优化物流在途管理的应用

文/徐元清

作为中国工业化的脊梁，制造性企业大多还处在从传统工业化向现代产业化转型的阶段，产业升级不仅表现在设备、工艺技术的提升，更体现在以“两化融合”为核心自主创新能力的大幅度提升。

我国是制造业大国，大量的制造性企业对成品物流运输存在管理提升的需求，随着市场竞争的不断加强，对成品在B2B的物流运输过程中的管理要求不断提高，成品运输的可靠，安全，对客户提供的高质量的增值服务成为企业市场竞争力的能力之一，在高附加值产品的运输过程中，尤为突出。

有效性、安全性、可靠性的要求，特别是高价值，易流通的产品制造企业对此需求更为迫切。但是，传统物流运输在车辆出库后存在监控手段缺乏的情况。除以手机联络随车人员其他监管手段不多。

随着物联网技术的不断发展，该项技术的应用正从技术探索向大规模应用落地转变，从以仓库内部管理向整体物联网整合转变。

随着制造企业整体外部竞争环境的不断激烈，面对企业市场营销能力不断提升的需求，需要企业物流进一步完善和提升货品物流车辆运输管理模式和水平，提升物流专业能力为客户提供优质高效安全服务，为企业供应链建设提供有力支撑，进一步提升对企业竞争力的贡献度。

上海烟草储运公司隶属上海烟草集团，承担货品的市外配送职责，依据其职责，将整体运输量分配外包多家第三方运输车队，常年承运车辆超过500辆。今年计划通过公路直接运达全国各省市（除新疆、西藏外）400多个客户点的货品约120多万大箱，由于烟草货品的运输一直是高价值、高风险、又属专卖监控的业务，尤其是货品向全国公路长途运输送货以来，货品、车辆和司乘人员的途中安全、运输路线的直达经济、送货服务的高效及时，将直接体现企业的竞争力，对市场的占有率，销售时段的把控，特定市场的投放都存在相当的关联性。

以此为背景，通过物流网技术的整合应用，构建以订单（合同）为主线，以服务客户为目标，运用GPS卫星定位、射频识别（RFID）技术，矢量地图技术等信息化服务技术和管理手段，通过数据导入和信息整合，形成完整的物流监控管理工作平台。在卷烟跨省运输过程中，通过应用GPS定位跟踪和电子门锁技术，为客户提供更为准确、及时的卷烟发运、在途和到货信息，增强对货品物流运输安全性的支撑，为行业经济运行提供更准确、及时的货品物流信息。

物联网技术现状

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，其英文名称是“Internet of things（IOT）”。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。2008年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革。近年来其相关技术都有了长足的发展。

1.射频识别（RFID）技术

射频识别（RFID）技术实际上是一项较早的技术，在20世纪60年代的时候，RFID技术的理论已经得到发展，并且开始了一些尝试性的应用。20世纪90年代起，这项技术进入商业应用阶段。经过多年的发展，13.56MHz以下的RFID技术已相对成熟，目前业界最关注的是位于中高频段的RFID技术，特别是860MHz-960MHz（UHF超高频段）的远距离RFID技术发展最快。

RFID技术在我国比较典型的应用主要有防伪、工业自动化、交通信息化管理、物流与供应链管理等几个方面。在物流供应链管理中，从供应商供货到仓库存储，都有所应用，目前为业内熟知的有海尔立体仓库，白沙物流以及香港溢达棉包物流管理等。

2.电子地图

电子地图（Electronicmap），即数字地图，是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。电子地图储存资讯的方法，一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果，早期使用位图式储存，地图比例不能放大或缩小，现代电子地图软件一般利用地理信息系统来储存和传送地图数据，也有其他的信息系统。

中国导航电子地图应用服务产业已有十几年的发展，在导航技术不断成熟以及市场需求的推动下，已形成一定的市场规模和用户数量。主要应用于车载导航，PND终端、智能手机、互联网以及各行业指挥调度信息系统领域，应用模式呈现多样化。随着3G、4G等技术的快速发展，为导航位置信息的收集和发布提供了更多的技术手段。

制造业企业物流需求

当前我国制造业企业物流发展需要物流管理的一体化，其联动发展是人心所向。当制造业规模较小的时候，制造业普遍采取“大而全、小而全”的企业组织模式，即制造企业自身承担所有活动，但由于规模的扩大、竞争和专业化分工的加剧，企业因为资源约束不得不将物流等业务外包，由此产生了制造、物流等活动的相对独立，到了生产相对比较发达的今天，制造与物流的独立掩盖了他们之间的联系，降低制造业与物流业的交易成本、增强制造业与物流业的产业协同的呼声日渐高涨。制造业与物流业联动发展成为普遍共识。

1.整体安全的需求

主要是治安安全和自然环境安全。通过相关技术实现定位功能和监控报警功能，具备实时和及时的特点，便于管理人员及时掌握运输过程中的异常治安状态或是异常天气环境，有效解决了在途过程中可能发生的各类应急情况。使产品物流运输的安全管理水平得到了全方位的提升。

