现代物流与物联网 - 王喜富

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1、1现代现代物流物流与与物联网物联网北京交通大学交通运输学院物流工程系北京交通大学交通运输学院物流工程系王喜富王喜富 教授教授，主任，主任，博士生导师博士生导师2目录一、综述二、物联网基础理论三、基于物联网的物流业务体系与业务流程四、基于物联网的物流信息技术体系五、物联网技术在物流企业的应用六、物联网在物流领域的应用、展望及存在的问题3一、研究综述主要内容1. 物联网的概念与起源2. 国内外研究现状3. 物联网应用现状4. 现代物流与物联网5. 物流信息化与物联网1.1 物联网的概念与起源物联网的定义：通过信息传感设备，按约定的协议实现人与 人、人与物、物与物全面互联的网络。其主要特征是通过射频

2、 识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，基于互联网、 移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术 对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现 智能化的决策和控制。 物联网内涵：“物物相连的互联网”，英文百科Wikipedia对物联网的描 述较为简单：“The Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances”（像家用电器一样的物体的互 联网络）。物联网实际上是包含了对物与物之间、人与物之间、人机之间 、人与人之间等各种“主体”之间的互联。物联的本质：（1）感

3、知（包括定位）（2）可靠通信（磁通信）（3）智能决策及大批量定制（智能制造）51.1 物联网的概念与起源物联网的起源图61.2 现代物流与物联网现代物流是相对传统物流而言的，它在传统物流的基础上引入高 科技手段，即运用计算机进行信息互联，并对物流信息进行科学管理 ，从而使物流速度加快，准确率提高，库存减少，成本降低，以此延 伸和放大传统物流的功能。它将运输、仓储、配送、装卸搬运、流通 加工、信息等方面有机结合，形成完整的供应链及服务链，为用户提 供多功能、一体化的综合服务。现代物流呈现4个方面的发展趋势：1）现代物流专业化 信息化 智能化 标标准化71.3 现代物流与物联网物流信息化以应用于物

4、流领域的信息技术为支撑，从物流应用的角度来说，最具有影响意义的技术应用如下：2）现代物流发展的信息化支撑物品的自动识别与数据采集物流信息的电子数据交换智能定位与物流跟踪调度管理物流自动化设施与物流管理软件系统物流信息系统与物流公共信息平台81.4 物流信息化与物联网1）物联网提高物流信息的获取能力2 ）物联网拓展物流信息增值服务企业级信息增值服务 行业级信息增值服务 供应链级信息增值服务准确获取信息的能力 全面获取信息的能力 及时获取信息的能力9二、物联网基础理论1234传感网、泛在网与 物联网的区别物联网运行规律物联网的特点物联网的工作原理主要内容6789物联网的层级划分物联网的相关技术需求

5、物联网的技术体系5物联网的基本结构物联网技术构成102.1 传感网、泛在网与物联网的区别网络名称网络性质传感网（Sensor networks）通常强调无线传感网络；传感器信息一般 被认为是低速率、短距离、低功耗，且组网 上有一定的特殊性。泛在网（Ubiquitous Network）强调智能在周边的部署，以及自然人机交 互和异构网络融合。物联网（Internet of things）包含了传感网、RFID、二维码等关键技 术；区别于人与人之间的Internet网络，而物联网是物物相连的网。112.2物联网的基本结构物 联 网 的 基 本 结 构 图122.3 物联网技术构成物联网技术构成基础

6、技术核心技术支撑技术射频识读器传感器与无线传感器网络嵌入式智能技术纳米技术与纳米传感器RFID射频技术EPC编码技术资资源寻寻址技术术资资源寻寻址技术术资源寻址技术物联网系统中间件技术（IOT-MW）物联网名称解析技术（ONS）物联网系统信息服务技术（EPCIS）物联网应用技术物联网安全技术132.4 物联网技术构成物联网支撑技术5）物联网安全技术物 联 网 安 全 框 架 图142.5 物联网的技术体系物联网技术 体系主要包 括感知层技 术、网络层 技术、应用 层技术以及 公共技术四 个部分。物联网的技术体系框架图物联网产业 链中：物理 设备8%，系 统集成20- 30%，信息 增值服务15

