物联网技术在冷链物流领域应用前景探析

来源:本站原创 | 2013-09-23 15:59

  当前,物联网已经从单纯的技术上升为一种经济形态——物联网经济、物联网产业,更成为国家战略。冷链物流更需要信息化物联网技术,如GPS、温控、封闭站台、WMS等,物联网应用在冷链物流领域成为趋势。

 

 

  物联网技术支撑农产品冷链物流


  为解决农产品安全问题,科技部去年在无锡启动了“农业物联网与食品质量安全控制体系研究”。通过这个项目,消费者在网络上便可查询农产品生产、加工、流通、消费“全生命周期”的视频以及参数等“档案”,从而吃上“放心菜”。目前,有机产品的检测体系不健全,出现造假的“有机蔬菜”。这是生产环节的问题,在农产品“生产—流通—销售”的产业链条中,引入第三方检测机构,流通环节加入检验倒逼生产者守法。作为农业大国,我国在农业物联网建设方面具有技术优势和需求市场。


  同时,发展高效生态经济区也成为发展战略,联网技术成为国家发展现代农产品物流的重要技术支撑。实际上,当下农业生产领域中,物联网技术已经不只是一幅美好图景。比如将苹果成长的全过程,包括生长、采收、存储、包装和运输全部纳入“摄像头”监督之下,同时,其生长环境中的温度、湿度、二氧化碳、土壤pH值等数值也在监控之中。通过这一物联网项目,消费者可以在网络上直观地查看某个苹果的“成长”过程。


  此外,突破长途冷链运输局限也是当前面临的挑战。通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新等多种形式,不断提高多式联运基础设施和硬件建设水平,加强生产、储藏、加工、运输、销售各节点技术的改造与升级,推动农产品冷链物流跨越式发展。一是继续加强运输主干线及其附属场站的基础设施改造,尽快形成与多式联运相适应的配套的综合运输网络及完善的仓储配送设施。二是鼓励GPS、自动识别等技术的应用,通过网络平台和信息技术将承运人、用户、制造商、供应商及相关的银行、海关、商检、保险等单位联结起来,实现对货物的全程监控和资源共享、信息共享,提高全社会整体运输效率。三是引进、推广自动化冷库技术和库房管理系统、真空预冷技术、无损检测与商品化处理技术、运输车温度自动控制技术等先进技术,提高技改能力和技术更新能力。

 

  信息技术支撑冷链物流不“断链”


  当前,我国农产品在运输环节中损耗巨大,医药物流安全隐患频发,缺乏有力的信息技术支撑是导致冷链物流问题的重要原因。一般而言,冷链物流的发展与业内企业的实力水平息息相关,保障冷链不“断链”更是重中之重。企业依靠先进的经营理念、专业化的技术能力以及差异化的服务是赢得市场的重要因素。

 

  1.医药物流领域


  以疫苗等冷藏药品为例,从生产、出厂、运输、储存、终端都需要冷链保障。不能“断链”,是冷链物流最基本的原则,否则会导致疫苗失效,影响人们生命安全。药品如果在流通领域出了质量问题,追根溯源是非常困难的。由于我国目前缺乏统一的药品冷链执行标准,各药品经营企业冷链过程控制水平参差不齐。现阶段不是所有从事冷链物流的企业都能提供温度监测和控制记录,冷链运输过程中还存在着温控不力等问题。因为没有温控记录,一旦某个物流环节“断链”,很难调查出究竟是哪个环节出现的问题。


  目前,全程冷链和实时温控是摆在药品经营企业、冷链物流企业和监管部门面前的一道亟须破解的难题。冷链物流行业的发展也迫切需要建立统一的物流规范和操作标准作为支撑。受技术限制,目前一些物流公司采用人工确认温度进行温度管理,但这种方式只限于出货和进货时进行测定,缺少运输环节的连续性温控数据。如何实现全程实时温度监测与控制,是药品经营企业进行冷链管理时突出的重点和难点之一。据报道,去年底,九州通医药集团投资3亿元建立了上海九州通现代医药物流中心,这个新物流中心引进了多项现代化物流信息管理技术,其中应用了日本电气股份有限公司(NEC)的RFID(俗称电子标签)技术对全程冷链管理系统进行温度管理。


