物聯網技術在智慧物流領域的應用研究

李曉睿，邢春玉 （北京信息科技大學，北京 100080）

0 引 言

隨著我國的科技水平日益提升，各種先進的新型信息技術得以迅速發展，其中物聯網技術發展勢頭迅猛，為社會各個領域帶來了全新的發展契機。在物聯網背景下，我國的社會產業結構正經歷著巨大的變革，原有的傳統物流業務模式也不斷受到信息化的沖擊，以物聯網技術為主的先進科學技術正在與傳統物流相融合，大量物流基礎設備通過物流傳感器和互聯網技術接入物流互聯網中，促進了物流互聯網的形成，進而推動傳統物流向智能化、自動化、信息化方向轉型[1]。總之，物聯網技術在物流行業的廣泛應用，實現了物流信息的同步與共享，提升了物流各個環節的智慧化和智能化水平，進而提高了物流的運作效率，降低了物流成本，為現代物流的發展源源不斷地注入動力。因此，研究物聯網技術在物流行業的應用具有十分重要的意義。本文基于物聯網的概念和關鍵技術，分析了物聯網技術在運輸、倉儲、配送等環節的應用現狀，并提出了物聯網背景下物流行業智慧化轉型的可行策略。

1 物聯網及關鍵技術概述

物聯網這一概念于2005年在突尼斯舉行的信息社會峰會上由國際電信聯盟正式提出，標志著物聯網通信時代的到來，我國于2021年9月印發的《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃（2021—2023年）》中強調，要明確加快物聯網設施的部署。物聯網在互聯網的基礎上進行延伸，把所有物品通過信息傳感設備與互聯網連接起來，進行信息交換，實現人機互通；它由感知層、傳輸層、應用層三層架構組成，應用的信息傳感設備和技術主要有全球定位系統、射頻識別裝置、紅外線遙感技術以及激光掃射裝備等。物流領域主要運用的物聯網技術有RFID技術、地理信息系統（GIS）技術、傳感器技術和區塊鏈技術。

1.1 RFID 技術

射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據。RFID能夠在無接觸的情況下自動識別與標簽有關的物體，并利用閱讀器捕獲標簽數據再將其傳輸到后端數據庫進行遠程訪問以監控對象信息。因此，RFID技術靈活，自動化程度高且易于操作。它在物流行業中主要應用于商品標簽上，如記錄商品信息，使相關工作人員能夠及時掌握商品信息。

1.2 地理信息系統（GIS）

GIS技術以地理空間為基礎，采用地理模型分析方法，通過集成空間數據進行可視化管理，收集、保存、運算、分析及輸出與地表空間結構有關的信息，實時提供多種空間和動態的地理信息，已經成為了物流行業位置分析的有效工具。GIS與GPS、衛星系統相互連接，憑借其強大的空間信息和屬性信息的整合能力，可完成網絡分析和路徑分析，準確呈現物流系統中的物流、客戶、網絡節點等數據信息，便于對貨物進行智慧化管理；并且能夠實時探索道路的運輸情況，便于對車輛運輸路線實施優化。

1.3 傳感器技術

傳感器技術可以通過傳感器設備來自動獲取被辨識對象的信息,即通過網絡獲取環境信息。傳感器網絡主要由傳感器節點、接收器節點和管理節點三部分組成。目前傳感器技術已經廣泛應用在物流行業的各個環節中，如倉儲、運輸等環節，它可以幫助工作人員快速準確地收集產品物流信息，當產品出現問題時，物流系統就能夠根據收集到的貨物信息迅速進行追溯。

1.4 區塊鏈技術

區塊鏈技術是一種互聯網數據庫技術，它綜合應用了分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術。區塊鏈技術具有去中心化、高效化、安全性等特性，基于這些特性，物聯網隱私泄露和安全性不足等問題能夠得到有效解決。在物流行業，構建基于區塊鏈技術的智能物流管理系統，可以消除人為操作導致的物流信息失真的情況，提高物流信息的安全性和可靠性，使物聯網技術更好地發揮作用。

2 物聯網技術在物流主要環節中的應用

物聯網是人類歷史上第三次信息革命，物聯網技術與傳統物流業相結合就演變成了智慧物流。智慧物流作為新技術廣泛應用在物流的運輸、倉儲、配送等主要領域，大大提升了物流的工作效率，降低了物流成本，下文將分別介紹物聯網技術在運輸環節、倉儲環節和配送環節中的主要應用。

