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基于物联网的智慧物流发展研究

内容摘要

由于国内消费型态转变，促使国内零售通路产生急速变化，造就了许多专业物流中心的成立，而我国物流的信息技术落后，运作效率较低，在目前如此竞争的环境下，想要创造更大的商机及利润，是所有物流中心积极追求的目标。

本文以文献研究法对国内外智慧物流进行分析，研究发现：

我国智慧物流行业执行机制单一、.产业经营保守、智慧物流服务的地域范围有待扩展、智慧物流推动相关组织及其沟通协调需强化、系统整合和系统维护有待改进。

最后，为了解决现代物流配送行业中存在的各种阻碍、缩短配送时长，提出了增强物流数据跟踪处理能力、提高智慧物流监控系统、改进智慧物流的调度方式等策略。

关键词：

物联网；物流；智慧物流；策略

第一章绪论

（一）研究背景与价值

由于国内消费型态转变，促使国内零售通路产生急速变化，造就了许多专业物流中心的成立，在目前如此竞争的环境下，想要创造更大的商机及利润，是所有物流中心积极追求的目标，以零售物流业而言，为因应消费者少量多样的需求变化，以及提高客户的服务满意度，专业的物流中心，必须提供更适时、高效率的配送服务，并且能有效追踪及监控商品，才能满足客户的需求川。

目前国内专业物流中心运作模式，需要仰赖大量的人力投入，对于高达上千其至上万品项的商品追踪及管理已相当难以掌握，若在加上高频率的配送及紧急订单处理就更显得捉襟见肘，因此，要有效提升物流作业效率，只有应用信息技术处理，方能有效解决，而物联网技术正是针对商品监控及追踪最有效的管理工具。

本文将研究物联网技术应用在物流中心作业的效益，并研究物联网系统应用在物流中心后，所产生的实质效益，以提供未来有心导入物联网技术的物流中心业者及实际从事物流作业人员参考应用⑵。

因此本研究的意义有：

1.由在物联网技术具有未来发展性，本研究研究物联网应用于相关产业现状及发展趋势，并以物流中心为例，研究物联网应用在物流中心的可行性。

2.本研究以情境方式研究基在物联网的信息系统中各个组件运作方式，研究物联网物流中心作业模式及物联网具有商品追踪的功能。

（二）国内外研究现状

智能化物流系统需要建立在最新的信息技术基础之上，因此物联网、互联网、以云计算科技为基础的自动化物流管理数据库，当代物流产业与物流数据网络化、智能化和现代化的基本需求。

在信息网络化的基础上，将互联网与物理世界相互联系，以便利的方式记录、存储、标记、分析和搜索物理世界的因素，也就是物联网，实现人与人（互联网）、物与物以及与数字世界的联系，实现端到端的可视化和随时随地的信息资源访问⑶。

目前，国外依靠物联网的发展，美国等发达国家在物流行业智能化方面的程度显著高于我们。

发达国家对物流行业的投入大、渠道多、人才队伍稳定。

如：

澳大利亚物流相关的科研投资主要有国家资助、国际团体赞助、物流协会支持等;美国有关物流智能化的科研单位主要有普度大学实验室、堪萨斯州立大学谷物中心等大约十所单位；加拿大的科研团体关于物流产业的探究已有相当长的时间，其成就可谓引人注目⑷。

与国外相比，国内的物流系统是借助信息技术在缘由装备的基础上改进而来的，因此运作效率较低，信息技术不够先进。

物联网技术普及在监测领域具有了不可取代的优势，物流管理智能化的相关技术不断发展提高，我们的实用智慧物流系统就依托在这些技术之上⑶。

在我国，国家现在对物流的重视程度越来越高,不断提高物流行业的信息化水平。

第二章物联网和智慧物流的简介

（-）物联网介绍

物联网这名词在每一地区有无不同说法，如在德国叫工业4.0,发展在不同时期有不同名称、定义与演变。

物联网主要通过感知层中识别的传感元件感知获得信息并通过网络层中各种有线、无线传输传技术，加上应用层的云端运算平台的整合，形成物联网，让万物进行信息交换、分析、预知与应用。

