工業互聯網技術在數字化物流管理中的應用

廖遠來

（河源職業技術學院，廣東 河源517000）

1 緒論

一直以來，物流承擔著發貨方和收貨方之間的紐帶功能，尤其是當下在線消費的主流模式下，物流如何高效、穩定地將快遞送到消費者手中，考驗著每一個物流從業者的管理能力。面對中國如此巨大的物流市場，眾多物流管理公司均通過不同的技術手段來提高物流配送的效率，同時將一些新的技術引入進來，例如工業互聯網技術。工業互聯網技術能夠利用人工智能技術處理海量數據信息，提高計算效率，縮短物流時間。

2 工業互聯網技術概述

工業互聯網的產生可以理解為信息化技術的高速發展和工業生產技術的深度集成與發展的結果，工業互聯網的理念產生于全球激烈競爭的大環境下。2010-07，德國政府推出的《高技術戰略2020》中，“工業4.0”項目被列為未來發展的十大項目之一，它是繼以蒸汽、電氣和電子信息為核心的三次工業革命之后，以實現智能制造為核心的第四次工業革命。在“工業4.0”模式下，利用如今已經非常發達的網絡通信技術以及數據處理能力，通過傳感器以及嵌入式操作系統采集生產制造過程中的數據，并對數據進行分析處理，并將數據反饋給控制系統，最終實現對各個生產環節的快速、精準的調控，形成智能生產系統。“工業4.0”主要包含兩個方面內容：一方面是“智能工廠”，主要研究利用信息技術對目前工業的生產流程進行優化改造，實現全生產線的質量監控；另一方面是“智能生產”，該方面主要涉及整個企業的生產以及物流管理，通過市場調研、大數據分析等手段，根據市場需求動態調整生產產品與目標，從而提高資源配置效率，提高企業市場競爭力。

美國于2012 年提出了與德國“工業4.0”相應對的工業互聯網理念，它的提出是基于未來新的產業需求和產業發展軌跡的預測、摸索和創新，也是傳統產業發展轉型升級為智能制造模式的主要方式，主要強調以企業為核心，促進企業積極發展諸如研發、生產以及服務等流程服務環節的新模式，實現互聯網線上消費模式與制造業智能模式的融合，將信息化的柔性特征帶入到制造業中，與其硬性特征相結合，以互聯網為推動劑，加強消費者與生產制造企業的深度融合，從而保證制造業的長期可靠發展。工業互聯網技術是多種技術的軟硬件融合，包含大數據、人工智能、物聯網、嵌入式等，使用各種傳感器采集現場數據信息，通過控制器對數據進行分析計算，利用無線網絡技術進行數據的傳輸，并采用邊緣計算等先進數據處理方法對數據進行分析與處理，最終將整合后的結果融入到工業生產現場，從而推動智能制造的發展。工業互聯網包含四層架構，分別為感知識別層、網絡連接層、遠端管理平臺層和數據分析層。首先，感知識別層通過智能傳感器實現了對數據的采集與獲取。然后，網絡連接層將數據進行傳輸發送至遠端管理平臺層，在該層進行數據的存儲與管理，最后在數據分析層利用智能算法實現對數據的深度處理，完成數據的分析，從而為系統的穩定高效運行提供可靠參考決策。

3 工業互聯網技術對物流發展的啟示

數字化物流是通過數字化技術和手段，以提高整個物流系統的智能化、自動化、信息化水平為目標，以互聯網技術為基礎，通過創新型模式和先進的互聯網技術、人工智能技術，朝著轉變產業發展方式的新生態發展，從而實現降本增效的目的。工業互聯網的核心是提升系統的信息化和智能化水平，提高物流裝配的工作流程效率，提高整個物流系統的數據處理和分析能力，因此利用工業互聯網技術提成物流水平，主要體現在兩個方面：一方面是建設“智能物流工廠”，主要研究數字化物流系統，通過自由的、動態的組合，形成高度柔性的物流一體化方式，實現高度快速的智能化物流；另一方面是研發“智能物流設備”，即重點研究機器人、柔性制造以及物聯網等技術在物流過程中的應用等，實現物流商品分揀過程、配送過程和流程管理的智能化。

