基于物聯網技術蓄電池物流標準化體系建立研究

□ 侯江波,孫延安,徐建華

(1.風帆有限責任公司保定物流分公司，河北 保定 071000；2.蘇州優樂賽供應鏈管理有限公司，江蘇 蘇州 215021)

1 引言

在過去的10年里，完善蓄電池從生產、運輸、倉儲和回收的物流服務已經成為企業的有效競爭手段[1]，但蓄電池生產企業普遍存在內部物流不合理，普遍采用的物流模式為：人工碼垛+人工加墊板+叉車搬運+卸托裝車+無托運輸+卸車碼垛+地面存儲+叉車搬運+人工拆垛等，此模式主要依靠人工操作和地面存儲，因此，操作人員勞動強度大、物料單位面積倉儲量少、生產效率低，叉車與人員交叉作業，存在著安全隱患。一些中大型的鉛酸蓄電池企業已經在市場上占有相當的份額，形成了一定的規模效應，并積極探索通過物流標準化體系降低成本、提升服務水平和競爭力的途徑。另外，物聯網(Internet of Things，IOT)的興起使信息產業發展到達了一個新的階段，激發了信息技術的又一輪新的革命，尤其是RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)技術、傳感器技術以及無線網絡技術的發展給了蓄電池物流管理及標準化極大的幫助[1]。因此，本文基于物聯網技術，提出構建立體倉庫、托盤標準化、單元化層級追溯系統、帶板一貫化運輸這四大模塊蓄電池物流標準化體系，實現物流效率和效益的提高。

2 建設背景

2017年商務部辦公廳、財政部辦公廳關于開展供應鏈體系建設工作的通知，圍繞物流標準化、供應鏈平臺、重要產品追溯、打基礎、促協同、推融合；從1200mm×1000mm標準托盤和全球統一編碼標識(GS1)商品條碼切入，提高物流鏈標準化信息化水平，以物流鏈為渠道，利用物聯網，推動供應鏈各環節設施設備和信息數據的高效對接。

因此，在這些國家利好和鼓勵物流標準化政策下，風帆集團以唐山生產基地建設項目為依托，實施基于物聯網技術的蓄電池物流標準化建設創新項目。項目實施時間為2017年1月至2019年12月。

3 建設內容

3.1 構建物流標準化體系

3.1.1 建立蓄電池物流標準化體系架構

構建立體倉庫、托盤標準化，基于物聯網技術單元化層級系統、帶板一貫化運輸這四大模塊蓄電池物流標準化體系，涵蓋貨架、電池包裝、碼放標準、托盤標準、循環共用、運輸車輛，信息系統等方面實施標準。

3.1.2 實施國家、行業物流標準

實施7個國標，如下所列(表1)。

表1 物流標準化建設國標行標應用表

3.2 建立全自動化立體倉庫

建立以標準化托盤運作為紐帶的全自動立體倉庫，經輸送機送給穿梭車，進行托盤RFID標簽自動讀取，系統自動將托盤EPC信息和托盤上蓄電池信息綁定，再由穿梭車將實托盤送至堆垛機取貨站臺。堆垛機叉取托盤，送至相應的貨架貨格存儲。

3.3 建立基于單元化托盤物流作業標準化體系

3.3.1 物流作業體系建設

在制造業供應鏈物流中，不可或缺的使用到托盤作為單元化物流的一種形式，單元化物流占有的比例越高，供應鏈物流優化的素質則越好[2]。在蓄電池物流標準化體系建設中，托盤標準化是基礎[3]，托盤的裝盤效率是衡量托盤裝卸效率的關鍵指標，必須要考慮托盤的包裝模數和車輛國標GB/T1589。在綜合分析多種托盤在GB/T1589對6軸車輛的規定和我國現在通用的大板車型載盤個數以及裝載使用效率后，本項目選定1200mm×1000mm型托盤作為本次設計中的托盤規格。每托重量為1.6噸，在此基礎上確定了內部流轉托盤動載3噸、靜載6噸，外部流轉托盤動載2噸，靜載5噸。根據標準化托盤，結合電池規格型號和車輛尺寸、托盤承載等，項目組制定了托盤碼放方式，碼放層數、單層只數、總只數、總重量及包裝方式和纏繞層數等企業標準。確定了德系蓄電池碼放5層，日系蓄電池碼放4層，托盤和蓄電池總重量控制1.6噸以內。

以13米的6軸半掛車，車貨總重49噸，自重16噸左右，載貨33噸左右，車廂內空尺寸為12.95m*2.35m。托盤標準參數為:尺寸是1200*1000，托盤自身重量為35kg，最大托盤承重為2000kg，實托盤額定承載1600kg，每托盤平均堆碼電池約60只。車板一層分兩排共裝載20個托盤。

3.3.2 單元化載具選取

當前，托盤的材質較多，有木制品、塑料、金屬、復合材料等。根據蓄電池行業中托盤使用的環境，重點考慮以下幾點對托盤進行選擇，以滿足蓄電池物流運輸及倉儲的需求。

不同的托盤具有不同的性能，具體性能分析見表2。

表2 托盤性能比較

針對蓄電池行業對托盤的使用環境，確定托盤的種類。由于某些環境或電池貨物具有極強的腐蝕性，這就要求托盤具有極強的抗腐蝕性。蓄電池對清潔和防潮要求較高，這就要求托盤具有較高的防潮性能。蓄電池對托盤承載要求較高：內部流轉托盤動載3噸、靜載6噸，外部流轉托盤動載2噸，靜載5噸。因此，綜合考慮以上蓄電池對托盤的要求，選擇鋼制托盤作為蓄電池的承載工裝器具有助于物流運輸工作的開展，促進物流集裝作業性能最優。

