提供更貼心服務的同時，也并不妨礙物流運行操作。

（3）人工智能的作用在規劃運輸路徑時也必不可少，隨著智能機器人在倉庫的廣泛應用，供應鏈運作效率明顯提高。倉庫自動化運行模式大大減少了人力的需求，在運輸路徑規劃方面，人工智能不僅能夠實時監測物品的物流信息，并且可以根據路況適當調整路線，實現全自動化管理。

人工智能除了以上幾種功能之外，供應鏈各環節都能見到它的身影，下面從倉儲、配送環節來舉例介紹人工智能。

（1）倉儲環節

在倉儲環節中，首先就是訂單的存儲與管理，無人倉的出現，很好地解決了訂單數量大、處理難的問題，無人倉在人工智能的幫助下，從貨物入庫、包裝再到分揀、出庫等一系列流程，完全實現自動化管理，能夠迅速處理相關訂單，提高工作效率。

在無人倉中應用廣泛的一種智能機器人名為穿梭車，它能夠通過編程完成取貨、運送、放置等一系列相關流程，而穿梭車與上機位或者WMS的通信功能，結合智能射頻識別技術和傳感器技術，則能實現穿梭車工作自動化。

（2）配送環節

在配送環節中，可以利用人工智能來提高工作效率。在配送前，配送機器人會通過數據收集，根據路況分析自動生成配送路線圖;在配送過程中，能夠自動避讓行人、車輛，在遵守交通規則的前提下安全抵達機器人停放點，此時只需要通過短信或者電話的方式通知收貨人，收貨人只需要輸入提貨碼或者直接通過人臉識別技術就能夠取走貨物。目前市場投入使用的末端配送機器人“小G”就可以將物品通過提前規劃好的路線運送到指定簽收地點，不過這項技術目前還沒有普遍使用，僅僅存在于部分地區小范圍使用。

當訂單收貨地點偏僻，路程顛簸的情況下，為了降低人工成本，一般采用無人機配送，有得也有失。這一配送方式的缺點是無法在惡劣天氣下完成配送任務，人為破壞也無法控制，雖然能夠提高配送效率，但是機器損壞不可控制，成本過高。目前獲得首個無人機快遞許可的只有Google。

3.3 限制物流行業中人工智能發展的因素

實現無人倉的運行依賴對各種機器人的使用，更重要的是人工智能算法。舉例來說，分揀機器人在大量產品中既要實現對產品訂單信息讀取的準確及時，又要兼顧產品的種類、大小、材質的區別。人工智能算法是機器人能夠投入應用的核心，是整個倉庫實現自動化管理的依據。從機器人個體來說，產品的投放需要先對大量數據進行分析，判斷倉庫布局，找到與之匹配的位置，并且需要兼顧商品訂單需求量進行配送，還有最優路線的規劃，這些都需要通過算法來實現。不僅如此，當面對大量機器人同時工作時，為了避免機器人之間的碰撞，算法之間需要綜合考慮，優化機器人整個過程都需要強大的技術支撐，這無疑成為無人倉中的一大難點。

對于配送機器人，目前市面上所提供的電池續航能力短，因為無人機需要降低自身重量，所以飛行過程中不能攜帶大容量電池，導致無人機大概每20 min就要人工換一次電池。不僅如此，因為它對自身重量的要求，無人機配送貨物重量受到極大限制，即使這兩個問題得以優化，無人機在飛行過程也極易受外界環境干擾。目前無人機運輸主要依靠的還是操控員肉眼識別障礙，進行操控，而且無人機并不能直接將貨物送到收貨人手中，無人機只能在停靠點等待配送員，收貨人依然要與配送員當面簽收。當然無人機成本也是限制自身發展的一大因素。

通過分析可以看出人工智能在物流方面所起的只是輔助作用，機器人也只能在簡單封閉的環境中工作，而完全實現自動化管理還有很長的一段路。把無人倉庫理解為用機器取代人，不留一個人操作，是十分片面的看法。

4 結 語

物聯網與互聯網不可分割，物聯網技術利用其智能化管理與互聯網相輔相成，使得每一個在冷鏈中的物品都具有準確的信息，并且通過互聯網技術可以準確傳達這些冷藏品的信息。數量眾多且多類型的傳感器的應用使得物聯網技術對信息極具敏感，由此保證了信息的及時更新。為了準確無誤地傳達信息，物聯網對無線技術、有線技術與互聯網的融合使用，使得每一件運輸中的產品都具有自身詳細的信息，并且在互聯網的幫助下能夠互相傳達。

除此之外，物聯網自身也具有智能化功能，物聯網不僅僅能夠準確及時傳達物品的信息，還能夠在做到這些的同時，對自身進行感知，做到良好的信息反饋。根據收集到的信息，總結出更有意義的數據，在服務領域給客戶更好的體驗。

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