許倫輝 吳興偉

摘? 要：完善基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冷鏈物流體系有利于縮短冷鏈產(chǎn)品到達消費者手中的時間，提高冷鏈物流運輸效率。文章分析并探討了冷鏈物流國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并從政府機構、企業(yè)以及個人的角度構建起物聯(lián)網(wǎng)在冷鏈物流行業(yè)的應用體系，針對農(nóng)產(chǎn)品流通過程的冷鏈物聯(lián)網(wǎng)體系運作原理進行剖析，闡釋物聯(lián)網(wǎng)對于提高冷鏈效率的作用并提出了政府應加快冷鏈物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一追溯編碼和完整冷鏈體系的建設意見。

關鍵詞：冷鏈物流;物聯(lián)網(wǎng)技術;應用體系

中圖分類號：F259.22? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）26-0146-04

Abstract： A complete cold chain logistics framework is beneficial to improving the transportation efficiency of cold chain， as well as shortening the time for cold chain products that are delivered on the road. In this paper， an application framework in the cold chain logistics with IoT technology is demonstrated. At last， this paper analyses the four major steps by which the agricultural products are circulated and proposes that government should unify the tracing code between separate logistic link to build a complete and supportive cold chain system.

Keywords： cold chain logistics; IoT technology; application framework

1 概述

近年來，我國的供應鏈物流發(fā)展迅猛，冷鏈物流需求總量已達1.8億噸。盡管人們對生鮮產(chǎn)品的需求日益增長，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的流通率仍然處于低谷，過低的冷鏈流通率導致了過高的生鮮農(nóng)產(chǎn)品腐損率。生鮮產(chǎn)品冷藏效果不足，運送設備落后，全程較低的冷鏈比例導致了“斷鏈”情況的出現(xiàn)。此外，在信息系統(tǒng)管理層面，我國仍落后于其他國家[1]。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為解決冷鏈物流當前存在的問題提供了契機[2]?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的冷鏈物流能夠?qū)崟r跟蹤運輸?shù)漠a(chǎn)品并且減少物流信息在供應鏈上的丟失。本文將在回顧國內(nèi)外冷鏈物流應用物聯(lián)網(wǎng)技術的研究之后，探究冷鏈物流體系的構成，討論冷鏈物流基于物聯(lián)網(wǎng)技術的運作原理并進行展望，本文對于提高冷鏈物流產(chǎn)品質(zhì)量、效率，降低運輸成本穩(wěn)定價格具有指導意義。

2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

歐美的國家最先在冷鏈物流中應用物聯(lián)網(wǎng)技術，“從農(nóng)場到餐桌”全程應用物聯(lián)網(wǎng)，并且推動了冷鏈物流追溯全球標準體系（GTS）的發(fā)展[3]。在運輸、分銷階段，歐美國家冷鏈物流的物聯(lián)網(wǎng)應用可分為品質(zhì)監(jiān)控與物流管理兩方面。Reiner利用變量分析法對冷藏車的射頻溫度記錄儀數(shù)量、擺放位置、產(chǎn)品貨架期以及車廂外部溫度等因素進行分析，確定了準確監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量需要的傳感器數(shù)目[4]。M. Doinea[5]則提議構建物聯(lián)網(wǎng)體系應該以食品安全服務為導向，以緊急公共衛(wèi)生事件為例闡述了建立追蹤溯源的物聯(lián)網(wǎng)架構過程。

西方發(fā)達國家的冷鏈行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)建設集中在追溯、建立統(tǒng)一行業(yè)標準方面。此外，歐美國家對轉基因食物的追蹤也有一定關注度[6]。相比之下，國內(nèi)的研究仍有很大的進步空間。

趙秀榮、崔佳對我國當前冷鏈物流的配送體系進行了詳細分析，并且建議建立統(tǒng)一的物流配送平臺，充分發(fā)揮政府的引導作用[7]。盧翔、胡金有基于webGIS實現(xiàn)冷藏車溫度濕度信息的發(fā)布，讓消費者可以簡單使用谷歌地圖API接口獲取生鮮產(chǎn)品的運輸信息[8]。一方面，消費者注重所購買產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面也想確保產(chǎn)品的真實性。張宇、邢娜[9]針對冷鏈物流的產(chǎn)品設計了基于NFC的智能防偽系統(tǒng)，為了使該系統(tǒng)更加安全，使用了對稱加密的算法3DES。高貴晨、劉艷超采用了與RFID不同的TMS320F283

