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第6章危险品物流物联网管理技术第6章危险品物流物联网管理技术6.1危险品供应链的物联网管理6.2危险品仓储物联网管理6.3危险品运输物联网管理6.4危险品配送物联网管理6.5危险品RFID管理范例-医疗废物RFID监控系统6.1危险品供应链的物联网管理6.1.1供应链与物流的概念6.1.2供应链RFID应用的现状和特点6.1.3危险品供应链管理的特点6.1.4危险品供应链RFID应用框架6.1.5危险品供应链RFID应用环节6.1.1供应链与物流的概念供应链是由供应商、制造商、仓库、配送中心和渠道商等构成的物流网络。同一个企业可能构成这个网络的不同组成节点，但更多的情况下是由不同的企业构成这个网络中的不同节点。如在某个供应链中，同一个企业可能既在制造商、仓库节点，又在配送中心节点等占有位置。在分工越细、专业要求越高的供应链中，不同的节点基本上由不同的企业组成。我国国家标准《物流术语》对供应链的定义是：“供应链（supplychain）是生产及流通过程中，涉及将产品或服务提供给最终用户活动的上游与下游企业，所形成的网链结构。”供应链的范围比物流要宽，不仅将物流系统包含其中，还涵盖生产、流通和消费，从广义上涉及了企业的生产、流通，再进入到下一个企业的生产和流通，并连接到批发、零售和最终用户，既是一个社会再生产的过程，也是一个社会再流通的过程。狭义地说，供应链是企业从原材料采购开始，经过生产、制造，到销售至终端用户的全过程。这些过程的设计、管理、协调、调整、组合、优化是供应链的主体；通过信息和网络手段使其整体化、协调化和最优化是供应链的内涵；运用供应链管理实现生产、流通、消费的最低成本、最高效率和最大效益是供应链的目标。在供应链各成员之间流动的原材料、半成品库存和最终产品等就构成了供应链中的物流。6.1.2供应链RFID应用的现状和特点应用现状：当前的供应链物流中存在着信息不对称、不能得到及时信息等弊端，难以实现及时的调节和协同。随着全球经济一体化进程的推进，调度、管理和平衡供应链各环节间的资源变得日益迫切，以电子产品编码和RFID技术为核心，在互联网之上构造“物联网”，将在全球范围内从根本上改变对产品生产、运输、仓储及销售等物流供应链中各环节的物品流动监控和动态协调的管理水平。应用特点由于供应链物流管理的各环节可对电子标签进行再加工，电子标签不再是一个静态的货物标识，它的动态变化反映了物品的状态、货物与货主间互动作用。由于RFID的动态作用，使得RFID与企业、社会能够保持联系。RFID代表了现代工业社会对生产、运输、零售到消费的全方位信息处理以及服务过程。如图6-1所示。产品运输零售产品工厂物流集散中心零售商店零售分销仓储运输生产供应消费EPC标签（通过读写器）信息系统（通过网络）EPC写/读获取/发布物联网6.1.3危险品供应链管理的特点危险品供应链管理除了具备常规供应链的一切特点外，更突出的表现如下：（1）安全第一，效率服从安全（2）重效率，更重效果，以企业整体最优为目的（3）以实现客户满意为第一目标（4）以信息为中心6.1.4危险品供应链RFID应用框架（1）RFID应用架构的要素RFID能够实现多目标识别、运动目标识别及结合互联网等技术来实现物品跟踪和供应链物流管理的功能。供应链物流管理中采用的RFID技术通常是感应耦合方式的系统，其工作过程一般是：RFID读写器的天线在其作用区域内发射能量形成电磁场，载有电子标签的物品在经过这个区域时被读写器发出的信号激发，并将存储的数据发送给读写器，读写器接收电子标签发送的信号，解码后获得数据，而读取的电子标签数据可与信息系统无缝集成。因此，RFID应用框架既要能够适应读写器对电子标签的信息处理的要求，又要能适应后台数据传输、信息处理及各种应用对RFID系统的要求。EPC标准体系中，RFID系统主要包括EPC、电子标签、读写器、EPC中间件、ONS（对象命名系统）和PML（物理标记语言）等组成要素。