7、三、基于物联网的物流业务体系与业务流程主 要 内 容1.物流业务体系及流程的发展过程概括2.传统的物流业务体系框架3.传统的物流业务流程4.基于物联网的物流业务体系框架5.基于物联网的物流业务流程6.物联网对业务流程的影响16物流业务体系及流程的发展过程概括表特征 阶段时间背景业务体系业务流程第一阶段 物流产生阶 段20世纪 初至50 年代对物流价值开始有所认识 军事后勤的技术和理论发 展迅速，战后用于商业 优化技术在货运领域应用仓储、库存、运输等 物流基本业务被动的推动式货物运送流 程 物流过程的优化第二阶段 传统物流管 理理论的形 成阶段20世纪 60至70 年代买方市场的形成 营销时代的

8、来临运输、仓储、包装、 装卸、加工(包括生产加 工和流通加工)、物流信 息等基本业务基于客户需求的拉动式物 流流程 物流基本业务的流程 物流管理技术的基本流程第三阶段 物流理论变 革阶段20世纪 70至80 年代供应链管理理论形成 物流流程整合需求 企业物流业务外包 出现物流中心传统物流七大业务 基于供应链管理的物 流业务 基于物流中心的物流 业务基于供应链的物流业务流 程 DRP、LRP、ERP等技 术的操作流程第四阶段 物流理论全 面创新阶段20世纪 90年代 至今网络信息技术的发展与应 用 互联网的普及 自动化技术、GPS技术等 的成熟应用传统的物流体系 新增信息集成业务、 大量增值业务

9、、基于活 动范围的业务技术带来了流程的革命， 新增的服务模式丰富了业 务流程的内容。3.1 物流业务体系及流程的发展过程概括173.2 传统的物流业务体系框架物 流 业 务 体 系 框 架 图183.3 基于物联网的物流业务体系框架基 于 物 联 网 的 物 流 业 务 体 系 框 架 图193.4 基于物联网的物流业务体系框架1.智能运输 智能运输是指通过物联网感知到的货物信息 、物流环境信息、基础设施信息、设备信息确 定运输路线和运输时间的运输方式。智能运输 在物流中的应用主要集中在运输管理和车货集 中动态控制两方面。实现实时运输路线追踪、 货物在途状态控制和自动缴费等功能。2.自动仓储自

10、动仓储是指利用物联网技术实现自动存储和 取出物料。由感知货架、自动搬运机构、堆垛机的 自动控制和自动仓库管理系统4个部分组成。通过 物联网提供的货物信息进行仓库存货战略的确定， 仓储业务中的货物验收、入库、定期盘点和出库等 环节可实现自动化及实时监控货物状态。3.动态配送 动态配送即利用物联网技术及时获得交通 条件、价格因素、用户数量及分布和用户需求 等因素的变化，对以上各因素进行分析，制定 动态的配送方案，在提高配送效率的同时提高 服务品质。4.信息控制 物联网对物流信息的全面感知、安全传输和 智能控制可实现物流信息管理到物流信息控制 的飞跃。物联网可利用其技术优势通过信息集 成实现物对物的

11、控制，信息控制的应用可进一 步提高整个物流的反应速度和准确度。 。1920四、基于物联网的物流信息技术体系主要 内容1 基于物联网的物流信息系统体系3 基于物联网的物流信息协同机制5 基于物联网的物流信息协同体系2 基于物联网的物流信息平台架构4 基于物联网的物流信息管理框架6 基于物联网的物流信息协同服务平台的架构4.1 基于物联网的物流信息系统体系21物流领域是物联网相 关技术最有现实意义 的应用领域之一，将 物联网技术应用到现 代物流的全过程中来 ，与现代物流技术有 机的结合从而形成基 于物联网的物流信息 技术体系，可有效提 高物流作业效率和管 理水平，将带来物流 产业一次全新的技术 变