物联网（InternetofThings,IoT）的概念来源于1995年发行的BillGates所著作品《未来之路》中，还有1999年麻省理工学院自动识别中心（MITAuto-IDCenter）的KevinAshton教授提及EPC系统的网络架构为物联网技术的雏形。

2005年，国际电信联盟宣告了《ITU互联网报告2005：

物联网》，报告表示在互联网信息爆炸的时.期，物联网的诞生可谓是必然之举，不仅人类需要借助互联网实现信息交换，依靠网络获取各种消息，而且物与物也能够借助虚拟平台实现交易，这种设想是物联网诞生的基础：

无所不在网络以及电脑运算分析⑹。

依据ITU2005互联网报告进展放线可以知道，物联网的进步主要取决于时间、地点和目标三个方面，由于物联网的不断成熟，技术更加精湛，物联网会带来任何目标都能够随时随地实现信息交互。

第一，不限时段，24小时之内可以无间断联网；

第二，不限地点，不论何时何地，人群中、室内外都可以联网；

第三，不限目标，借助任意目标都可联网，主要人类、人与物、物与物之间均能互通。

2009年IBM明确表示“知会地球”的希望，解释道：

现实世界中的物体都存在一定的感知，将网络穿插到人类社会中会让世界变得更加聪颖，简单说就是物品通过将传感器（sensor）通过网络连接上网，并送到应用层做各种应用。

借助射频识别（RFID）等传感装置，将所有对象和网络建立连接，借助网络完成数据的分析、处理、归纳、交换、沟通，来完成自动化监测、定位、追踪与管控，然后汇聚海量的数据，总结出最有价值的信息，可大幅度改善人类的生活，基本的概念为从全面感知开始，通过到可靠传输，到智慧处理。

物联网将传感器安装并配置到交通、水力、电力、燃气等相关日常家用装置如汽车、水表、冰箱等家电上,借助网络搭建桥梁，通过相关设置程序，实现远程操纵。

目标对象借助自动传感装置,信号经过网路传输到数据分析中心，借助物联网能够通过主机实现对人员、装置等统一化管控，达到物品之间、人物之间的智能化沟通交流的终极目标。

利用互联网对人类的生活做出最为贴切、舒适的变革，提高生活质量，完成物质层面与惊声层面的高度统一，协调并进。

最近，网络上广受欢迎的P2P（人对人）和P2M（人对物）模式的交流已经普及,新的交流模式将属于M2M（物与物）形式，即把现实世界中的对象借助网络建立沟通桥梁，物物交流的设想催生了物联网的诞生，在特定物体值入各种微型传感芯片如贴上或挨入无线射频识别的RFID、传感器（sensors）、无线传感芯片，来赋予物体智能化并借由无线网络使其拥有语音交流功能，达到人类之间、物体之间、人物之间相互沟通的目的，让日常万事万物变得自动化、灵活化，拥有智能反馈功能，可以进行对话，便于了解主体的需求，更好的配合，这种将各智能化对象互相连接起来的网络，即为物联网，可广泛应用于食衣住行育乐中，物联网可解读为互联网的延伸与进化，通过物联网的应用将大幅度改善人和物与物和物之间的沟通更加容易，也提供信息对对象的状况更加了解，甚至通过对象即时提醒人们重要的信息，比起互联网，物联网的应用更为多元，物联网与互联网的不同之处详见表2.U

表2.1物联网和互联网的不同之处

项目

物联网

互联网

备注

永远连接

需要经常性维持

不需永远连接

连接数量

连接数极高

连接数少

数据量

通过传感器取得数据量相对较小

数据量大

物联网平台可即时性分析数据创造价值

传输模式特性

适用于满足分散、多点、大范围的数据收集与运算需求

不需永远连接、连接数少、数据量大的传输模式

无线/有线形式

信息取得方式

通过智能对象自动取得

由人工输入

连接对象

实体世界

虚拟与实体

数据来源:

本研究整理

《轻松读懂物联网:

技术、应用、标准和商业模式》该书的执笔人周洪波等,提供了中国范围的物联网概念解释：

物联网就是随处可见的数据终端与装置，以及安装了自动传感器、移动客户端、智能家电、工业控制、网络监视等体制，还有已经具备智能的，就像REID的各种资产（Assets）、配置无线设备的个体或汽车等自动化目标。