EPC记录着每个物品的全球惟一标识，由一个版本号加上另外三段数据，位数有64位、96位和256位；电子标签携带EPC，是厂商在生产过程中给物品打上的惟一标识；读写器采集电子标签数据，并传送给EPC中间件；EPC中间件负责管理和传送产品EPC的相关数据；ONS是一个自动的网络服务系统，类似于域名服务（DNS），提供全局范围的信息共享机制。这样EPC中间件通过ONS来实现EPC与物质流通各个环节中互联网节点的联系。通信的语言规范称为物理标记语言（PML）。RFID系统信息获取流程如下图6-2所示。图6-2RFID系统信息获取流程以探测到的EPC标签与ONS通信来获得与所探测到的EPC相关的PML页面查找符合此EPC的PML-Server地址请求PML数据处理从EPC标签新读到的数据发布新数据返回所请求EPC数据处理新读取到的EPC标签EPC中间件ONSPML-Server电子标签-读写器的底层设备一个通用的RFID供应链物流应用框架如下图6-3所示，可分为4个层次：图6-3RFID应用框架示意图（2）分层的RFID应用框架企业信息管理软件平台专业领域应用软件网站财务OAEPRSCMCRM电子商务项目目录物品编码管理RFID中间件信息系统信息传输第三方应用接口信息读取信息写入碰撞检测信息去杂信息过滤信息发送物品Tag天线读写器传感器仪器仪表服务器网络设备终端设备应用层集成层采集层环境层环境层：RFID应用环境构造，主要包括物品（附有电子标签）、天线、读写器、传感器、仪器仪表、计算机硬件、服务器、网络设备及终端设备等；采集层：基于RFID的物流信息采集，通过读写器采集电子标签中的信息，进行简单的信息预处理后将信息传送到集成层。集成层：RFID应用支撑平台，支持RFID信息的输入、获得、传输、处理及协同。该层主要包括ONS、RFID中间件（Savant）、集成平台、信息系统及信息传输。资源目录服务包括物品编码管理、资源目录及ONS查找、发现、定位、验证机制。应用层：RFID后端软件系统及应用系统界面，形成可定制的物流应用系统。主要包括企业信息管理软件，分析统计及报表的生成；专用领域应用软件，满足行业应用的个性业务需求；网站平台，方便供应链节点信息的注册、查询及交互等信息服务；协同工作平台，实现应用中RFID与其他系统的协同工作。危险品供应链管理是一项复杂的系统工程，应用信息技术加强危险品物流信息技术，加强危险品供应链管理体系的建设，可提升危险品供应链管理的水平。危险品供应链管理体系建设应遵循以下三个原则：①高效准确记录和维护危险品的基本信息；②能够准确的提供危险品安全实时数据和历史数据，辅助管理者制订计划和决策；③程序模式化，能使系统不断升级和与其他系统无缝对接。（3）危险品RFID应用框架总体上讲，危险品物流管理体系的核心功能部分包括客户服务系统、物流资源调度系统、仓储应用系统、配送应用系统和实时信息采集系统五大部分。对危险品供应链实施全程监控管理，不仅需要RFID技术，还需要GPS、GIS的融合才能够实现。危险品供应链RFID管理体系如下图6-4所示。安全管理中心预警系统业务管理中心危险品仓储危险品运输车危险品途中运输危险品交付RFID、GPS、GIS集成应用实时监控中心6.1.5危险品供应链RFID应用环节当危险品整条供应链物流管理中都实施RFID技术时，才可能将收益最大化。所以，应用RFID技术不仅在收货和发货这两个环节，更多的还要利用RFID技术实现对库内作业的跟踪管理，提高透明度。RFID技术在供应链物流管理中的应用包括以下几个环节：仓储环节：RFID技术在仓储环节中的应用是在物流中最重要的应用之一，特别是在进行存取货物活动过程中，它能帮助企业简化作业流程，实现作业流程的自动化管理。配送环节：RFID技术在配送环节中的应用主要是用于加快货物配送速度及提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能够有效减少现场操作人员、降低配送成本。