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澳门赌场娱乐网站 | 2015-12-18 09:19| 发布者: 诀然| 查看: 2785| 评论: 1|原作者: 孔昊

物联网技术对提升危化品供应链的安全水平有重要意义。本文通过文献研究结合开放式问题的邮件访谈方法,探讨了物联网技术对于危化品供应链安全水准改善的3个主要作用,并对中小危化品企业在物联网技术应用中面临的问 ...

物联网技术对提升危化品供应链的安全水平有重要意义。本文通过文献研究结合开放式问题的邮件访谈方法,探讨了物联网技术对于危化品供应链安全水准改善的3个主要作用,并对中小危化品企业在物联网技术应用中面临的问题进行了分析。

物联网技术在中小危化品企业供应链中的应用

物联网、危化品、中小企业、供应链

目前,我国拥有超过10万家的化工企业,生产着多达5万种化学品,其中的危化品在生产、仓储、运输、分销和使用各环节中的安全问题越来越突出,特别是中小危化品企业。《危险化学品安全管理条例》显示,对危化品监管分工的部门多达9个。由于各部门间缺乏高效的协调和沟通,时常出现重复监管、相互推卸责任等问题。因此,需要应用先进的信息技术加强危化品供应链的监控和管理,强化危化品供应链的预警机制,加快应急响应速度和提高政府部门的监管能力,从而减少危化品供应链中的安全事故。

近年来,信息技术快速发展,使得沟通交流不再局限于人和人之间。RFID、EPC、传感技术和网络技术的成熟已为人与物、物与物之间的通信打下了基础,并诞生了物联网及其相关技术。通过美国、欧洲、日本关于物联网及其相关技术的一些研究和应用,我们可以发现物联网能带来三个关键功能:实时可视化管理、实时远程控制和实时信息共享。这三大功能对危化品供应链的预警机制、应急响应和信息共享有着重大意义。

物联网的概念及主要框架

1.物联网的定义

在我国,目前业界最普遍接受的物联网(Internet of Things)定义是由中国移动在其“物联网白皮书”中给出的,即:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2.物联网的主要架构

不同背景的研究者会给出不同的物联网架构,但基本相似。它们之间的最大不同就在于架构的层数。通常来说,物联网的主要架构由三层组成:感知层、传输层和应用层,如图1。

图1中的最下层是感知层,主要功能是识别、认知和收集目标的信息。它相当于物理接触层,由传感器、智能芯片、射频识别芯片等组成。以人体来比喻的话,感知层就像皮肤和五官,用于识别物体、收集信息、感知数据。感知层针对的范围可以是单个物体,可以是特定区域内的物体,也可以是特定行业内在不同地方的一组物体,等等。

物联网技术在中小危化品企业供应链中的应用

物联网的主要框架

中间层是传输层,由移动网络(2G/3G/4G)、固话网络、广域网和封闭的IP数据网络组成。信息经由感知层通过网关转化为可识别的数据,然后传输层接收、处理、再分配传输这些数据。中间层可以简单的理解为“人体的神经系统”。

顶层是应用层。在这一层,人们可以通过物联网技术做许多不同的复杂事情。对使用者有价值的信息经过传输层的处理、再分配传输后,就需要通过应用层来完成控制指令的生成和执行。在感知层、传输层的支持下,应用层能够实现许多典型的物联网场景设想,例如智能交通、智能建筑、智能家居、智能物流、远程医疗、污染监控等等。

3.物联网的关键技术

(1)感知层的关键技术

感知层承担着信息收集的任务。国际电信联盟(ITU)明确地将射频识别(RFID)、传感器、纳米技术和智能嵌入技术列为物联网在感知层的关键技术。其中,射频识别(RFID)这一技术在我国得到了广泛应用。

(2)传输层的关键技术

传输层承担着信息传输的任务,主要是依赖现有的无线网络、移动网络、互联网、广电网进行信息的传送。这一层的关键技术是4G/3G网络技术、有线网络技术(光纤)和无线网络技术(Wi-Fi)。

(3)应用层的关键技术

应用层承担着人与物或是物与物之间的识别和感知的智能化功能。这一层的关键技术则是人工智能(AI)和GIS/GPS技术(或北斗技术)。人工智能被用于理解智力的实质,并以此开发出能以近似人类智慧的方式做出反应的智能化设备,这些反应包括语音识别、图像识别、语言处理等等。人工智能作为应用层的关键技术可以在不同物联网领域应用,并实现网络智能化,甚至创造“智能地球”。

(4)物联网中的云技术

物联网技术的应用需要实现低成本和高度智能化。首先,低成本能使得物联网技术大规模应用,并且也使其扩大应用范围成为可能。标准化、规模经济和共享使用是降低成本的关键。其次,高度智能化的必要性则是因为物联网技术是为了实现人与物、物与物之间的交流;同时,实现高度智能化还需要物联网技术具备及时响应的能力,也就是需要具备以及时、极速、高效的方式处理大量不同来源的实时信息。

