港口集装箱智慧物流方案案例

港口集装箱智慧物流方案案例项目背景现代物流涉及大量纷繁复杂的产品，其供应链结构极其复杂，经常有较大的地域跨度，因此对信息的准确性和及时性要求非常高。相关调查数据显示，一个配送中心每年花在人工清点货物和扫描条形码上的时间达11000小时。物联网RFID技术克服了条形码的这些缺陷，将该过程自动化，为供应链提供即时数据。据分析若采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是扫描条码的人力成本。此外，RFID可解决零售业物品脱销、盗窃及供应链被搅乱带来的损耗，而沃尔玛每年因盗窃带来的损失达20亿美元。RFID的特点是利用无线电波来传送识别信息，不受空间限制，可快速地进行物品追踪和数据交换。工作时，RFID标签与“识读器”的作用距离可达数十米甚至上百米。通过对多种状态下(高速移动或静止)的远距离目标(物体、设备、车辆和人员)进行非接触式的信息采集，可对其自动识别和自动化管理。由于RFID技术免除了跟踪过程中的人工干预，在节省大量人力的同时可极大提高工作效率，所以对物流和供应链管理具有巨大的吸引力。RFID无线双向通信，最大的优点在于非接触，可实现批量读取和远程读取，可识别高速运动物体，可实现真正的“一物一码”。这种系统可以大大简化物品的库存管理，满足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的需求。RFID技术是革命性的，有人称为“在线革命”，它可将所有物品无线连接到网络上。在可以预见的时间内，RFID标签将高速发展，并与条形码长期共存。RFID标签和条形码适用于不同的场合，各具优势：条形码适合成本极低的物品，而RFID适合对高速移动或多目标的同时识别环境。目前，RFID技术在中国的应用主要集中在交通运输行业，比较成熟的应用有全国铁路车号识别系统、上海城铁明珠线控制系统、大连港集装箱管理。此外，在门禁、车场管理及高速公路收费管理等方面的应用也初具规模。随着物流业转型发展的深入开展，RFID将作为主要的技术应用获得推广。高效增长的助推器今年3月，大连大窑湾港区，紧邻集装箱码头的大连铁路集装箱中心站，三台四层楼高的轨道式龙门吊下，10余台集装箱卡车沿作业线一溜排开，从铁路车体卸下的集装箱被龙门吊直接装上卡车，送往一路之隔的集装箱码头装船出海。大连中心站自去年7月随港口航线布局调整开始集装箱海铁联运的作业以来，作业量快速增长，今年前两个月作业量均超过18000标箱。如此高效的运作正得益于对RFID的全面采用。作为东北地区铁路集装箱唯一的港口型中心站，大连中心站依托先进的基础设施和设备，通过港口和铁路的紧密合作，不断优化调整集装箱海铁联运的作业流程，目前装车作业基本全部实现港、站直取，卸车作业的直取比例逐步提高，通过港、站之间的整体作业计划协调，减少了集装箱落地存储和再次起吊装运的过程，随着作业环节的减少，设备操作量和能耗也得到大幅度的降低，作业效率和能力得到明显提高。在作业现场计时，龙门吊将集装箱从班列上吊起，到稳稳装上集装箱卡车，单箱作业时间约两分钟，三台龙门吊同时作业，一整列40尺重箱全部卸完也就一个小时左右。这边车体刚刚卸空，准备运往东北腹地的集装箱已经被集卡运到龙门吊下了。中心站负责人介绍，目前循环班列全部在场停留时间在8小时以内，春节期间，中心站最多一天完成到发12列。虽然作业繁忙，但是现场并没有多少工作人员。中心站负责人特别介绍了正在使用的无线调度指挥系统：“中心站的设施布局与集装箱码头只一线之隔，在作业信息系统上结合得更加紧密，是无缝链接的。”所有作业计划都通过港口社区系统与客户、码头和铁路等相关合作方提前编制，共同确定。集卡拖运集装箱进入中心站与集装箱码头共用的全自动化大门通道后，箱号识别系统自动识别箱号，RFID车号识别系统自动识别车号，验残系统对箱体进行检验，所有数据在系统内与码头、车站、客户的作业计划进行核碰，确认后自动放行。同时，作业指令通过无线网络发送到龙门吊终端，驾驶员遵照指令操作即可，大大提高了作业效率和准确性。大连中心站目前有超过10组车体在长春东、齐齐哈尔、五棵树、让湖路、沈阳、哈尔滨等线路循环开行，并随时对增加的货运需求协调铁路相关部门增配运力，确保海铁联运货物随到随运。未来，围绕大连、沈阳、哈尔滨三个中心站，依托大连站将进一步构建辐射东北腹地的铁路集装箱网络，完善连接东北各城市和口岸的集装箱海铁联运通道。目前，尽管RFID没有像许多业界观察家所预测的那样在物流供应链中迅速应用，但随着标准以及价格限制等因素日趋发展完善，应用的大发展趋势已日益明朗化。据最新消息，国外已实现每个5美分，国内的最低价格是每个7角人民币。尽管如此，对大规模推广来说，物联网RFID标签和识读设备的价格仍显得过高。而价格与规模又是一对矛盾。生产厂商希望通过扩大规模以降低成本，而更多的用户则在等待价格降低后再进入。虽然业界普遍对RFID技术看好，但真正形成规模，实际投入运营的系统却不多。研究报告显示，一个供货商要满足沃尔玛的RFID基本要求，大约需130万～200万美元，加上相关的软硬件设施、集成服务、系统测试及培训等，每年投入的成本将增加913万美元。解决方案在我国要解决RFID的价格瓶颈，还必须解决标签和识读设备的本地化生产问题。目前国内只有两家公司掌握着核心技术和具有自主知识产权的识读设备的生产能力，而对于标签，国内似乎还没有哪一家可以自主生产。但RFID推广，可针对我国供应链管理的实际情况，应选择合适的业务，寻找合适切入点和应用模式，尽快开展应用试点，采用“小步快走”的方式取得成效和经验，并进一步推广。