托盤是物流行業(yè)的基本載具,是在物流作業(yè)過程中托載貨物,構(gòu)成單元化包裝,便于貨物的運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、裝卸和配送而使用的負(fù)荷面和叉車作業(yè)的墊板。托盤是物流運(yùn)輸倉儲(chǔ)中最基本單元化工具,相比于周轉(zhuǎn)箱出鏡率更高。托盤托舉著物流產(chǎn)業(yè),托盤產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、智能化、低碳綠色將成為今后一個(gè)時(shí)期發(fā)展的必然趨勢(shì)。
智能物流托盤系統(tǒng)在現(xiàn)代物流發(fā)展中作用
“ 十三五”時(shí)期我國(guó)物流行業(yè)得到了飛速發(fā)展。2020年全國(guó)社會(huì)物流總額超300萬億元, 相比于2016年的229.7萬億元增長(zhǎng)了30.6%;2020年社會(huì)物流總費(fèi)用占GDP的比率為14.7%,相比于2016年的14.9%,減少了0.2%；可見我國(guó)物流行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展依然任重道遠(yuǎn)?！笆濉睍r(shí)期我國(guó)托盤產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)量、市場(chǎng)保有數(shù)量都在快速增長(zhǎng),2020年托盤年產(chǎn)量和保有數(shù)量分別達(dá)到3. 4億片和15.5億片,相對(duì)于2016年的11.69億片,增長(zhǎng)了32.6%。托盤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在產(chǎn)量和數(shù)量的增長(zhǎng)上更有效的表現(xiàn)在托盤標(biāo)準(zhǔn)化提升循環(huán)共用托盤比率提高以及帶托運(yùn)輸?shù)脑鲩L(zhǎng)上。當(dāng)前托盤產(chǎn)業(yè)最為重要的發(fā)展方向之一就是構(gòu)建智能物流托盤系統(tǒng)。
構(gòu)建智能物流托盤系統(tǒng)是“十四五”規(guī)劃期間物流數(shù)字化升級(jí)的重要任務(wù)。智能物流托盤系統(tǒng)是移動(dòng)智能化的重要載體。國(guó)民經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展依存于技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),將傳統(tǒng)托盤和人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和 5G 技術(shù)融合的智能物流托盤系統(tǒng)推動(dòng)著物流智能化的前進(jìn)。在傳統(tǒng)托盤或新材料托盤上加裝能移動(dòng)讀取的智能芯片,幫助托盤完成供應(yīng)鏈中貨物的追蹤,并實(shí)時(shí)提供物流和貨物信息, 實(shí)現(xiàn)物流可視化。在物流倉儲(chǔ)和運(yùn)輸中,通過智能托盤傳遞信息,可以提高貨物識(shí)別和驗(yàn)收效率,減少在途在庫作業(yè), 加強(qiáng)貨物監(jiān)控, 減少貨差貨損,有效降低物流成本。
通過托盤數(shù)字化智能創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)托盤數(shù)據(jù)、物流數(shù)據(jù)和貨物數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。在供應(yīng)鏈中用托盤載具貫穿上下游,通過托盤序列化運(yùn)輸和倉儲(chǔ)、智能化在途在庫作業(yè)、數(shù)字化移動(dòng)處理,真正促進(jìn)供應(yīng)鏈高效協(xié)同。
RFID 技術(shù)在智能物流托盤系統(tǒng)中的應(yīng)用
RFID是一種射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過標(biāo)簽發(fā)射射頻信號(hào),經(jīng)由天線傳輸,再由接收機(jī)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID識(shí)別距離可從幾十厘米到數(shù)百米,主要取決于 RFID射頻信號(hào)的強(qiáng)弱.一般而言,采用弱電子源的RFID標(biāo)簽就可讓信號(hào)達(dá)到十米之外。物流 RFID 標(biāo)簽,通常與RFID讀寫器配合使用,其方便小巧,在需要的時(shí)候,將物流信通過無線信號(hào)寫入標(biāo)簽。RFID 標(biāo)簽電子標(biāo)簽信息傳遞同樣不需要直接接觸，只要在輻射范圍內(nèi)就可以多次寫入和讀取物流信息和物品數(shù)據(jù)。這種電子標(biāo)簽內(nèi)容含量和環(huán)境耐受能力都要遠(yuǎn)超紙質(zhì)標(biāo)簽,可以重復(fù)使用,一般使用壽命是5-10年。