2.客户服务的需求

通过技术手段实时采集并反馈各运输车辆的在途信息，使得客户可以及时了解所需货物的运输情况，特别是在货物即将到达时，发送信息给客户，让他们了解货物什么时候能到，便于商业端提前安排仓间及货位，并组织相关人员，做好各项接运准备工作，实现了“物”、“权”的现场转移，从而凸现出了强大的服务功能，对市场的响应能力大大提升。

3.管理提升的需求

物流企业能够通过技术手段实现信息共享，随时了解自己所需要掌握的情况。对物流运输从线路、运力、运量、运输周期进行了多角度、多层次的数据统计分析，便于整体运用数据资源，整合历史数据，在信息结构及内容上提高了信息的可利用性，为企业的分析决策提供了重要依据。

4.合理调度的需求

可以依据平台提供的信息来规划和设计物流的最佳流量、流向和流程。如：最优运输路径的确定、内部物流资源的整合、车辆空驶率的减少、最大限度地实现双向满载，最有效地控制物流成本等。

企业物流优化方案

为满足企业发展对物流体系提出的要求，通过对主流物联网技术的跟踪及对远距离通讯等基础设施的调研，项目组提出了以物联网技术为基础的工业企业成品物流在途管理应用方案。

整体方案涉及整体管理系统、车载客户端、到货接受装置三个组成部分，整体系统的实现预定功能，需由管理系统软件开发、硬件装置设计、开模、制造等工作组成，以下为系统方案。

1.系统组成

系统内容涉及的三个环节：卷烟运输车辆、工业发货端、商业到货端，其中：

（1）卷烟运输车辆：在运输车辆上安装“车载卷烟物流在途状态数据采集装置（简称“车载装置）”，车载装置的主要构成有：①数据存储模块；②GPS定位模块；③GPRS无线通讯模块；④短距离数据通讯模块；⑤无线遥控电子锁；⑥安全报警、语音通话等扩展模块。车载装置可以存储卷烟物流电子单证，获取车辆定位信息并传输到物流在途信息系统。

图1、物流在途信息系统的总体构成示意图

（2）工业发货端：安装无线数据通讯系统，将货品物流电子单证等信息写入车载装置；并在离开发货仓库前由电子锁管理系统上锁并发出车辆启运发货信息等。

（3）商业到货端：①安装无线数据通讯系统，接收货品物流电子单证信息；②电子锁管理系统，开锁并发出车辆到货信息。

（4）国家局端：安装物流在途信息系统（主要包括全国电子地图、物流信息交换平台、信息展现门户等），汇集来自车载装置的物流电子单证信息、发货时间、到货时间和车辆在途状态信息等数据，并在物流在途信息系统的电子地图上进行集成和展现等功能。

物流在途信息系统的总体构成如图1所示。

2.车载装置实现方式

（1）车载装置

车载装置是实现卷烟在途物流信息采集、传输及跟踪的基础设备。根据卷烟运输车辆的实际情况，车载终端设计为模块化组装方式。依据需求将车载装置分为两类，即基本功能车载装置:完全集成至电子门锁中，功能模块包括数据存储模块、GPS定位模块、GPRS无线通讯模块、无线遥控电子锁模块和短距离数据通讯模块构成。该装置不使用车辆电源，与车辆无连接，直接用于集装箱上锁。

扩展功能车载装置：包括电子锁和驾驶室车载模块两部分，通过射频进行连接，除基本功能模块外还包括：安全报警按钮、语音通话、视频采集等模块，同时预留导航仪接口和数据传输接口。该装置驾驶室车载模块需与车辆蓄电池系统相连，并安装至驾驶室内。

（2）车载装置主要功能

车载装置的功能包括基本功能和扩展功能。基本功能包括：①数据存储功能，用于存储物流电子单证数据、车上卷烟件码数据和在途过程所采集的状态数据；②GPRS功能，用于实现电子单证数据、车辆定位数据、遥控电子锁的上锁和开锁数据、车上卷烟件码数据的远程传输；③GPS接收功能，用于实现车辆定位跟踪功能；④RF无线读写功能，用于实现电子单证数据写入或读出；⑤电池电源功能，满足系统运作要求。⑥电子锁，对于货柜式运输车辆，可由发货端电子锁管理系统、收货端电子锁管理系统以及专卖稽查手持器发出控制指令到车载装置的电子锁遥控模块控制货柜门的上锁和开锁。

（3）车载装置扩展功能

车载装置在基本功能的基础上，同时提供多种可以扩展的功能，包括：①远程语音通话功能，基于车载装置的GPRS 通讯模块，通过GPRS网络链路，实现远程语音通话功能，由固定安装于驾驶室内的话筒和小型扬声器通过专用插头联接到车载装置主体设备的插孔上即可；②车辆紧急报警功能，主要由一个粘贴在平时不易碰到而报警时可以方便触到的位置的报警按钮构成，报警按钮为自带电池的封装式无线按钮，按钮的自带电池可以使用3～5年，按钮按下时发出无线脉冲信号到车载装置主体设备，主体设备辨识报警信号后通过GPRS模块将报警相关信息发送到指定的监控主机；③视频功能，车载装置主体设备预留摄像头视频接口，可以将摄像头获取的车内、车外视频信息通过GPRS网络传输到监控主机；④导航仪接口，车载装置主体设备预留导航仪接口，导航仪实质上是一个内置有电子地图的显示装置，通过专用插孔与车载装置主体设备联接，导入主体设备GPS模块所获取的车辆实时位置信号，实现自动导航的功能。