3.1 建設智能物流工廠

當前中國大多數物流系統已經實現對訂單接收、商品分揀與配送等物流環節的自動智能調控，同時機器人、柔性制造等相關智能設備發展快速，但設備的智能性和各設備的互聯互通仍處于局部應用階段，未能實現統一協作。建設智能物流工廠的目標是實現智能設備的互聯互通。一方面，智能設備要具備通信、檢測、控制、執行以及存儲等功能。通過通信模塊不僅實現機器之間的溝通，還實現物流商品、設備和系統三者之間的智能化溝通；檢測模塊通過傳感器實時監測設備運行參數，檢測物流商品和配送環境信息反饋給控制單元；控制模塊根據分揀配送規則和傳感器反饋信息作出智能信息處理，向執行模塊發送命令；執行模塊根據接收到的命令作出相應處理；存儲模塊實時存儲各模塊的狀態信息。另一方面，通過工業互聯網將智能設備連接，將物流工廠內各關鍵業務環節的智能設備連接在一起，使得不同類型和功能的智能設備連接起來組成智能物流車間，最終再由不同功能的智能車間互聯組成智能物流工廠。這些智能設備、智能生產線、智能車間及智能物流工廠可以自由的、動態的組合，以滿足不斷變化的物流需求，形成高度柔性的物流一體化方式，使高度快速的智能化物流成為可能。

在未來的數字化物流系統中，以分揀車間為例，當物流商品通過流水線送到裝貨車間后，傳送帶上的傳感器通過讀取物流商品的標簽可以獲得其參數信息以及該物流商品最適宜配送方案，進而輸送到不同的車間子系統，根據物流商品的配送方案信息自動調控配送方案，實現智能化分揀與配送功能，極大地提高了物流效率，滿足市場對物流商品配送時間的個性化需求，同時通過對整個生產過程的大數據的獲取，有效促進了物流系統生產、控制等過程。數字化物流系統中不同設備、生產線、車間之間的互聯互通，使整個工廠內部的設備融合成一個統一體，大大提高了生產效率，也促進了智能物流設備的研發與升級。

3.2 研發智能物流設備

由于物流系統具有自動化程度高、控制過程復雜、環境條件要求苛刻等特點，使得物流系統對物流過程的自動化以及柔性化有著較高要求。物流系統智能物流的目標就是全面實現商品物流的智能化。智能物流設備是在目前自動化技術、網絡技術、無線傳感技術以及人工智能的基礎上，通過感知、人機交互、決策、執行和反饋實現物流商品分揀過程、配送過程和流程管理的智能化，是信息技術和制造技術的深度融合與集成。

物流系統智能物流設備的實現依賴于機器人技術。機器人是最典型的機電一體化數字化裝備，集傳感器技術、檢測技術、人工智能技術及系統集成于一身，在物流作業中獲得廣泛應用。以物流系統的裝載搬運為例，在大型物流系統中普遍采用人工叉車作業，效率較低，但是采用搬運機器人，通過安裝不同末端執行器來完成各種不同形態的搬運任務，提高了貨物的搬運能力，大大節約了搬運過程的搬運時間，提高了生產效率。

智能物流設備的實現依賴于柔性制造技術。隨著人工智能、專家系統及智能傳感器技術的發展，物流系統的智能化程度不斷提高，在面對許多不確定性、要由人工干預才能解決的問題時能夠通過過程自適應、參數自優化等功能解決。例如，在未來物流系統的配送車間，系統能夠自動監測設備的運行狀態，在檢測到外部環境或內部激勵（生產任務、物流商品配送或配送時間要求變化）時能夠借助模擬專家的智能活動，調節控制要求，確保最高物流效率。

智能物流設備的的實現依賴于物聯網技術。智能物流工廠不僅要求單方面對產品進行檢測，而且要求產品與設備、設備與設備之間實現相互通信。因此，需利用物聯網技術將整個生產系統納入計算機網絡，在智能物流工廠中通過RFⅠD、二維碼等技術將電子標簽貼在產品上，通過讀取標簽信息實時記錄狀態信息，結合物聯網的智能管理系統，完成對物流系統的一體化管理。

4 結論與展望

中國的信息化進程已推動實現了信息基礎設施與技術的普及，大部門企業已經建立線上營銷渠道和運營平臺，隨著中國物流市場的不斷發展壯大，傳統的物流管理系統已經不再滿足新的發展要求，必須通過大數據、云計算、人工智能、物聯網等信息技術實現整個物流系統的升級。工業互聯網技術將在這個升級中扮演重要角色，通過數字化物流最終實現物流全過程的整合、集成和提升。