RFID數(shù)據(jù)識(shí)別是一種非接觸識(shí)別,可在較為惡劣環(huán)境下識(shí)別也可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物流商品在物流運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、加工、配送過程中,可以將物流信息和商品數(shù)量、價(jià)格、產(chǎn)地等信息寫入并內(nèi)嵌在托盤上的模組中,實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。在物流運(yùn)輸、倉儲(chǔ)過程中,作業(yè)單位可以完成對(duì)在途在庫貨物信息處理,向物流作業(yè)端點(diǎn)發(fā)布指令,選擇最短路徑和最佳儲(chǔ)存位置。并且作業(yè)人員可以使用手持終端或手機(jī)移動(dòng)處理相關(guān)數(shù)據(jù),操作快捷方便。
將物流托盤和RFID技術(shù)關(guān)聯(lián),通過5G、RFID等技術(shù)把托盤和所托載的貨物單元化，實(shí)現(xiàn)信息綁定，通過定位托盤信息來定位貨物信息,并使用溫濕度等環(huán)境傳感器來收集物流作業(yè)過程中的貨物狀態(tài),最后通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程作業(yè)人員。將叉車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和智能物流托盤系統(tǒng)關(guān)聯(lián),自動(dòng)記錄貨物的裝卸搬運(yùn),并通過倉儲(chǔ)WMS系統(tǒng),傳遞RFID信號(hào),使物流作業(yè)全程可視和可控對(duì)物流托盤這個(gè)連接物流作業(yè)全過程的設(shè)備載體進(jìn)行技術(shù)改造,發(fā)現(xiàn)智能托盤能大大降低物流行業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本,提高企業(yè)的利潤(rùn)。在流通領(lǐng)域的技術(shù)改造,可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈中生產(chǎn)商、批發(fā)商、零售商三方智能物流相互協(xié)作,信息共享。
基于RFID 技術(shù)的智能物流托盤開發(fā)與應(yīng)用
1.智能物流托盤系統(tǒng)中新型托盤設(shè)計(jì)與開發(fā)
我國(guó)使用的傳統(tǒng)托盤多是木托盤和塑料托盤紙托盤和金屬托盤較為少見。隨著綠色發(fā)展概念深入人心,采用新型環(huán)保材料生產(chǎn)的新材料托盤和廢舊塑料回收再利用的模壓托盤將成為托盤行業(yè)的未來之星。在制造材料選擇上,智能物流托盤系統(tǒng)中使用的新型托盤將秉承綠色環(huán)保理念,推動(dòng)目前托盤行業(yè)新興的“以塑代鋼、以塑代木”發(fā)展趨勢(shì).并大量使用新型環(huán)保材料和廢舊塑料回收再利用的混合材料制造綠色環(huán)保的新型托盤,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)造價(jià)成本比普通注塑托盤節(jié)約30%以上保證可循環(huán)使用。同時(shí)在國(guó)際貿(mào)易中可以免熏蒸、免消毒、免植物免疫,符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,智能物流托盤系統(tǒng)中新型托盤在模壓制作時(shí)需要預(yù)留 RFID芯片安置盒。RFID芯片安置盒應(yīng)由托盤支撐腳環(huán)繞,外有加強(qiáng)筋進(jìn)行保護(hù),RFID 芯片安置盒處在托盤四角之中考慮到實(shí)際生產(chǎn)需求,需要保證托盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有可拆卸性,方便RFID模塊的安裝與拆卸。
2.智能物流托盤系統(tǒng)中新型托盤RFID模塊設(shè)計(jì)
智能物流托盤系統(tǒng)就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到常規(guī)的托盤中,通過在托盤中嵌RFID模組,包括RFID標(biāo)簽和天線，在標(biāo)簽上使用單一的弱電源裝置,可以持續(xù)提供電能超過10年以上。此外,現(xiàn)有的 RFID標(biāo)簽也有使用8500MA的鋰亞電池進(jìn)行供能。RFID 模組包括兩個(gè)主控芯片,其中一個(gè)芯片為節(jié)約功耗,平時(shí)處于休眠狀態(tài),一般通過命令喚醒,主要作用是通過4G或者5G通信采集基站信息 再通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。另一個(gè)芯片則通過藍(lán)牙和操作進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在物流運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、配送、流通加工等作業(yè)環(huán)節(jié)的端點(diǎn),通過RFID閱讀器來無線連接并讀取芯片中的數(shù)據(jù),也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入交換作業(yè)。