35處理器作為數(shù)據(jù)采集裝置，該信號處理器集合了GPS模塊、GPRS無線通信模塊以及環(huán)境感知（溫度、濕度）模塊，收集溫濕度數(shù)據(jù)和冷藏車地理位置信息[10]。國內(nèi)對于冷鏈物流的物聯(lián)網(wǎng)應用研究主要集中在物流的某一環(huán)節(jié)，比如加工、終端數(shù)據(jù)查詢、運輸環(huán)境數(shù)據(jù)采集等，對于整個冷鏈流程進行分析研究的還比較少。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冷鏈物流架構與運作流程

3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冷鏈物流架構

冷鏈物流具備復雜性與系統(tǒng)性，檢驗檢測與監(jiān)控機構、消費者和冷鏈物流企業(yè)是主要的參與者，其中冷鏈的相關企業(yè)有產(chǎn)品加工企業(yè)、產(chǎn)銷地加工企業(yè)、產(chǎn)銷地批發(fā)商和零售商，與傳統(tǒng)常溫物流的供應鏈系統(tǒng)基本一致。

構建冷鏈物流與物聯(lián)網(wǎng)技術的應用總體架構，可從三大主要參與者——政府部門、企業(yè)和個人的需求出發(fā)。（1）對政府相關機構的需求分析，保證冷鏈產(chǎn)品安全以及完善的問責制度是第一要求。（2）對冷鏈物流企業(yè)的需求分析，企業(yè)要求在盈利與保證生鮮產(chǎn)品高質(zhì)量之間取得動態(tài)平衡。（3）對消費者的需求分析，消費者應對其所購買的農(nóng)產(chǎn)品有充分的知情權，而且食品有源可查可令他們消費更加放心。根據(jù)以上三大應用主體的需求可以建立基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鏈物流體系框架如圖1。

冷鏈物流企業(yè)圍繞著監(jiān)控中心，建立起信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、倉儲物流系統(tǒng)、調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)以及產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要對物流各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行采集、上傳和管理。倉儲物流管理系統(tǒng)主要從入庫、庫內(nèi)作業(yè)、出庫方面進行設計，實現(xiàn)庫存率預測、入庫自動分配庫位和智能上架的功能。調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)取整理好的車輛位置、車內(nèi)溫濕度等數(shù)據(jù)信息，利用調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化算法規(guī)劃最優(yōu)的配送路徑，同時系統(tǒng)還需要擁有產(chǎn)品溫濕度監(jiān)測功能，出現(xiàn)溫度異常時該系統(tǒng)能做出警告并提醒司機及時處理。產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)主要記錄種植、加工、運輸環(huán)節(jié)的信息，消費者可通過該系統(tǒng)查詢產(chǎn)品的生長環(huán)境數(shù)據(jù)、農(nóng)藥殘留檢測信息、加工信息、農(nóng)產(chǎn)品配送信息。

政府機構在冷鏈物流體系中建立了質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)主體信息管理系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全信息公開系統(tǒng)，實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管和冷鏈物流企業(yè)的資質(zhì)考察。此外，政府相關部門的質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)應能夠與不同冷鏈物流企業(yè)的追溯系統(tǒng)對接兼容，確?？煽缋滏溩匪?。

農(nóng)產(chǎn)品全生命周期追溯系統(tǒng)通常指政府相關部門所建立的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，消費者可通過網(wǎng)站在線查詢、手機下載客戶端查詢、市場終端機查詢和微信二維碼掃碼查詢四種方式獲取農(nóng)產(chǎn)品的檔案信息。

針對當前存在追溯管理部門多、平臺多和種類多以及追溯編碼不統(tǒng)一的問題，政府正在建立一個采用統(tǒng)一的編碼、數(shù)據(jù)與交換標準的平臺，協(xié)調(diào)政府、企業(yè)與個人追溯信息的分享，保護企業(yè)采集和記錄的必要追溯數(shù)據(jù)。