智慧尘埃（Mote）,借助不同无线以及有限的远程或近程互联网覆盖，完成网络M2M（物对物）模式信息交互、应用综合，还有以云计算技术为基础的SaaS经营等形式，在内网、专用网络、互联网的平台上，选择合理的数据保护方式，防止信息泄露，保障数据隐蔽以及个人化的即时线上追踪、位置确定、警告提示、调整调动、事先预防、安全保护、进程管理、在线更新、数据整合、外部协助等各种服务作用，完成对各种目标（物）的统一协调管理。

物联网简单来说是一种能够通过网络连接万事万物。

物联网不只提供使用者可以在网络上取得想要的信息之外，更重要的是要让设备和设备之间可以互相交换数据并沟通⑺。

但是东西和东西怎串连在一起，就样蓝牙这样的无线网络来互相流通，无线网络可以用来控制多项设备，可以让许多设备达到互相沟通的能力,同时.，还能做到人与设备之间的互动。

未来在开发地区中，物联网这项技术的应用将可能改变人类的生活方式，因为，现在需要人来操控运作机器和判断事情，到物联网的时代或许就不需要人类来使用，简单的逻辑判断将会交用由设备和设备之间自行沟通，所以会有更多的事情会变成自动化，生活就会变得更方便，人就更依赖电脑了⑻。

表2-2所示为物联网和互联网的比较，当初只是用来连接互联网来上网，至今，网络能够用于家庭用品和周围等必需品，都能够用无线来连接各种东西⑶。

表2-2物联网和互联网比较分析

项目

物联网

互联网

发展缘起

传感技术创新、运端用算兴起

计算机技术出现、信息传输速度加快

发展过程

多重芯片技术平台化应用发展

技术的研究到人类技术共享使用

参与者

人与所有物质

人

竹干网络

基本上可和互联网共用，但必须有通讯协议、支持巨大的未指空间，可靠的低速率传输

可和物联网共用

创新发展

科技生活无限想象，万事万物智能化

网络内容和体验的创新

物联网所带来的管理、获利、运营、扩大的四种模式，但这四种模式不单只是用在物联网上而以也能用在其他产业上。

互联网已渐渐地改变或正在改变我们人的生活型态，他正在创造无数的创新与创意之中。

不管是对象的感知、运算、传送所建构的网络都将是未来的生活型态n久IOT（internetofthings）便是建构这样的网络生活型态的观念之一，通过底层实体传感元件，取得电器信号后，经过信号比特的比对、确认，再加以运算获得相应的信息。

接着通过有线或无线传输，进而达到预期检测、感知、认证、保护、预防等等目的

（二）智慧物流

智慧物流系统的发展应用，随着网络化、移动化服务需求，由过去的系统构建、单一型智慧物流服务，逐渐扩展成发展智能路廊、智能城市应用口文国际上在智慧物流系统发展已朝向物联网设想所衍生出的智能化物流管理的发展，除持续深化与扩展软件面的协同控制、整合及管理效益外“3】，并通过车辆（V）与路侧设施⑴的车路整合（V2I）,以及车辆（V）与车辆（V）的车联网（V2V）所形成的车路联网协同运作，再搭配专用短距通讯（Dedicatedshortrangecommunication,DSRC）、云端运算（Cloudcomputing）、大数据（Bigdata）处理等，以进行更高级物流控制，追求更安全、更顺畅、更环保的智慧物流服务।川。

在物流信息收集上,应用移动通讯设备数据（Mobilelocationdata）及无人机（UnmannedAerialVehicles,

UAV）实时跟踪物流数据已得到重视，采集信息的手段、通讯技术与分析方法已逐渐趋于成熟“51。

第三章智慧物流行业的发展现状

国内智慧物流系统已有二十年的发展经验及基础，已有一定的成果，本节就过去的整体发展及技术标准进行检讨，期能基于过去研究的基础，实现智慧物流愿景-智慧物流、智能生活。