12、革。基于物联网的物流管理信息系统体系图4.2 基于物联网的物流信息平台架构22结合物联网的技术特 性和物流信息平台的 功能，针对SOA与EAI 两种技术体系有机融 合的体系架构模式， 设计出基于物联网的 物流信息平台架构模 型，该架构可划分为 ：基础环境、物联网 技术集成、应用支撑 、企业级应用四个层 次，如图所示。 这种架构模式可以 为物流企业提供符 合实现企业思想， 基于动态松散耦合 的、且实时事件相 应的新技术体系架 构。基 于 物 联 网 的 物 流 信 息 平 台 架 构 图23五、物联网技术在物流企业的应用1233物联网应用的必要性物联网应用的意义物联网信息平台的运营方案主要内容2

13、4物流企业集约化发展的需要物流企业增强行 业竞争力的需要应用的 必要性物流企业提升信息 化水平的需要5.1 物联网应用的必要性25增加物流企业的利润源泉减少物流企业的 运营成本应用的 必要性提升物流企业的服 务水平5.2 物联网应用的意义265.3 物联网信息平台的运营方案1）基于物联网的物流信息平台运营需求分析2）基于物联网的物流信息平台运营的性质和定位3) 基于物联网的物流信息平台运营要素分析4) 基于物联网的物流信息平台运营模式选择5) 基于物联网的物流信息平台运营保障技术主要内容275.3 物联网信息平台的运营方案2）基于物联网的物流信息平 台运营的性质和定位u物流货物信息感知u物流信

14、息数据共享u平台终端集成应用u物流业务智能应用u企业智能决策支持u建立企业标准规范1）基于物联网的物流信息 平台运营需求分析5.3 物联网信息平台的运营方案283) 基于物联网的物流信息平台运营要素分析a) 物联网网络运营管理主要包括：网络硬件管理 网络技术管理 网络应用管理物联网网络平台架构拓 扑示意如右图：物 联 网 网 络 平 台 架 构 拓 扑 示 意 图5.3 物联网信息平台的运营方案293) 基于物联网的物流信息平台运营要素分析b) 物联网业务运营管理主要包括：业务流程监控管理 业务系统运营管理 业务终端运维管理 业务系统集成管理基于物联网的物流信息 平台下业务运营管理框 架如右图

15、基于物联网的物流信息平台下的业务运营管理框架图5.3 物联网信息平台的运营方案4) 基于物联网的物流信息平台运营模式选择30就我国物联网的发展的现状来看，单纯地由政府为投资主体建设和运营基 于物联网的物流信息平台不太现实，而单纯地依靠企业投融资也非常困难。 作为新兴事物，国内外还没有任何企业有成熟的运作经验，所以完全委托的 运营模式也不具备应用价值。结合对各种运营模式的特点和适用范围的分析，针 对我国物联网技术和物流信息公共平台的发展现状 ，基于物联网的物流信息平台的实施路线图设计如 下：5.3 物联网信息平台的运营方案5) 基于物联网的物流信息平台运营保障技术31信息保障问题是影 响利用物联

16、网技术 开展物流业务的关 键因素之一，用户 在考虑是否采用基 于物联网的物流业 务时，考虑的首要 问题是信息的安全 性。因此，必须建 立适当的信息保障 技术体系，保护在 物联网网络层传输 的涉及到用户支付 信息的敏感数据， 保证平台运营的安 全性。从信息保障 技术出发提出基于 物联网的物流信息 平台运营保障技术 体系框架，如右图 ：32六、物联网在物流领域的应用 展望及存在的问题主要内容物联网在物流领域的应用物联网在物流领域的展望物联网应用中存在的问题336.1 物联网在物流领域的应用346.1 物联网在物流领域的应用动态配送1）动态配送下支持车辆从出货仓库装货后，再到下一个出货仓库装货，再依顺序将货物配送到各个顾客 点的多仓库装载共同配送作业（包含出货仓库间的回程车应用），实现配送业务的一体化管理。2）动态配送能将送货订单与收货订单自动分配给最适当的车辆来执行作业，支持同一张订单中同时有送 货与收货的业务要求，可由同一车辆在顾客点同时进行送货与收货。3）自动判断由最远的顾客点进行