（4）车载装置和遥控电子锁的充电及充电监控

电子锁电量信息通过GPRS网络实施回传监控中心，并在电子地图监控系统中设置报警功能，如低于20%电量情况下及时通知相关人员完成充电作业。

3.货品物流电子单证内容

货品物流电子单证是根据待颁行业标准《烟草行业物流单证》所规定的货品工商企业之间交换的货品物流数据，包括发货单位、购货单位、合同号、品名、规格、数量、到货地点、运输方式、承运人等。

4.货品物流电子单证自动数据采集方式

（1）电子单证的产生

在工业发货端“一号工程”发货电脑中安装电子单证导出软件，在每次“一号工程”发货完成后将电子单证信息实时发送至储存模块写入服务器。

（2）电子单证的写入

图2、车辆位置信息采集的示意图

无线写入设备安装于工业发货端仓库出入口，无线写入设备依据车辆出库时所带“车载装置”唯一序列号查询是否存在需写入电子单证，如序列号匹配则将相对应电子单证无线写入“车载装置”，并关闭电子锁。

（3）电子单证的读出

无线读出设备安装于商业到货端仓库出入口，无线读取设备依据车辆“车载装置”内的到货信息进行电子单证的读取并打开电子锁。

5.货品在途状态数据的采集和传输

货品物流在途数据指的是工业货品出库发货、在途运输监控、商业到货入库等环节的实时状态信息，包括：货品发货时间信息、运输车辆信息、运输车辆的位置信息、在途货品与运输车辆的关联信息、车辆的在途状态、商业企业到货时间等信息。

货品发货时间信息是在发货端向车载装置写入卷烟物流电子单证数据并控制上锁时记录的时间信息。如果接下来的一段时间里，车辆位置数据没有显著变化，则应修正卷烟发货时间信息。默认设置为以10分钟作为时间段计量单位，在一个时间段的起点和终点上，车辆位置数据有显著变化时，以该时间段的起点时间作为货品发货时间。

运输车辆信息包括运输车辆的车号、车型、驾驶员、送货员（如果有的话）、车辆语音通话号码（如果加装了语音通话模块），驾驶员或送货员的手机号码等信息。

运输车辆的位置信息来自于车载装置的GPS模块所接收到的同步卫星发出的微波信号转换为车辆经纬度数据。按照默认设置，车载装置每隔10分钟向主控机发送一次位置数据，间隔时间可以由主控机远程遥控改变设置，可以设置间隔为1分钟到1小时。运输车辆位置信息的采集如图2所示。

方案实施的瓶颈

工商物流在途信息系统的运用，使物流信息实现了实时反应和共享，促进了物流各环节的相互支持、互相配合，完整的物流闭环信息系统也由此形成，它必将成为“工商物流一体化进程”的有力保障。系统上线使用后，辐射18家商业公司，占全国配送量的15%，从整体运行效果来看，该系统的主要成效为：安全管理、服务延伸、信息共享、科学调度。

在传统物流企业中实施以物联网技术整合为特点的应用项目，在实施过程中存在于原有管理模式的冲突、技术整合成熟度等一系列难点，主要存在于技术整合的研发及人员操作模式的转变上。

1.自行研发的车载终端需要预留调试周期

作为整合GPS接受功能、通讯功能、RFID技术，数据存储交互功能等的车载终端是方案实施的难点。其需要以实际业务需求进行研发，在委托第三方进行研发、调试、生产过程中，出现多次设计不合理导致的产品可用性不强的问题，核心难点出现于产品在长途运输外部环境恶劣下易出现无法正常使用。

2.全国性推广系统部署人员培训困难

作为物流类项目，本项目设计全国350多个相对固定收货单位（收货点），需部署相关车载终端解锁设备及系统运行环境（具备相关网络条件，确保相关物流单证数据下载），由于涉及地点为除新疆、西藏的所有省市，其推广部署及人员的培训工作量巨大，系统客户收货点人员培训超过1000人次。

3.对原物流运作方式调整较大，项目推进管理阻力较大

系统功能改变了原有的仓储物流人员运作模式，由原有的出库移交第三方运输公司作为工作界面，改为全程物流管理、物流跟踪，在项目实施初期，基层管理人员反响较大。

结论

本项目以物联网技术为基础，整合电子地图、定位、通讯、电子标签、机械锁具等相关技术，构建了以车载终端为核心、以电子地图为平台的物流配送系统，在运输安全性、管理可视化、对外服务提升等方面有效提高了企业的市场竞争力，作为物联网技术整合的一种尝试，取得了较好的效果。