（一）执行机制方面

国内过去智慧物流系统建设，着重在各物流企业以补助预算或自行筹编的预算执行，并发包给民间厂商参与开发［⑹。

然而时下着重整合性智慧物流服务，系统构建涉及跨单位的标准制订、设备一致与数据共享等功能，在执行机制方面应重视建立政府组织间及政府与民间组织间沟通平台。

在系统构建方面，智慧物流系统涵盖硬件设备的数据收集、数据处理及服务端应用软件开发等，非单一研究单位或厂商能独力完成，未来需以团队合作方式进行系统开发。

此外，为吸引民间积极参与，对于系统开发后智能财产权归属课题也应以更宏观性的角度思考，如将智能财产权分享民间开发者，民间的投入会更有活力。

（-）产业经营方面

未来计划推动上应着重于智慧物流应用服务所需的国内产业链支持，以及国际市场竞争力问题，例如:

产业标准制订、与国际法规对接、鼓励产学合作，提升研发能力，奠立国内产业进入智慧物流产业的经验与实践能力I⑺。

（三）智慧物流服务的地域范围有待扩展

智慧物流服务的效果受到如车辆侦测器与通讯系统等基础设施布设范围的影响。

过去在高速公路全线、省道及都市部分重要路段布设有车辆侦测器，可以自动化的方式产生路况信息；但在郊区观光游憩地点，则须由用路人通报，通过警广与全国路况信息中心获得事件信息。

用路人通常无法得知起始地与目的地间的所有的道路状况，应尝试通过各种先进且合适的技术，扩展智慧物流的服务区域。

（四）智慧物流推动相关组织及其沟通协调需强化

应建立有力统筹单位负责协商国内智慧物流发展建设的跨机关、跨部门、跨县市的相关冲突或资源（如经费及技术）整合运用。

（五）系统整合方面

目前相关物流建设及物流服务的提供，分别III各权管单位执行，受限于各单位的阶段性目标、策略措施、预算编列、执行方法等差异，智慧物流的策略、资源运用、应用服务等一直未有较为完整的整合规划；以我国高速道路、市区道路及各种路径规划等为例，物流信息功能虽已具备，然而却分散于不同网站及应用软件APP中，相关信息欠缺整合网。

对使用者而言，最直接影响其观感的还是

提供快速、便捷的最后一公里整合性信息服务。

（六）系统维护

现有的开发方式过于注重构建经费，对于系统后续维护、运营的经费则或有编列不足，经费支付方式也多采于构建完成后支付全部费用，仅要求厂商提出少额的维护保证金，配合厂商经济规模不足，相对服务能力薄弱，因此，构建完成后多未定时进行设备调校与数据库清查，造成数据准确性随时间每况愈下，品质无稳固确保。

第四章物联网系统在物流中心的应用

本研究将说明物流中心在导入物联网，为其带来更大的效益。

为了使物流中心能够达到更有效的管理，通过物联网的导入，针对每个栈板、纸箱外、产品及每台货车的底盘都贴上RFID标签，并且在物流中心的大门、暂存区、库存区、货架上设置读取器。

此外与电信合作，其功能为利用物联网自动传感将信息传送到短信平台，短信平台即会自动发送短信告知客户。

本研究将物流中心的各项作业流程导入物联网后的内容，分为物流面及服务面两部份来加以说明。

（一）物流方面

物流中心主要作业内容包括进货、库存、盘点、订单作业、拣货、补货、出货及配送，以下将详细说明各项作业内容导入物联网后的运作。

1.进货作业

当货品进入暂存区时.，入口处的读取器会自动读取栈板、纸箱外及货品上的RFID标签，即可确认货品品项以及其数量是否正确。

物联网读取器同时会自动将货品相关的数据（如进货产品的数量、项目及记录货品存放的位置）回传到后端电脑系统中。

2.库存作业

在货品进入库存区时，借由库存区入口处的读取器扫描货品上的RFID标签,经由物联网读取器回传数据，后端电脑系统就可即时更新库存数据，因此无需人员移动货品及扫描即可完成。

