智慧城市建設(shè)中的智慧物流終端設(shè)計

王園園 孫甲英 劉方會

(山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250358)

引言

進(jìn)入新世紀(jì)，由于全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程日益加快，資源在全球范圍內(nèi)的流動和配置大大加強(qiáng)，企業(yè)面臨著更加激烈的競爭環(huán)境。物流作為第三大利潤源泉，作為企業(yè)降低成本的關(guān)鍵，引起了世界各國的重視。目前，使現(xiàn)代物流呈現(xiàn)出信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、電子化、共享化、協(xié)同化、集成化、智能化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化、社會化和全球化十二大趨勢。

1.智慧物流的內(nèi)涵及對智慧城市建設(shè)的意義

1.1 智慧物流的內(nèi)涵

“智慧物流”是2009年12月中國物流技術(shù)協(xié)會信息中心、華夏物聯(lián)網(wǎng)、《物流技術(shù)與應(yīng)用》編輯部聯(lián)合提出的概念。與智能物流強(qiáng)調(diào)構(gòu)建一個虛擬的物流動態(tài)信息化的互聯(lián)網(wǎng)管理體系不同，“智慧物流”更重視將物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，通過以精細(xì)、動態(tài)、科學(xué)的管理，實(shí)現(xiàn)物流的自動化、可視化、可控化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，從而提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，創(chuàng)造更豐富社會價值的綜合內(nèi)涵。

1.2 智慧物流對智慧城市建設(shè)的意義

物流業(yè)一頭連著生產(chǎn)，一頭連著消費(fèi)，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代物流在智能化方向?qū)崿F(xiàn)了快速發(fā)展，成為實(shí)體經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效的助推器。

早在“十二五”規(guī)劃中，許多大城市就已經(jīng)在智慧城市發(fā)展規(guī)劃中高度重視智慧物流的建設(shè)。2010年以來，寧波市已將智慧物流作為智慧城市建設(shè)中重點(diǎn)建設(shè)的兩大應(yīng)用系統(tǒng)之一，寧波市智慧物流通過電子化管理，取代依靠人工判斷的方式，用最科學(xué)合理的手段幫助企業(yè)解決了倉儲、配送、運(yùn)送三類供應(yīng)鏈決策問題。

2.物流終端成為當(dāng)前智慧物流發(fā)展的瓶頸

雖然全國物流業(yè)雖然發(fā)展較快，但許多深層次的矛盾和問題尚未解決。同時，這些問題既是濟(jì)南也是全國各地物流業(yè)發(fā)展的瓶頸，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 物流業(yè)“汛期”加重物流負(fù)擔(dān)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)購成為日益普及的購物方式。雖然網(wǎng)購存在風(fēng)險，但因其方便快捷和日益提高的安全性，再加上手機(jī)客戶端的開發(fā)，促使網(wǎng)購成為年輕一代的主流購物方式。截至2014年6月，我國網(wǎng)絡(luò)購物用戶的規(guī)模達(dá)到3.32億，較2013年底增加2962萬人，半年度增長率為9.8%。與2013年12月底相比，我國網(wǎng)民使用網(wǎng)絡(luò)購物的比例從48.9%提升至52.5%。

2.2 最后一公里制約

最后一公里(Last kilometer)，在英美也常稱為“最后一英里”(Last Mile)，原意指完成長途跋涉的最后一段里程，后被引申為完成一件事情最后且是關(guān)鍵性的步驟(通常說明此步驟充滿困難)。在本文中，“最后一公里問題”是指在城市配送的末端環(huán)節(jié)“最后一公里”所出現(xiàn)的進(jìn)城難、配送難、線路選擇優(yōu)化等問題。

2.3 物流速度慢

物流速度可以定義為完成一項(xiàng)物流業(yè)務(wù)所消耗的時間長度，所謂一項(xiàng)物流業(yè)務(wù)應(yīng)該廣義理解，它可以是一項(xiàng)運(yùn)輸任務(wù)，或者是執(zhí)行一票物流定單，也可以是供應(yīng)鏈產(chǎn)品從原料開始到客戶手中為止的整個流程，可見物流速度不同于運(yùn)輸速度，并且由于運(yùn)輸速度只是占物流速度的較小比重。這里的物流速度慢主要考慮“雙十一”等商家促銷活動期間物流量大大增加導(dǎo)致的物流堆積和業(yè)務(wù)員派送時的“最后一公里”問題。

2.4 人工投遞成本增加

雖然快遞員工資起伏不定，但總體呈現(xiàn)上升趨勢，并且現(xiàn)在快遞員的工資與業(yè)務(wù)量相關(guān)聯(lián)，除了基本工資還有收發(fā)件提成，因此業(yè)務(wù)量與快遞員工資、公司支出呈正相關(guān)。相對于2009年來說，2015年快遞員的工資同比增長27%左右。

2.5 安全問題凸顯

綜合相關(guān)的物流安全的定義，李勁認(rèn)為所謂物流安全是物流過程中所有危險都被控制在人類可以接受的范圍的時間進(jìn)程。物流安全包括安全評價、安全管理、運(yùn)輸安全、倉儲安全等。