  在冷链物流环节,RFID技术多应用于食品药品等高附加值物流系统的管理中。通过药品出库时在冷藏箱中放置带有温度传感器的RFID标签,把货物信息包括药品温度实时地储存在RFID芯片中。货物到达后通过手持型读写器批量读取货物及温度信息,可以实现全程的温度信息瞬间获取,降低人工成本及出错率。通过全程连续的温度追踪,实现了可靠的温度管理。


  除药品经营企业外,一些第三方物流企业也在应用FRID技术以实现冷链物流的专业化管理。传统的温度记录仪是通过有线连接到相关设备并读取出相应温度数据,而应用RFID温度标签则无需打开冷链周转箱,外面的读写器能通过无线射频自动读取冷链箱内的货物温度记录数据,冷链不会断掉,而且可以随时了解产品在途温度。贴有RFID标签的冷链箱,如同有了一张电子“身份证”。“身份证”可以记录货物所有的信息,其中包括货物的实时温度信息。“一批冷链周转箱出库时,读写器能一次性读取到该批次各冷链保温箱内的所有RFID温度标签的信息。这使冷链周转箱出入库的信息录入实现了自动化,缩短时间的同时也确保了出入库信息的准确性。当货物量很大时,出入库自动读取信息能够解决物流操作环节的瓶颈问题。目前松冷和NEC还在共同探索多项技术的融合,将RFID温度标签技术与GPS技术、冷链信息系统相融合,运输过程中货物温度记录数据读取之后将自动上传至温控数据信息平台,客户可以随时上网下载与之相对应的记录数据,从而实现货物在途信息查询、实时温度监控和地理位置跟踪,这将填补冷链运输环节温控的空白。面对近年来发生的疫苗安全性事件,食品药品监管部门也在逐步加大对疫苗等冷藏药品冷链运转环节的监管。为了实现疫苗等冷藏药品流通环节的全程冷链监管,食品药品监管部门采用先进的信息化远程监控技术,开展了无缝隙药品冷链物流试点。在试点企业冷库端安装了药品仓储环境监测和报警系统软件,对在库冷藏药品的温湿度实行24小时不间断自动监测、记录和超标异常情况报警,并通过互联网将企业端采集的数据传输到药品监管部门。


  对于药品运输环节温度监控这个难题,试点企业在冷运车上安装了药品冷链运输环境监测系统软件,每辆冷藏车配置3个PT1000 温度监测探头,对运输过程中药品的温湿度进行自动监测、记录和异常情况报警,并通过GPS卫星数据传输系统,将数据传输到药品监管部门。


  药品监管部门可随时监控药品经营企业在库药品温湿度和运输过程中冷链药品温湿度情况,企业和软件公司也能进行实时监控,可以说有三方同时监控温湿度。一旦出现温度异常的情况,信息系统就会自动报警。因此,司机在出现温度异常的第一时间就能采取措施,从而避免了因人为疏忽导致的冷链风险。每套车载环境都配置嵌入式打印机,当冷链药品到达目的地时,要将历史数据现场打印出来并进行签字验收,实现了客户对运输过程冷链情况的监督。保证冷链药品的冷链安全。药品冷链信息化监管系统投入使用以来,提高了药品监管部门对疫苗等生物制品经营企业的冷链监管水平,实现了从供应商、储存、运输到客户终端的全程药品冷链物流实时远程监控,确保了疫苗等生物制品流通环节的质量安全。

 

  2.农产品物流领域


  RFID技术具有使用简便、识别工作无须人工干预、批量远距离读取、对环境要求低、使用寿命长、数据可加密、存储信息可更改等优点,结合有效的数据库系统及网络体系,可以帮助实现农产品从生产源头到最终消费者的监控。因此,一种基于RFID技术的农产品安全监控系统,围绕“生产、监控、检测、监管”四条主线,以农产品生产环境、农产品生产、农产品加工、农产品流通、市场进入等环节为立足点,对农产品的生产环境、生产、加工、流动、销售实施实时监控。