3.2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冷鏈物流運作原理

農(nóng)產(chǎn)品供應鏈從上游到下游的組織結構包括：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料采購、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工和農(nóng)產(chǎn)品提供給消費者網(wǎng)鏈結構[11]。為了探討冷鏈物流基于物聯(lián)網(wǎng)的運作原理，本文將參考相關論文和分析冷鏈企業(yè)的服務對象后，從冷鏈加工、冷藏貯藏、冷鏈運輸和冷鏈銷售四個方面進行分析。

在冷鏈加工階段，產(chǎn)品經(jīng)過真空預冷或水預冷后始進行加工。在揀選加工區(qū)域，系統(tǒng)對產(chǎn)品進行測量、分選和監(jiān)控，主要針對水果類產(chǎn)品的大小、外觀、甜度、酸度和色澤等參數(shù)進行記錄，蔬菜類產(chǎn)品則記錄重量和數(shù)量等信息。測試完品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，統(tǒng)一裝至周轉箱并且貼上條形碼與RFID電子標簽以便紅外掃描識別或通過無線通信技術識別。該環(huán)節(jié)采集了以下農(nóng)產(chǎn)品基本屬性的信息：產(chǎn)品名稱、質(zhì)量、數(shù)量、評價等級、生產(chǎn)日期、加工地點以及方式等相關內(nèi)容。整個加工流程所采集的信息存儲在加工企業(yè)的服務器之內(nèi)，再通過監(jiān)控中心將數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫r(nóng)產(chǎn)品信息管理平臺，或?qū)⒈匾淖匪菪畔l(fā)送到政府的產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，完成加工物流信息的采集。在這個階段我們可以看到，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用提高了生產(chǎn)線的自動化與標準化，農(nóng)產(chǎn)品加工配送中心的監(jiān)測系統(tǒng)利用成像技術、傳感器感知、條碼和RFID電子標簽技術同時實現(xiàn)了自動化分揀與產(chǎn)品信息的收集與上傳。

冷鏈運輸可通過公路、水路和鐵路等方式實現(xiàn)，本文以公路的冷鏈運輸為例進行說明。每一臺冷凍、冷藏或恒溫運輸車都配備了運輸溫度記錄儀，可同時監(jiān)控溫、濕度以及GPS地理位置信息，對于實時性要求較高的產(chǎn)品運輸，車輛編號、溫度、濕度以及ID編號等信息可通過GPRS及時傳送到監(jiān)控中心的系統(tǒng)平臺，以便運輸調(diào)度人員隨時觀測，實現(xiàn)運輸效率最大化。

冷藏貯藏是冷鏈物流中的一個關鍵環(huán)節(jié)。首先，周轉箱上面的條碼和商品的RFID電子標簽在入庫階段通過RFID讀寫器讀取，再由入庫計算機整理電子標簽所攜帶上一流通環(huán)節(jié)的物流信息并上傳到倉儲管理系統(tǒng)，完成了入庫的流程。其次，倉庫內(nèi)有由堆垛機、AGV自動導引運輸車和拆碼垛機器人等設備以及配套調(diào)度計算機組成的自動化控制系統(tǒng)。在調(diào)度計算機的指引下，各個自動化設備實現(xiàn)了對物料的識別與檢測，完成農(nóng)產(chǎn)品的堆放、取貨等輸送流程，并將過程控制的信息傳遞到信息管理系統(tǒng)。最后，倉庫信息管理系統(tǒng)接收其他系統(tǒng)傳送信息后將其整理成數(shù)據(jù)報表、圖表，完成對庫內(nèi)作業(yè)、庫存情況以及出庫操作指導的管理。

在冷鏈銷售階段，信息的共享是冷鏈物流其中的一個重要部分。當人們在超市購買農(nóng)產(chǎn)品時，收銀員或自動售貨機對RFID電子標簽掃描獲取貨物的名稱、銷售時間等銷售信息，在一定時間之后對采集的信息進行整理得出該銷售點的營業(yè)情況，并根據(jù)當前貨物庫存做出何時向供應商進貨的判斷，同時將RFID讀寫器和傳感器的數(shù)據(jù)傳送到追溯系統(tǒng)，構成追溯系統(tǒng)的最后一環(huán)。