3.智能物流托盤系統(tǒng)中新型托盤操作方法
把RFID標(biāo)簽植入智能物流托盤就是要用最小的成本對(duì)托盤進(jìn)行數(shù)字”賦能”實(shí)現(xiàn)托盤的序列化和數(shù)字化。也可以將RFID標(biāo)簽替換為藍(lán)牙電子信標(biāo),利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或者窄帶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流信息和貨物信息的自動(dòng)收集和傳遞,最后在物流端點(diǎn)通過一維碼、RFID、NFC三種方式來讀取。在數(shù)據(jù)傳輸操作過程中,托盤和貨物信息可以綁定，在帶盤運(yùn)輸過程中形成一個(gè)物流單元信息。托盤之間也可以通過藍(lán)牙進(jìn)行彼此互聯(lián),形成一個(gè)托盤組信息。在物流作業(yè)過程中,如果一個(gè)托盤RFID標(biāo)簽出現(xiàn)故障,可以連接關(guān)聯(lián)托盤標(biāo)簽,追蹤故障托盤信息,使其在物流過程中起到保護(hù)貨物的作用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能物流托盤系統(tǒng)中
未來開發(fā)的方向
1.從單一RFID標(biāo)簽到多功能標(biāo)簽
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智能物流托盤的智能點(diǎn)要實(shí)現(xiàn)從一點(diǎn)到多點(diǎn)的增發(fā)。智能托盤不僅可以搭載RFID信息標(biāo)簽,還將配備多功能傳感器。在運(yùn)輸和儲(chǔ)存高價(jià)值貨物時(shí),溫度 濕度 托盤中貨物的承載壓力和運(yùn)輸儲(chǔ)存狀態(tài)數(shù)據(jù)都需要隨時(shí)感知并獲取。以往是把承擔(dān)這些功能的傳感器臨時(shí)放置于貨物或者周轉(zhuǎn)箱中,但是貨物和周轉(zhuǎn)箱的 RFID 標(biāo)簽不能內(nèi)嵌,因?yàn)樵谶\(yùn)輸、倉儲(chǔ)過程中會(huì)自然污損。為閱讀信息而必須人工開箱檢查,增加了人工作業(yè)負(fù)擔(dān)。鑒于此,將多功能傳感器和RFID標(biāo)簽融為一體,構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)模塊,保留了可隨時(shí)拆卸的功能 并通過弱電子提供長(zhǎng)期動(dòng)力。在物流過程中,標(biāo)簽功能整合,通過 RFID標(biāo)簽和傳感器的共同作用，使其能有效傳遞物流信息和貨物實(shí)時(shí)信息 并遠(yuǎn)程監(jiān)控溫濕度狀態(tài),并為用戶提供了可視化管理。把多個(gè)功能匯集在智能托盤上,為管理系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)全過程全鏈條監(jiān)控和信息共享,降低了物流成本,并減少了人工作業(yè),提高了物流效率和服務(wù)水平。
2.從單一物流體系到多鏈體系
隨著5G通信的普及覆蓋,從供應(yīng)鏈管理到物流數(shù)據(jù)處理都在5G應(yīng)用的推動(dòng)下,開啟了巨大的數(shù)據(jù)洪流,實(shí)現(xiàn)了更為廣泛的萬物互聯(lián)。智能物流托盤系統(tǒng)必將順應(yīng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從單一物流體系走向多鏈體系。智能托盤將與人工智能、區(qū)塊鏈、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)產(chǎn)生更多的融合,創(chuàng)新物流作業(yè)控制技術(shù)與服務(wù)。
結(jié)語
“ 十四五”時(shí)期,新材料托盤本身將成為獨(dú)立的信息收集傳感器和通信系統(tǒng),在供應(yīng)鏈和運(yùn)輸、倉儲(chǔ)等物流作業(yè)中承擔(dān)著更多的使命。就當(dāng)前而言,智能物流托盤系統(tǒng)研發(fā)最重要的任務(wù)是研究如何降低智能托盤制造成本,降低托盤使用過程中的故障概率,研究智能物流托盤智能物流托盤標(biāo)準(zhǔn)體系,搭建在當(dāng)前物流和供應(yīng)鏈場(chǎng)景中適用的架構(gòu)。