運(yùn)輸安全是指物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)中負(fù)責(zé)貨物運(yùn)輸?shù)能囕v安全以及貨物的完整交接［9］。據(jù)報道，近年來我國物流運(yùn)輸中重大事故不斷、一般事故就更多，傷亡人數(shù)無法統(tǒng)計;給國家和人民生命財產(chǎn)造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失;給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的穩(wěn)步發(fā)展帶來不良的影響。

3.智慧物流終端設(shè)計實(shí)證

3.1 腕式智能物流掃描機(jī)

腕式智能物流掃描機(jī)是一種便攜式智能終端，是集數(shù)據(jù)釆集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苡谝惑w的終端設(shè)備。通過智能終端可以實(shí)現(xiàn)物品接收、儲存及提取等操作時信息采集、數(shù)據(jù)存儲以及與主控中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，并可顯示中控中心的信息以指導(dǎo)工作人員的工作，從而減少操作差錯，提高物流準(zhǔn)確度及工作效率。圖1 為腕式智能物流掃描機(jī)外觀設(shè)計圖。

3.1.1 基本構(gòu)成及工作流程

腕式智能物流掃描機(jī)工作流程如下:

(1)客戶下單。物流信息化平臺將信息發(fā)送給相應(yīng)業(yè)務(wù)員的腕式智能物流掃描機(jī)。

(2)業(yè)務(wù)員取件。使用腕式智能物流掃描機(jī)掃描包裹信息、錄入地理位置信息上傳至物流公司信息化平臺。

(3)包裹分揀。使用腕式智能物流掃描機(jī)進(jìn)行分揀錄入等工作。

(4)運(yùn)輸。業(yè)務(wù)員攜帶的智慧快遞終端可實(shí)時的向物流信息化平臺傳輸車輛的位置、速度、駕駛員的狀態(tài)等信息。

(5)再次分揀。當(dāng)貨物抵達(dá)目的地后，再次通過腕式智能物流掃描機(jī)進(jìn)行分揀，掃描包裹信息到物流公司的物流信息化平臺，平臺自動推送消息給所在地的業(yè)務(wù)員通知進(jìn)行配送。

(6)配送。業(yè)務(wù)員使用腕式智能物流掃描機(jī)了解包裹地點(diǎn)分布、同一小區(qū)包裹數(shù)量、以及到達(dá)送貨地址后通知客戶取包裹。

3.1.2 技術(shù)應(yīng)用

目前市場上手持物流終端的特點(diǎn)，其不足如下:

(1)數(shù)據(jù)采集能力低:采用條形碼掃描方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)讀取較慢。

(2)數(shù)據(jù)處理能力低:多數(shù)手持終端只具有單一的數(shù)據(jù)采集功能，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。部分手持終端具有數(shù)據(jù)處理能力，但性能較低。

(3)單一作業(yè)操作模式:由于手持終端占用手，因此不能支持用戶處于同一時間多作業(yè)工作模式。

腕式智能物流掃描機(jī)需具備高效性、高集成性、可佩戴性等優(yōu)點(diǎn)，還要求有良好的無線通信能力、視頻顯示和音頻傳輸能力、實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力和存儲能力、GPS 定位能力。本設(shè)計在傳統(tǒng)條形碼掃描的基礎(chǔ)上增加RFID (射頻識別技術(shù))，可利用無線電波獲取信息，每250ms 就可以從RIID 標(biāo)簽中讀出貨物數(shù)據(jù)，且可以同時處理200 個以上的標(biāo)簽，大大提高了數(shù)據(jù)采集效率。

3.2 智慧快遞箱

3.2.1 基本構(gòu)成及功能

智慧快遞箱是一個集物聯(lián)網(wǎng)、云計算量大核心技術(shù)于一體的智能終端，與PC 服務(wù)器一起構(gòu)成智慧物流系統(tǒng)，能夠?qū)ξ锲?快件)進(jìn)行識別、暫存、簡單分類、監(jiān)控和管理，包括前臺快件存取和后臺數(shù)據(jù)處理兩大部分。智慧快遞箱是基于嵌入式技術(shù)，通過RFID (射頻識別)、超聲波測距傳感器、攝像頭等各種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)傳送至控制器進(jìn)行處理，處理完再通過各類傳感器實(shí)現(xiàn)整個終端的運(yùn)行，包括GSM 短信提醒、RFID 身份識別、攝像頭監(jiān)控等。PC服務(wù)器能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)的各個快遞終端進(jìn)行統(tǒng)一化管理(如快遞箱信息、用戶信息、快件信息以及手機(jī)快遞客戶端信息等)，并實(shí)現(xiàn)對各類信息的整合分析處理。智慧快遞箱基本結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 智慧快遞箱基本結(jié)構(gòu)圖