具体可考虑选择当前供应链管理中迫切需要的应用(如供应链全程监控)和适合发挥RFID特点的应用(如食品和药品质量跟踪)，并以此作为建立RFID软件基础架构和检验标准的依据。射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，缩写RFID），射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备（人员、物品）在不同状态（移动、静止或恶劣环境）下的自动识别和管理。从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型（初级与次级之间的能量传递及信号传递），在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型（雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机）。1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。安全之旅四个端点建置CTPAT/SST系统的工作内容包括了TSS（TransportationSecuritySystem）运输安全管理系统的导入、RFID无线射频硬件建置以及由某单位提供集装箱现场作业信息转换成TSS系统对外接口信息等三部分及其整合。S港有300个需装载RFID电子标签的集装箱。集装箱分别从货主端与集装箱仓储端两种不同特性的作业模式开始进行实施，所有实施集装箱均在S港码头装船。系统分为两种作业模式，一种是针对储运中心的出口集装箱加装RFID电子标签进行实施，一种是直接在货主端的出口集装箱加装RFID电子标签进行实施，两种作业模式的集装箱，均由集装箱车将集装箱运送到S港口码头的集装箱场。以下分别依作业特性说明。1.储运中心与货主端储运中心的集装箱作业主要是货主将货物运送至储运中心，在出口货物经海关核准放行后，由储运中心进行货物装箱作业，并在完成装箱作业的集装箱上加装电子标签锁，并以手持终端机启动RFID电子标签锁。在货主端的作业模式是货主完成出口集装箱装箱作业后，在集装箱上加装RFID电子标签并以手持终端机启动RFID电子标签，再由集装箱运输公司将集装箱运往码头集装箱场。待集装箱进入港口后，系统透过RFID读取器实时纪录集装箱到达的时间与集装箱的安全状态，并实时将信息传至TSS系统。目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。储运中心与货主除了以手持终端机启动RFID电子标签，将集装箱信息通过WirelessLAN或GPRS传输方式传送至TSS系统外，同时，必须通过网络登录事先预设的账户，并在TSS系统上维护测试集装箱的舱单资料。2.集装箱装船港集装箱进场信息经过码头集装箱场的港口管理系统确认后，集装箱场的集装箱监控作业就开始由RFID监控读取器进行全程监控。当集装箱开始装船作业时，架设在船边的桥式起重机上的RFID读取器记载集装箱装船作业的时间，同时确认该集装箱的安全状态，确保装上船的集装箱为“Secured”状态，之后集装箱船即经由海运路线前往国外某港。3.集装箱卸船港集装箱船进港停靠码头后，经由卸货用桥式起重机将集装箱调至集装箱场后，由当地的安全作业人员，以手持终端机，取得集装箱到港的信息，再由安全作业人员以手持终端机解除RFID电子标签的功能，最后用工具将RFID电子标签自集装箱剪下。4.收货人端部分集装箱是直接运送到当地收货人所在位置。收货人在收到集装箱之后，直接剪断电子标签的插拴，完成集装箱的安全的旅程。安全之旅三级定义1.储运中心集装箱仓储场内的出口管制车道上方，设置一组RFID触发器与RFID读取器，传送至集装箱仓储办公大楼信息室内的现场工作服务器，现场工作服务器再将信息传回至TSS系统，启动陆路运输的集装箱安全监控。2.码头集装箱场码头集装箱场内一共设置两组RFID阅读器，分别是控制中心RFID进场读取器、集装箱场内RFID监控阅读器。港口控制中心设置的RFID进场阅读器可主动读取装有RFID电子标签的集装箱进场信息，配合现场既有的设施，阅读器安装在独立灯杆上，离地约5米的高度，读取范围为9米。集装箱场内RFID监控阅读器则配合场内跨载机，分别装置在RT1、RT4、RT5、RT8等4个机组上，以便监控港口内装有RFID电子标签集装箱的安全状态。RFID读取器将读取到的集装箱信息透过港口本身的光纤网络，传送至办公大楼信息室内的现场工作服务器，现场工作服务器再将信息传回至TSS系统，启动海运运输的集装箱安全监控。3.安全状态数据分析TSS系统以集装箱安全警报信息对集装箱的安全状态进行监控，该信息依其对集装箱安全影响的严重程度可分别归类为“Tamper”（严重）、“Suspect”（中等）、“Alert”（注意）三种等级。TSS系统若是出现“Suspect”信息，处置方式则可通过TSS系统的网页接口查证集装箱发生安全警报信息的原因，之后恢复集装箱的安全状态。TSS系统若是出现“Alert”信息，基本上“Alert”将不会危及集装箱安全，系统管理人员则必须了解启动信息的原因，并对相关配合单位进行协调，以避免类似事件再度发生。海外案例韩国政府加强国际集装箱管理韩国政府去年整个夏天一直在策划“智能集装箱”项目，2004年12月正式推出并资助了这个计划。安装有Savi生产的智能标签和传感设备的智能集装箱，在Savi的运输安全系统（TSS）软件的监控下，从釜山港口运往美国西海岸和欧洲主要的港口。案例港口应用RFID的意义每年大约有58亿吨的货物，即全球贸易量的80%通过海运进行，但大约只有5%的集装箱会受检测。如何保