通過以上的四個物流環(huán)節(jié)分析可以看出，基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鏈物流體系建設與冷鏈物聯(lián)網(wǎng)的標準體系以及信息共享程度息息相關。以冷鏈物流的追溯為例，每一環(huán)節(jié)的信息都必不可缺，“斷鏈”導致無法溯源，在食品安全事件中也無法明確責任主體。完善的冷鏈物聯(lián)網(wǎng)體系和標準可以為不同環(huán)節(jié)的信息對接提供了便利。

4 結論

本文通過對冷鏈物流應用到的物聯(lián)網(wǎng)技術進行了分析，探討了冷鏈物流的當前體系以及運行機理，得出了完善冷鏈物流的物聯(lián)網(wǎng)體系能提高冷鏈運輸效率，促進冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展的結論。當前關于推動冷鏈物流建設的建議不少，但是從上文的分析可以看到仍有不夠完善的地方：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冷鏈基礎設施網(wǎng)絡的建設有待加強、標準體系未能統(tǒng)一、自動駕駛技術投入不足和智能倉儲發(fā)展緩慢，因此將在此分為四個方面進行展望。

政府繼續(xù)完善冷鏈物流的基礎設施網(wǎng)絡建設。首先，針對當前冷鏈物流的基礎設施建設程度不足的問題，政府應加快開展冷鏈物流產(chǎn)業(yè)園區(qū)、冷鏈物流中心、配送中心以及農(nóng)村物流節(jié)點的建設。同時，政府繼續(xù)完善冷鏈物流的追溯制度，在發(fā)生食品安全事故的時候能及時處置，并且確認事故的責任方避免互相推諉的現(xiàn)象。

我們需要加快冷鏈物流標準體系的建設。政府聯(lián)合科研單位、冷鏈企業(yè)以及高等院校成立基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冷鏈標準制定委員會，制訂與冷鏈行業(yè)相關的服務標準、技術標準和作業(yè)標準。冷鏈物流的信息標準化建設，最終目的是服務于冷鏈物流體系，建立起冷庫、冷藏運輸車的溫度監(jiān)控平臺，并且打造與冷鏈企業(yè)信息平臺對接的公共信息平臺，完善冷鏈的物流追溯系統(tǒng)。

自動駕駛技術加快實現(xiàn)最后一公里的大規(guī)模物流配送。國內(nèi)的部分冷鏈服務供應商繼續(xù)推出自動駕駛的配送工具，比如外賣機器人、自動駕駛卡車甚至有自動駕駛車輛編隊，在簡單的場合可以通過高準度GPS定位、低延遲5g技術以及激光雷達完成配送的要求。冷鏈物流應用自動駕駛技術不成熟的地方在于無人車投入的總體成本較高、線控系統(tǒng)的普及程度欠缺，這意味著無人駕駛技術的線控底盤、油門依賴于進口，發(fā)展受到限制。因此，對于自動駕駛技術應用于未來的冷鏈行業(yè)，物流企業(yè)需要更多地與互聯(lián)網(wǎng)公司、商用車主機廠協(xié)作打造完整的自動駕駛配送體系，降低投入的技術成本。

智能倉儲也將是物聯(lián)網(wǎng)技術應用到冷鏈物流中的一個熱門方向。智能倉儲將采用升級的自動化智能裝備，積極引進全自動的分揀機、自動化立體倉庫和輸送裝置，替代人工的搬運、分揀物流產(chǎn)品，同時應該及時升級有軌穿梭小車和AGV機器人并配合叉車提高倉內(nèi)貨物運輸效率。

除了以上的四大方面，擴大消費者消費需求從而適當分攤冷鏈物流建設成本，新型無人機物流配送物流產(chǎn)品以及基于物聯(lián)網(wǎng)技術的產(chǎn)品圖像識別都是將來冷鏈物流發(fā)展的新方向，在政府、冷鏈企業(yè)和消費者的協(xié)同配合之下，冷鏈物流將給我們的生活帶來更多的便利。

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