同时，此栈板上货品立即由在途存货转为仓库存货。

而RFID标签也有货物定位的能力，可避免货品放错地方的情形发生。

如此完整的自动化系统，物联网读取器就能够对产品库存状况进行判断，并且自动为各种货品的进出状况创建文件，减少人员管理错误。

另外，经由RFID标签记录货品入库的时间，当要出库时，即可采先进先出的方式，进而减少过期品的产生。

确认品项无误后（经由物流中心的ASRS自动仓储），根据产品的状况做自动分配管理，即可将商品送至拣货区。

3.盘点作业

盘点人员手持物联网读取器扫描货箱，即可得知货品数量，不需依靠人力一一清点货品，可以降低人力成本。

当货品存量降到最低存量时.,可经由电脑自动发订单给总公司或是让采购人员知道目前货品库存量的情形，做及时补充库存短缺货品。

4.订单作业

直销商、客户经由网络、语音系统下单及其他柜台、传真等各个订货管道所收到的订单信息，通过物流公司的自动标签系统，自动打印外箱RFID标签，并

完成自动贴标以供后续出货确认读取标签。

5,拣货作业

拣货人员扫描准备出货的外箱上的RFID标签，回传至电脑，即可得知订单内容，同时电脑会将需拣取的货品与数量以亮灯的方式显示在每个货品的货架旁，拣货人员只需依照克灯取货即可，无需拿着订单逐项寻找货品位置。

6,补货作业

在货架上的物联网读取器，可自动得知货架上商品的存量，当架上存货数量降到最低时，后端电脑会提醒管理人员，以确保架上的货品充足，能够避免缺货情形的产生。

7,出货作业

拣货完成后，再次使用物联网读取器扫描核对箱内商品是否正确，无误即可以栈板为单位送至货车上，准备运送。

8.配送作业

为了让物流中心随时了解货品运送的状况，在货车的底盘或侧边设备RFID标签。

当货车进入或离开物流中心时，大门入口处的读取器能即时传感到货车上的标签，接着将货车出站的信息通过读取器送到后端电脑系统，甚至是发布在物流中心网站上，可让直销商或其他物流中心查询货品运送的进度。

此外，除了发布在网站上，还可通过发送短信通知直销商预定到货时间，无需以电话查询。

同时.，当货车到达各目的地时，在货物中心工作站及服务中心的相关人员，都能通过物联网在第一时间得知到站货车的即时信息，可提前进行表单打印或是理货等作业。

另外，使用无线网络电子板（内含读取器），当物流司机将货物交给直销商时.，直销商直接使用识别证于电子板上传感，就完成签收的动作，数据也会立即传送回公司，达到确认商品已送达的功能。

（二）服务方面

为了提高服务品质，可以在物流中心的大门、咖啡吧都设置物联网读取器，并发给每位员工及直销商每人一张附有标签的识别证。

另外也将物联网读取器嵌入手机中。

1.识别证：

此卡片可记录持卡人个人数据，包括职称、职权等，并提供以下的功能：

①进入物流中心前会自动传感，并在门口看板显示欢迎词，让人享受尊荣以及温馨的感觉。

2门禁管制：

物流中心将门禁区分为仓储区、行政区以及公共区，此卡会依持卡人权限的不同，在接近不能进入的区域时，门边的读取器会自动传感并亮灯提示不可进入，此功能可以避免外人进入。

3识别证可储值，可以在商店或咖啡吧可直接使用识别证扣款，不须现金。

④使用识别证积点（购买商品取得的点数），在咖啡吧时可直接扣点购买咖啡。

5记录持卡人以往的消费习惯，服务人员将会对此人询问是否要喝与上次相同的咖啡，让持卡人有尊荣的感觉。

2.在商店设置智能商品读取机，可使用此机器查询更完整的商品信息（例：

制造日期、成分、产地等），并推荐其他相关商品。

3.直销商可以选择是否使用手机，将读取器植入手机，将可提供以下功能:

①查询积点点数：

RFID可记录个人点数，再使用手机连上主机系统，可直接查询直销商下线的积点情形。

②手机可记录直销商以往消费习惯，在进入商店后，手机会马上告知相关的新商品，并且推荐销售第一商品。

③进入商店，当人潮众多时不必排队使用商品读取机，可直接用手机扫描得知商品信息，增加了便利性。

4.商品防盗：

使用在商店，预先输入内容和指定的方位，当商品离开指定的位置时，系统就能快速向管理人员发出警报，避免内贼情形发生，自动识别货品，减少管理错误，降低其他形式的存货损耗。