智慧快遞箱可收、寄物品最大尺寸為長50 厘米、寬48 厘米、高43 厘米，最大質(zhì)量控制在25 公斤左右，發(fā)件的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和普通快遞相同，根據(jù)質(zhì)量確定收費(fèi)金額。若收件人未在規(guī)定時間內(nèi)取件，每超過24 小時，收費(fèi)增加一元，如果超過4天(96 小時)未取件，系統(tǒng)自動發(fā)出退回指令，物品將被業(yè)務(wù)員退回上一級快遞網(wǎng)點(diǎn)。

3.2.2 收件流程

快遞員到達(dá)終端網(wǎng)點(diǎn)投件時，必須先掃描身份證并輸入密碼以確認(rèn)其身份信息，確認(rèn)無誤后，智慧快遞箱利用其自帶掃描儀錄入快件信息，包括快遞單號和收發(fā)人的電話等信息，而后將取件短信發(fā)送到收件人的手機(jī)上(含網(wǎng)點(diǎn)地址、驗(yàn)證密碼，24 小時有效)，同時將快遞回執(zhí)單存檔，系統(tǒng)根據(jù)該快件大小自動彈開相應(yīng)空閑的柜子，快遞員將快件放入快遞箱中，關(guān)門，快遞員重復(fù)以上步驟，直至放完所有快件。

收件人收到短信之后，在規(guī)定時間到網(wǎng)點(diǎn)取件，在終端輸入手機(jī)號碼和驗(yàn)證碼;在24 小時未取件，系統(tǒng)將重發(fā)驗(yàn)證碼給用戶，并提示“過期，請輸入最新驗(yàn)證碼”，系統(tǒng)檢測無誤后，彈開相應(yīng)箱格，用戶取件關(guān)門，并利用智慧快遞箱上方的攝像頭驗(yàn)貨，如無損壞，用戶利用智能屏幕在事先存檔的電子回執(zhí)單上簽字確認(rèn)，確認(rèn)完畢系統(tǒng)將其發(fā)送到相應(yīng)的快遞公司。如有損壞，用戶申請退貨成功后，可按照寄件的流程退貨。

3.2.3 寄件流程

寄件人需前往快遞終端網(wǎng)點(diǎn)(即智慧快遞箱所在地)，將包裝好的快件(寄件人必須根據(jù)智慧物流網(wǎng)站的指導(dǎo)選擇合適的包裝方式，以避免貴重物品的損壞)進(jìn)行掃描(運(yùn)用射頻識別技術(shù))，確認(rèn)非危險品后，通過超聲波傳感器探測快件大體尺寸，并打開相應(yīng)大小的箱格(實(shí)體設(shè)計中箱格大小有不同的規(guī)格，但為美觀在設(shè)計圖中并未展現(xiàn)此點(diǎn))，寄件人將快件放入箱格后，內(nèi)置電子秤會將其重量數(shù)據(jù)自動傳送至系統(tǒng)，寄件人根據(jù)提示正確填寫電子快遞單(包括收件人及寄件人詳細(xì)信息)并選擇需要的快遞公司，系統(tǒng)根據(jù)上述信息折算出郵費(fèi)并在屏幕顯示，寄件人確認(rèn)無誤，可利用POS 機(jī)或者支付寶、微信支付、網(wǎng)銀等支付手段進(jìn)行支付，支付成功后，系統(tǒng)捕獲，打印出運(yùn)單，自動貼在快件上。此操作完成后，屏幕上會出現(xiàn)“確認(rèn)郵寄”按鈕，用戶確認(rèn)完畢，可選擇是否打印憑條，而系統(tǒng)將自動告知快遞公司寄件通知，快遞員會定時前往網(wǎng)點(diǎn)取件。取件前仍需確認(rèn)身份方能打開箱門，對快件進(jìn)行安全檢查和核對，確認(rèn)無誤后帶回公司。

4.結(jié)論與展望

智慧城市的建設(shè)和發(fā)展離不開智慧物流，而智慧物流的發(fā)展則需要綠色科技、智能科技的大膽合理應(yīng)用。運(yùn)用以腕式智能掃描機(jī)和智慧快遞箱為代表的智慧物流終端可以彌補(bǔ)現(xiàn)存智慧物流終端諸如數(shù)據(jù)采集和處理能力差、效率低下、不能滿足客戶需求等不足，能夠更好地解決物流業(yè)現(xiàn)存的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)配送難度大、物流速度慢、特殊時期物流負(fù)擔(dān)重、“最后一公里”、人工投遞成本高、運(yùn)輸和倉儲安全等一系列問題，使智慧物流真正做到“智慧”和便民，使城市的發(fā)展充分融合自然、社會、文化、經(jīng)濟(jì)等因素，實(shí)現(xiàn)城市良性循環(huán)和人居環(huán)境的持續(xù)改善，讓城市因智慧而美好。

［1］現(xiàn)代信息化物流的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢.AMT 公共知識庫.2006.5.18.

［2］文麗青，馬丁.我國智慧物流與綜合交通運(yùn)輸協(xié)同發(fā)展研究［J］.物流技術(shù)，2015，(03):4-7.