3.3.3 托盤租賃管理標準化流程

托盤標準化項目建設中整合社會資源和積極響應商務部標準托盤的循環共用政策，實現標準化托盤合理化應用，通過向專業托盤循環共用租賃服務公司租用托盤來促進公司蓄電池物流業務的托盤化作業，促進托盤標準化，并逐漸形成規范的蓄電池托盤租賃管理標準化流程。

相比公司自購托盤的方式，采用托盤租賃方式則更有優勢，公司自購托盤與租賃托盤使用優勢對比分析情況，采用租賃托盤的方式來應用托盤的成本更為節省。

3.4 基于物聯網技術單元化層級追溯系統建設

采用GSI標準體系，以條碼和RFID作為編碼載體，打造EPC+RFID+Internet為核心的物聯網單元化層級追溯系統。為了循環使用托盤和對蓄電池進行全生命周期追溯，核心是獲得其地理位置與狀態更新信息。如果在每個蓄電池加裝硬件模塊，硬件數目大，且難以對成千上萬的蓄電池逐一管理。所以，受到單元化物流啟發，每個蓄電池配備一個二維碼，每個托盤裝配一個RFID標簽，作為唯一標識，碼放多個蓄電池綁定一個托盤形成一個子運輸單元[4]。應用二維碼和RFID技術，建立蓄電池跟托盤對應關系，串聯物流配送環節所有信息。

3.4.1 托盤資產管理循環共用系統

采用產品電子代碼(EPC編碼)給每個托盤一個唯一的編碼，將RFID標簽固定在托盤上，可對維護托盤進行停用、啟用操作，對已損壞的托盤可進行報廢操作。

3.4.2 智能運輸子系統

每輛貨車上配備一個集成GPS定位模塊與WIFI模塊的RFID讀寫器，托盤被裝上貨車時，RFID讀寫器自動與托盤上的RFID標簽通信，定時發送貨車地理位置，傳感器采集到的信息到云端與托盤公用管理系統交互。

3.4.3 智能倉儲管理子系統

選擇對應的倉庫，固定式RFID閱讀器或手持式RFID閱讀器掃描托盤RFID碼，系統自動計算電池總量，供收貨人員清點；入庫實際為電池入庫，托盤RFID碼與電池二維碼ID的關聯在包裝碼盤時建立，通過GPRS無線通信網絡將信息傳遞給相應的子倉儲管理系統，子倉儲管理系統將信息生成報表通過互聯網傳輸給追溯管理系統。

3.4.4 智能產品可追溯子系統

使用手持二維碼閱讀器對蓄電池進行信息讀取，定時采集蓄電池有關實時數據，通過GPRS無線通信將相關信息傳輸給產品追溯系統，并且自動改寫蓄電池全生命周期的階段狀態(使用中)。

3.5 推行標準化托盤物流運輸作業一貫化

項目中從制造單元工廠到中轉倉庫，再到分銷中心倉庫，甚至到達最終客戶手中，在整條供應鏈中采用標準化托盤一貫化作業，盡管中途需要將蓄電池從一輛貨車轉裝到倉庫內臨時保管或另一輛貨車上，即使運輸條件或者運輸車輛有所變更，但從最初的發貨點到最后的收貨點，整個業務操作過程并沒有發生更換托盤作業。原來如一輛13米的6軸半掛車裝載約35噸，裝蓄電池要4至5個小時，卸蓄電池又要4至5個小時，而運輸時間則不到1個小時，意味著運輸車輛運行1個小時要花費近10個小時的時間在等待裝貨和卸貨。而采用標準化托盤一貫化運輸，利用叉車或搬運配合作業，裝或卸一輛13米車的35噸的蓄電池只需要半小時左右。托盤化裝卸機械作業比人工裝卸的效率提高80%-90%，更是能夠大大縮短了車輛停車等待裝卸貨時間，加快運輸車輛的周轉，同時降低貨物的破損率，提高了物流服務質量。

4 項目成效

4.1 推進了蓄電池行業工裝載具標準化體系建設

項目以蓄電池行業標準化托盤為基準推進立體庫貨架和貨格尺寸的標準、蓄電池包裝模數、碼放標準和層數、托盤標準、運輸車輛外廓尺寸荷載等科學合理匹配的蓄電池行業工裝載具標準化體系建立。

4.2 提升企業物流管理水平和提高了企業運作效率

在運輸業務上創新運輸模式，以托盤一貫化作業為標準進行運輸、倉儲、裝卸搬運、包裝、流通加工、配送等物流各環節的組合與銜接，可避免物流過程中的浪費，大幅度節約成本。

4.3 推進物聯網技術蓄電池單元化層級追溯系統建設

產品追溯關聯倉庫物流管理系統，使蓄電池流向透明化，在市場任何環節可通過手機掃描二維碼掌握該蓄電池全部流向和信息；從生產入庫到生產配送及產品從生產線到倉儲、發運等物流環節。

5 總結

建立基于物聯網技術，以1200mm*1000mm標準的蓄電池行業鋼制托盤為紐帶的標準化體系，深化推行使用租賃標準化托盤模式，帶板一貫化運輸作業，圍繞標準托盤進行產品追溯系統，立體倉庫存儲系統升級，通過物流運作標準化和智能化，實現供應鏈條標準化系統效能優化，物流運作效率提升和物流管理水平提高。