5.维修记录：

将商品的维修状况记录在标签中，当再次维修时会依上次的维修记录做初步捡查，同时公司可统计此商品常出现的缺点，加以改进，进而推出更完美的商品。

第五章基于物联网的智慧物流发展策略

（一）提高物流信息系统整合流程

目前智慧物流公司的信息化程度不够，应该加强对内部信息化的投入。

可以在进出货盘点在物流管理系统中导入RFID到物流作业流程中，包含物流中心的进货、出货、盘点作业，通过正确迅速的数据收集，降低物流处理的作业时间，建构自动化管理的流程操作系统。

运用RFID监控技术协助物流中心的建构，数据显示两千万件货物在此监控系统协助下，物品遗失只有64件，运用通讯技术的物联网设备来协助货物的监控是可行，用以减少货物被窃取或遗失的问题。

在智慧物流方面可以结合ZigBee与3G网络技术应用在可靠度监控系统上，当物流发生异常状态时，警示通知信息即时通知维修人员进行处理，缩短断链时间1，9|o因应移动商务发展建构即时物流追踪监控机制，在实务应用上为厂商通过协同合作、整合性物流服务与物流业者核心资源三大功能为准则来由物流监控系统、物流信息系统、物流追踪系统与行动物流系统中评选最适合的应用方案。

人们的生活渐渐迈向智能化，其中一个重要的辅具为智能型手机。

在物流产业中，应用智能型手机来协助业务的推动，更是一大利器。

智能化移动设备可以使用扫描功能为物流公司提供数据记录功能。

智能手机应用于物流管理信息系统中，解决传统旧有信息系统的问题，降低管理成本与减少错误判断，提升信息处理速度与整合反应。

（二）提高智慧物流监控系统

在智慧物流服务中，占有极重要的关键地位，就是通过环境感知监控平台进行温度监控，不论前述城市物流重要性、智能取货站提供物流服务的便利性与货车快递服务具有的机动性，各项载具都需要构建环境感知监控平价进行温度监控，等同于管控智慧物流服务的灵魂与心脏。

例如以生鲜农产品物流服务为例，一般模式是合约农户与供应商产品通过冷藏（冻）货车运输至智慧物流中心，而智慧物流中心通过冷藏（冻）货车运输至零售通路门面与闲置冰箱个人仓储空间,通过货车采取保冷背袋内置物联网温度传感元件，例如蓝牙为传输接口的嵌入式设备，通过手机App快速读取温度数据，持续回传数据到环境感知监控平台进行温度监控，直到将物品运送到消费者手中，过程信息系统将会把所有数据记录下来，以供即时监控、警示、验证与未来物品若有变质情况，责任佐证的依据。

另一个重要的发展要项为构建溯源物流服务，主要整合平台既有物流履历与农委会的农产品产销履历数据，深化可追溯的保鲜溯源物流服务。

辅导国内食材供应商与物流业者，建立商品来源与物流历程，打造企业品牌价值。

新的物流技术发展与创新智能服务架构，涵盖蓄冷保鲜、前端物联网传感、移动应用程序App与后端大数据分析平台促成智慧物流的自/智动化，物流服务基于在平分服务端打造物流历程即时监控解决方案的整合构建，硬件则使用蓄冷、通讯与环境感知网络技术。

此基础用来支持物流末端配送的范畴，推动服务模式包含，（多温）共配服务模式、货车冷链快递服务模式、社区物管代收发暂存服务模式与超商暂存服务模式。

（多温）共配服务模式以货车末端通路多温共配服务模式突破传统货车共配品质低落的瓶颈。

采用货车冷链快递服务模式来突破货车配送时效性不佳的瓶颈。

社区物管代收发暂存服务模式是运用社区物管来支持物流暂存/代收发与无人化自动存取服务。

超商暂存服务模式落实到店取货以支持电子商务发展，解决宅配成本过高。

可通过百货商场便捷物流以支持商场货物流通，在白货内

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