2.1 運輸環節

物聯網技術在運輸環節的應用主要體現在運輸過程追蹤、安全監測、車輛調度、交通路線規劃等方面。在運輸過程追蹤方面，為了提高商品運輸效率，很多現代物流企業將RFID技術與物聯網模塊相融合，比如在運輸車輛上安裝RFID信息接收器，以掌握不同物流商品的參數信息和物流運輸過程中的動態信息，實現對貨物的實時監控，并使用Savant系統傳輸這些信息的代碼，將貨物信息和物流信息呈現在PLM服務器中，便于企業內部、客戶等搜索和查看，提高物流運輸過程的可視化程度，改善運輸過程的動態管理進程并實現商品物流信息的實時傳遞[2]。在安全監測方面，企業利用傳感器設備如溫度傳感器、濕度傳感器等，使工作人員可以遠程在線監控商品，減少和避免貨物在運輸過程中受環境等其他因素影響產生的安全隱患[3]；同時，企業還將GIS和GPS技術運用到車輛管理系統中，借助其強大的空間信息和屬性信息的整合能力，完成對運輸網絡和路徑的分析，從而獲取和探索運輸路況。在遇到突發緊急情況時，保持對運輸車輛的實時跟蹤和精準定位，通過空間分析，以線性規劃模型為基礎，快速選擇新的道路，引導車輛在最短時間內找到最優運輸路線和解決方案，提升物流運輸服務水平[4]。在車輛調度和交通路線規劃方面，企業將物聯網技術與最優化算法和智能優化算法結合應用，優化貨物的調度方案，特別是在應急情況下實現了運輸資源配送路徑的動態改進，保障了應急物資精準配送[5]。

2.2 倉儲環節

物聯網技術在倉儲環節的應用主要體現在倉庫管理、貨物管理等方面。在倉庫管理方面，許多企業在倉庫操作中通過引入RFID技術，使用RFID裝置讀取貨物和貨位的電子標簽，準確實現了對貨物的實時定位，并通過互聯網與倉庫管理系統進行信息交互，將貨物與貨位的電子標簽信息上傳到倉庫系統，提高了貨物和貨位信息讀取的準確率[6]，同時也將新型傳感器設備安裝在出入庫臺和傳送機首尾部位，運用傳感器技術同步追蹤和監測貨物的入庫與出庫作業流程[7]，完成整個倉管的入庫與出庫管理作業，提高貨物入庫與出庫的準確率。除此之外，在貨品管理方面，企業在傳統貨物管理的基礎上，融入RFID技術，貫徹先進先出的原則，優先移除即將失效的物料以保證庫存物料的質量可靠；工作人員還可以進行庫存管理和定期盤點，根據有效期預警策略進行實時監控，當庫存不足時，及時做出庫存預警[8]。傳感器技術也可應用于智能倉儲中，對于受倉儲環境影響很大的生鮮產品的保存，可以在倉庫中安裝溫度、濕度傳感器，實時監測和記錄倉庫的環境，對倉庫中的相關環境指標進行監控、采集，工作人員應當嚴格把控環境因素的變化，避免因溫度、濕度等環境因素不穩定造成商品損失。

2.3 配送環節

物聯網技術在配送環節的應用主要體現在配送路線優化、配送車輛管理和末端配送等方面。在配送路線優化方面，企業通過自動射頻識別RFID技術和傳感器技術獲取配送活動中的信息，并對信息進行數字化處理，分析信息后做出決策，科學進行物流配送中心的選址、分撥中心的網點布局，合理安排配送計劃和車輛，動態調整配送路徑，得到最優配送路線[9]。在配送車輛管理方面，采用傳感器技術對配送車輛統一進行管理，比如在配送車輛上安裝傳感器設備、規范駕駛人員的操作、減少車輛的能源耗損，進而降低配送成本。物聯網技術的應用也延伸到了“最后一公里”的配送中，在末端配送中，利用物聯網技術掌握顧客的消費習慣、收貨習慣及方便收貨的時間等信息，按照顧客需求進行配送模式的調整和優化，實現對末端物流的把控，提高物流配送的精細化水平[10]。總體來說，現代物流配送企業利用GIS、GPS定位技術等先進的物聯網技術采集訂單、貨物、配送車輛、路線、節點、路況等數據信息，對整個配送流程進行優化，提高配送水平和配送效率。

3 物聯網背景下智慧物流體系架構的構建

本文基于物聯網的三層架構，結合物聯網技術在智慧物流各個環節的應用現狀，構建出了一套智慧物流體系架構，如圖1所示。

圖1 智慧物流體系架構圖

智慧物流體系架構由四個部分構成，第一部分為數據采集層，主要利用物聯網的感知、識別和定位追蹤技術獲取物流過程中產生的各項數據；第二層為網絡傳輸層，通過物聯網通信技術將物流數據傳輸到不同的數據接口，實現各種數據的聯通；第三層為處理存儲層，將物聯網技術與大數據、云計算技術相結合，對采集到的物流數據進行智能化處理，實現物流信息的可追溯和透明化；第四層為應用層，此層為智慧物流體系的核心層，通過先進的物聯網設備和技術對各個環節的物流數據進行采集、傳輸和處理，為運輸、倉儲、配送等其他物流業務的分析、決策和預測提供合理的數據支持，以此提高智慧物流系統的智慧化水平。

