通过物流联网获取供应链可见性

September 12, 2017 Rich Nass

对物流供应商而言,资产跟踪是一个主要的问题。 根据最近的一份报告,每年都有价值 600 亿美元的货物丢失,有 30% 的货物受到损坏或出现延误。

传感器和物联网通信方面的进步即将改变这一局面。 当传感器不再那么昂贵,网络连接无处不在时,物流企业便可实时跟踪包裹。 而且,他们可以监控坠落、破损和振动等事件以及温度、湿度和压力等环境条件,精确到每一个包裹的水平(图 1)。

图 1. 传感器方面的进步使得跟踪每一个包裹的状况成为可能。 (来源:Honeywell)

物联网物流的决策时刻

不过,在物流行业利用物联网也不是没有挑战。 举例来说,所需的传感器数量很快便会成为成本限制因素。 管理无线传感器的电池寿命也是个问题。

网络连接也是一个问题。 短距离通信相对简单,有多种选项可选,例如 Wi-Fi、ZigBee 或最近宣布的蓝牙网格规格。 得益于消费者市场广泛使用所推动的规模经济,这些技术一般并不昂贵。 这些技术的普及也使得寻找熟悉相关技术的开发人员相对容易。

长距离通信技术则问题较多。 对于入门级用户而言,选择会受到限制。 物流行业广域移动通信的默认选项通常是手机,因为这是一项具备相对可靠服务质量 (QoS) 的成熟技术。 但手机通信也存在信号覆盖范围和成本的短板。 长途运输可能会遇到在广阔地域上几乎没有手机信号的情况。 与此同时,北美地区淘汰 2G 网络也迫使用户采用更昂贵的 4G LTE 芯片组(图 2)。

图 2.
美国西部有大片地域几乎没有手机信号,甚至完全没有信号。 (来源:OpenSignal)

于是,低功耗广域网 (LPWAN) 标准(例如 LoRa 和 Sigfox)这种形式的替代选项应运而生。 因为这些解决方案通常在不需要许可的 sub-GHz 频段上工作,所以不仅成本和复杂度很低,它们所提供的带宽也很低。

对于不要求持续实时更新或详细监控的包裹来说,LPWAN 技术是一个非常棒的选择。 对于高要求的包裹来说,LPWAN 则欠缺 QoS 和吞吐量,无法实现具备深度分析能力的资产跟踪。

比短距离或长距离网络连接更具挑战性的则是要求结合使用这两种形式的物流业务。

不断降低成本

在传感器成本方面,在物联网行业新出现了一个解决方案,那就是“传感标签”。传感标签是廉价监控设备,可用于跟踪重要信息,精确到每一个包裹的水平,使物流运营商可以监控位置、碰撞、振动、倾斜、破损、温度、压力和湿度等信息。

例如,Honeywell 在其 Connected Freight Solution 中采用了传感标签技术,从价格上消除了进入壁垒,即便是低价值货物也能进行跟踪。 Honeywell Connected Freight Solution 传感标签外形小巧(100 毫米 x 63 毫米 x 10 毫米),可回收并且坚固耐用,可抵御恶劣的运输条件,工作温度范围为 -20°C 至 60°C,振动等级为 MIL-STD-810。 传感标签使用可更换的锂电池,电量可持续使用长达 60 天。

就短距离通信而言,Honeywell Connected Freight Solution 传感标签依赖于 IEEE 802.15.4 无线传感器网络 (WSN) 协议与另一个传感器以及网关/集线器通信,功耗极低。

为了实现回程通信,传感标签需要与支持 3G 蜂窝、Wi-Fi、蓝牙低能耗 (BLE) 和 GPS 技术的 Honeywell* Smart Edge Mobile 网关连接。

除了提供与管理平台(例如 Honeywell* Command Control Center)或私有云的连接之外,Honeywell* Smart Edge Mobile 网关还提供了执行本地传感器数据分析的处理能力。 该解决方案具有双重优势,在传感器状态保持稳定时,可以降低通过蜂窝连接反复传输数据的费用,而且可实现预警。

例如,如果货运集装箱的温度开始异常上升,就可以通过蜂窝连接将警报发送到云管理仪表板。 如果没有蜂窝连接,驾驶员或其他本地物流人员可以通过 Wi-Fi 或蓝牙收到通知,并立即采取措施。

可扩展物联网物流的开放性基础

Honeywell 的 Connected Freight Solution 基于英特尔® Connected Logistics Platform,这是一个基于可扩展英特尔® 处理器、开放云 API 和连接组件的物联网开发框架(图 3)。

图 3. 英特尔® Connected Logistics Platform 可以解决所有层面的物联网物流部署。 (资料来源:英特尔)

英特尔® Connected Logistics Platform 又非常依赖于开放式连接基金会 (OCF) 提供的互操作性机制。 (英特尔与 Honeywell 都是 OCF 会员。)

OCF 的 IoTivity 规范是一种开源软件实施,提供无缝的设备间连接,不受外形、操作系统 (OS)、服务供应商、交通运输技术或生态系统制约(图 4)。

图 4. IoTivity 可以将连接的物流系统与其他物联网组件无缝集成。 (来源:开放式连接基金会 [OCF])

IoTivity 提供一套不分行业的 API,可以简化联网的物流系统与其他企业或运营组件的集成。 这可以确保不受目前设计决策的制约,交通运输和物流供应商能够随着需求变化或通信技术偏好的改变进行扩展,从而保护其投资。

货运前景

未来的目标是利用互联运输在途中收集的数据超越跟踪以及此处所讨论的功能。 借助更好的分析,制造商和承运商可以做出更好、更明智的商业决策,比如在需求发生变化时重新规划路线或拦截损坏的货物。

通过分析成千上万次运输的数据,像 Honeywell 这样的物流服务供应商将能够预测和避免可能会发生损坏或延误的路线,从而打造更可靠的配送网络。

作者简介

Rich Nass

Richard Nass’ key responsibilities include setting the direction for all aspects of OpenSystems Media’s Embedded and IoT product portfolios, including websites, E-newsletters, print and digital magazines, and various other digital and print activities, including the recently launched IoT Design website. He was instrumental in developing the company’s online educational portal, Embedded University. Previously, Nass was the Brand Director for UBM’s award-winning Design News property. Prior to that, he led the content team for UBM Canon’s Medical Devices Group, as well all custom properties and events in the U.S., Europe, and Asia. Nass has been in the engineering OEM industry for more than 25 years. In prior stints, he led the Content Team at EE Times, handling the Embedded and Custom groups, and the TechOnline DesignLine network of design engineering websites. Nass holds a BSEE degree from the New Jersey Institute of Technology

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