运输环节：RFID技术在运输环节中的应用主要是在商品运输过程中，可在车辆与货物上贴RFID电子标签，同时在运输路线上设置一些安装RFID读写器的检查点。6.2危险品仓储物联网管理随着市场竞争的日益激烈，提高生产效率，降低企业运营成本成为企业生存的基础。仓储管理广泛应用于各行各业，设计建立高效合理的仓储管理流程，提高仓储周转率，降低成本，减少资金占用，同时注重仓储安全，是企业提高生产效率的重要环节。6.2.1传统仓储业务分析目前大部分物流企业仓储管理仍然采取手工作业，还没有实现自动化程度较高、不需要人工参与的自动化仓库管理。现行仓储业务主要由入库、出库、盘点等业务流程组成。入库作业出库作业盘点作业这三个作业流程中所存在问题的本质就是数据采集效率、准确率以及作业流程的问题。从仓储作业效率来看，数据采集效率及准确率至关重要，条码要一个一个扫描，平均扫一个需要2-3秒钟，会大大降低效率。使用RFID电子标签可以实现了物品的自动入出库、自动盘点，增加了查询和盘点精度，加快了入出库的流转速度。6.2.2实施仓储业务RFID系统在现代物流仓储管理实施RFID系统，需要解决的基本问题如下：建立RFID数据库：在标准不统一的情况下征求客户意见，尽量跟长期稳定的现代邮政物流大客户统一标准。在托盘上放置RFID标签：最理想的情况是，客户在将货物交给物流企业时已将托盘上的物品信息放在RFID标签中，若没有则可以在货物数据采集时临时贴、挂自行制作好的RFID标签。在库门安装RFID读写装置：考虑到作业效率及作业环境，可以采用门形RFID天线读写器。这样货物进库时就可以直接进入而无需停下扫描，从而提高其效率。库管人员配备手持式RFID读写器：这样既可以用来查找货物，也可以盘点货物，库管人员仓库走一圈，可以通过无线网络实时地将盘点信息传送给信息系统。RFID技术应用于危险品仓储管理将有利地改变这一现状。具体的应用可从以下几个方面入手：RFID货位管理危险品出入仓库操作循环盘点质量追溯仓库危险品查询方便迅速总结上述的几个环节，利用RFID技术所提供的信息，在仓储管理的以下场合应减少对人的依赖：收货位置备料运输退货货场管理6.2.3危险品仓储RFID应用方案通过上面分析可知，现有仓储系统基本上有两种：一是由传统的管理系统与人工记忆相结合的仓储管理系统，另一种是基于电子标签的自动化仓储管理系统。应用RFID物联网技术建立物品仓储优化管理方案，可以很好解决现阶段仓储管理系统的不足。该方案可满足以下要求：具有权限管理、系统查询和统计管理等常规信息系统功能；提高仓储流程各环节的准确性；改善盘点作业质量；提供准确库存信息，保证货品安全；控制库存，设置安全库存报警提示，帮助企业降低库存成本；加快出入库速度，增大库存中心吞吐量；自动收集库存信息，实现无纸化作业。该系统中在原有条形码下内嵌RFID技术。管理系统可自动生成用于仓储内部管理的货品包装条形码，克服原系统货品条形码无法反应入库信息的缺点；同时每个货架设置一张电子标签，以收集该货架货品信息。货架标签上的信息通过手持读写器扫描货品信息已更新信息。主管理系统通过仓库设置的固定读写器（一般设置在仓库顶部）以无线方式收集货架标签信息，并实时处理。此系统通过在原有条形码下内嵌RFID技术，有效提高了仓储信息收集的自动化程度，实现了出入库货物实时监控，方便了货物定位和查询，且避免了电子标签取代条形码的高额成本，大幅提高了仓储作业效率。在目前条件下是一种比较好的仓储管理方案。系统主要由手持电子标签条形码读写器、固定读写器、货架标签、货物包装箱条形码及主管理系统等五部分组成，系统结构如图6-5所示。图6-5仓储RFID系统货架标签货架标签货架标签货架标签货架标签货架标签货架标签货架标签货品包装箱读写器电子标签1号仓库A区读写器1号仓库N号仓库N号仓库B区读写器A区读写器B区读写器主管理系统我国是危险品生产大国，在世界上仅次于美国。近年来，随着危险品物流量的增加，危险化学品的泄露、爆炸、燃烧等事故时有发生，严重威胁社会稳定和人民生命财产安全，对于危险化学品的管