4 物聯網背景下物流行業發展策略

如今，雖然物聯網技術的應用提高了物流主要環節的工作效率，但現代企業在借助物聯網技術進行智慧物流平臺轉型時仍然面臨著一定的瓶頸。企業面臨的主要問題和困難主要體現在以下三個方面：許多物流企業的基礎設施投入不足，導致企業內部物流信息無法進行資源共享，“信息孤島”現象頻繁發生[11]，物流平臺信息化水平低；物聯網技術具有許多突出的信息安全風險，用戶和貨物等信息在物聯網技術的應用中很容易出現泄露和被非法盜用等問題；當前智慧物流高端人才匱乏，高端智慧物流人才的占有量和物流行業的快速發展嚴重脫節。下文基于物聯網背景下的智慧物流體系的架構，結合智慧物流存在的主要問題，列舉智慧物流領域的高效發展策略，為形成智慧化的物流管理體系提出了可行的建議。

4.1 利用物聯網技術強化物流業信息化發展水平

物流信息化水平的強化主要體現在物聯網技術和物聯網設備兩方面。在技術方面，雖然在構建智慧化物流管理體系的過程中，許多企業已經融入了物聯網等信息化技術，使物流信息能夠在物聯網環境中更好地流轉，但是在信息同步和共享方面仍存在一定的欠缺，應將物聯網的區塊鏈技術運用到了物流管理系統中，使參與到數據庫中的所有整體都可以進行對物流過程中數據庫的更新工作，實現數據信息的透明化和數據共享，以此加大對物流信息的監督力度，及時處理錯誤的數據信息，加強信息管理，改進傳統的物流模式，與此同時還可以將區塊鏈技術與人工智能相結合，為輔助決策提供幫助[12]。在設備方面，物聯網設備的兩極化現象比較嚴重，北京、上海等發達地區的智慧物流物聯網基礎設備較為完善，但中小城市的設備發展嚴重滯后[13]，因此要以市場主體為基礎，結合不同地區的經濟發展情況，增加企業無人機、自動倉庫、智能配送柜等物聯網硬件基礎設備的投入并及時更新物流設備，促進基礎物聯網設備的均衡分布，提升區域智慧物流的信息化水平。

4.2 構建基于物聯網的物流信息安全體系

物聯網雖然給物流行業帶來了福音，但也存在種種安全問題，如隱私和信息泄露等安全風險。在利用射頻信號識別器收集貨品電子信息標簽中的關鍵信息和物流工作人員的個人信息以及其他數據信息時，很容易被非法分子入侵和盜取，從而導致這些蘊含巨大經濟價值的信息泄露，對物流企業造成嚴重的負面影響。因此要建立基于物聯網的智慧化物流管理系統，保護信息安全與隱私。首先，需要完善和強化物流信息管理體系,制定一套規范化、科學化的信息管理機制。其次，要保障數據信息的隱私和安全，在應用層面的云服務平臺中，應將私有云服務和公有云服務進行劃分隔離，切實提升各類型數據的安全性，提高物流信息管理系統的安全水平。最后，要注重構建物流可追溯系統，應提高RFID技術、區塊鏈技術、傳感器網絡與物流管理系統的融合效率，將物流各個環節連接起來，真實記錄貨物的實際情況，有效解決溯源追蹤的難題，當貨物產品出現問題或產業鏈參與主體發生矛盾紛爭時，能依據信息的可追溯性第一時間明確問題及責任所在，防止矛盾進一步惡化；并實現物流信息的透明化，提高物流信息的安全性和可靠性[14]。

4.3 培養物聯網背景下的物流行業高素質人才

雖然當前物聯網技術發展迅速，但在衡量智慧物流發展水平的指標體系中[13]，顯示增長幅度最慢的是高素質物流人才培養指標，這說明在以物聯網為基礎的智慧物流的發展進程中，培養人才的速度要慢于技術和設備的進步速度，表明人才培養仍然是我國智慧物流發展進程中面臨的一大難題，因此推動傳統物流業智慧化轉型，需要引進和培養掌握物聯網核心技術的相關人才。首先，要為培養物聯網技術人員創造良好的環境，高校應重視物流及物聯網專業的發展，企業要制定與物聯網技術相關的培訓方案。其次，在進行人才培養時，要與市場環境的動態變化同步，與社會環境有效結合。除此之外，物流企業還需要引進國內外的高素質物聯網行業人才，推動物聯網核心技術的突破與創新，進而促進智慧物流的快速發展。

5 結 語

綜上所述，物聯網技術在物流領域的應用顯著提高了物流管理工作的整體效率，并提升了物流信息管理核心業務的整體水平。對于現代物流企業而言，要想實現傳統物流行業的智慧化轉型，就需要加強企業對物聯網的理解和認知，將物聯網充分應用于智慧物流業務體系的構建中，推動物流行業朝著智能化、自動化、信息化的方向發展。