  在生产环节大体包括下面几种生产方式,一种是生猪活禽,是活体从养殖场运输到加工企业的农产品。需要在活体身上加装RFID电子标签。第二种生产方式是需要加工或不需要加工的蔬菜果品,一些需要加工的农产品。这两种农产品在生产的过程中需要对生产的过程进行详细记录,储存在本地数据库中,在农产品生产出以后,在运输农产品的托盘上加装RFID电子标签,记录这批产品的信息,并且和本地数据库中的信息相对应。在生产阶段,采用13.36MHz或125KHz无源电子标签,因为此种标签成本比较低,所以较容易应用到生产环节中去,标签上主要记录生产养殖的相关信息,如养殖场编号、运出时间等,而且这些信息要和生产企业自身的信息系统数据库相联系,以便查询生产过程的细节信息。在各个生产企业都设置RFID读写卡机具,可以实现农产品信息的写入。


  加工环节分两种情况,一种是从生产基地直接运送过来的农产品到加工企业进行加工,一种是外国农产品通过本地加工企业进口然后进入农产品供应链。对于从生产基地直接运送来的农产品,加工企业在读取农产品上的RFID信息后,将这些信息保留在标签中,并且将农产品的加工信息进一步添加到加工后的农产品电子标签中,农产品电子标签的使用和生产环节一样,在价值较高,对环境要求比较严格的农产品上应用单个的RFID电子标签,而在价值较低的产品上,对运输的托盘和大包装上应用标签,而对单个农产品应用条形码技术。


  物流公司将配送车辆相关注册信息发送给管理中心,对其进行资格审查和管理,以便运送过程中对车辆进行核对。在农产品运输过程中,只有经过农产品管理中心认证的物流企业才能从事农产品的运输。因为安全的需要,在运输过程中采用集装箱运输,所以在运输环节对RFID电子标签的安装有严格的要求。首先要求对每一次运输的农产品信息做读取,然后在集装箱上安装的RFID电子标签上详细记录,封条一般安装在集装箱门把手上,或者安装在车厢壁上,这样可以防止在运输过程中农产品发生意外。对于集装箱运输采用的RFID电子标签,采用900MHz或者2.45GHz有源电子标签,这样可保证记录数据的信息量大,数据内容包括集装箱内农产品信息,运送车辆信息和运送时间等。这些信息和物流企业本地数据库相关联。在运输检测点和运输过程结束时,检查人员要比对集装箱上安装的有源电子标签内的信息和管理中心传来的数据是否一致。


  在仓储环节,需要对运送来的装有RFID电子标签的农产品进行储存,这样就需要在仓储入口处设置自动判断进出库农产品和记录农产品信息的RFID读写设备,在仓库内安装多个读写设备对不同区域的农产品进行记录。在清点货物或者查询货物的时候,可以用手持读卡机具直接查询货物信息。在仓储环节对RFID的应用偏重于RFID信息的读取和信息的管理。在仓库内部在叉车或者工作人员身上佩带RFID电子标签,可以有效的利用资源,使得仓储过程更加高效快捷。


  在消费环节,对于RFID的应用主要集中在消费点配备的RFID读写机具对于仓库运送过来的食品进行信息验证,对于验证合格的食品信息,消费点可以进行销售,如果信息不吻合,就要向管理中心报告货物异常,同时拒绝这些货物进入消费点。在消费点售卖农产品时,用RFID读卡器对每一件售卖食品信息进行记录。所以在这个环节,RFID的应用主要就是信息的确认。


  RFID在冷链物流中的应用从根本上解决了冷链运输在技术、成本、操作等方面遇到的难题,实现了冷链物品状态监测、冷链物品全过程信息追溯等功能,这无疑是“物联网”在冷链运输中的一个尝试性的应用。这个应用的核心是是一块名为“JRFW-1型温度标签”的小卡片设备,重量不到200g,采用全密封防水防潮设计,可在各种极端条件下得到应用时,通过上位软件设置相关温度参数后,将标签与货物放在一起即可,通过读卡器即可进行读写操作。由于其价格低廉,性能可靠,使用方便,因此被广泛应用到疫苗、血液制品以及保鲜食品等对温度敏感的货物的冷链运输过程中。RFID技术与托盘系统结合,在仓储配送中心闭环应用,可以有效降低成本。此外,基于RFID技术的智能手持拣选终端,可以提升拣选效率和速度。

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