高度智能化的关键又是什么?那就是近年来兴起的云技术。首先,动态的智能云可以实现人类社会和物质世界的协调以及有机整合。其次,云计算作为资源分享的核心,能提供高效的、共享的、可扩展的处理能力。云技术能有效提升物联网信息中心的数据处理能力,并使物联网中对数以万亿计的物品进行实时可视化管理和智能化分析成为可能。

物联网技术在危化品物流中的应用分析

1.基于物联网的实时可视化管理应用分析

可视化管理主要是指危化品在生产、仓储、运输、销售等环节的实时状态能通过相关物联网技术,比如信息采集设备(通用或嵌入式传感器、射频识别设备等)、成熟的高速无线网络(3G/4G),以及高效的、共享的、可扩展的计算能力(云计算技术),在电脑端或手机端展示出来。“在电脑端或手机端展示出来”并不仅仅是指简单地通过CCTV把危化品显示出来,还意味着依靠物联网技术,将危化品及其周边环境的各项数据显示出来,如危化品本身及其环境的温度或湿度,危化品在运输、仓储过程中的水平状态、具体位置等等。这些数据能够通过设置在储存区域或运输载体或是嵌入危化品包装的传感器实现收集,再经由无线网络自动、不间断地向管理系统进行数据实时传输。这在危化品的仓储和运输领域,具有十分重大的应用意义,因为大约有95%的危化品事故均是发生在仓储和运输范围内,且是相关人员没能及时发现危化品的状态变化。同样,该功能也可使危化品的地理位置信息被实时追踪。

根据对中小企业管理者邮件访谈的回复,缺乏有效的危化品预警机制是困扰中小企业的一大问题。受访者在回复中均有提及:“每一个危化品生产企业都有预警机制,但是都受到监控有效性的限制。通过监控摄像头,能看到危化品和危化品仓库的表面情况;通过仓库的环境传感设备,能知道生产和储存环境的情况;在车间和仓库中的员工,也会发挥一定的监控作用。但事实上,危化品自身的实时情况,比如温度、湿度、水平状态,以及环境条件变化,我们并不能及时知晓,因为这是负责安全的员工每隔一段周期进行检查时才能记录的。”这显示出监控的有效性是预警机制能否发挥作用的关键。在随后问题的回复中,受访者也均提到:“人为因素是导致潜在安全问题的主要原因。”由此可见,中小企业现有的预警机制受到监控技术的限制,同时监控的有效性受到人为因素限制。

物联网技术在中小危化品企业供应链中的应用

幸运的是,物联网技术由于强调“物与物”的连接和事物自己处理事务,能在极大程度上避免人为因素的影响。传感器实时收集、更新的数据信息可以自动、不间断地通过高速无线网络进行传输,而不用人在其中参与。显然,在如此“数据实时可视化”的情况下,一旦任何数据显示出偏差,比如某些易燃易爆产品的自身温度在上升,便能被员工或管理者及时发现。除此之外,即便是在没有主动发现的情况下,物联网技术的智能化也能在接收、处理的数据临近危险阀值时通过信息系统自动、及时地将预警信息发送给指定的负责人。换句话说,物联网技术能最小化“人”的限制,同时带来更为有效和实时的监控,从而强化中小危化品企业的预警机制。当然,必须具备一个能及时处理巨量数据和信息的系统。

2.基于物联网的远程控制操作应用分析

远程控制操作指的是参与危化品供应链的每一个企业的信息系统能依靠物联网技术,发送相应指令以控制危化品周围的环境状况,确保危化品处于一个安全的外部环境之下。它是实时可视化管理的功能延伸。例如,对于危化品企业的第三方物流供应商,当其信息系统接收到来自实时可视化管理监控到某一辆运输卡车或某一空调集箱的产品高温预警后,信息系统能及时反应,送出指令控制并调低相应卡车或集箱的空调温度设置,而不需要再通知卡车司机或跟运员工实施人工处理。

物联网技术在中小危化品企业供应链中的应用

在邮件访谈的回复中,也有受访者提及:“虽然我们有化学品安全说明书(MSDS),也要求员工按其严格执行操作和应急流程,可真当危险事故发生时,现场员工很少能够冷静地依据MSDS来进行应急处理”;“如果现场员工能不受恐惧的影响,在事故发生时或发生后,做出正确的反应,对于安全事故的处理是非常重要且有意义的”。因此,对于安全问题的快速反应也受到现场员工素质,也就是人为因素的限制。

物联网技术在这种情况下也能最小化“人”的限制。信息系统,或就算我们还需要监控中心的员工来人工发出指令,将不会受到安全事故发生时的恐慌情绪(这会极大影响到现场人员)的影响,能够冷静且清楚地知道应该做出什么指令以应对该种突发状况,能够依靠远程控制操作及时送出正确的指令去避免或补救安全事故。因此,远程控制操作能有效提升对于危化品安全问题的快速反应能力。同样,如何构建具备如此功能的一个信息系统也将会是中小企业应用的一个障碍。

3.基于物联网的实时信息共享应用分析

信息共享并不是物联网技术带来的独有功能。实际上,大部分的主流管理系统均有此功能,只不过企业对于信息的共享范围一般限于企业内部或上下游最重要的合作伙伴。与此同时,共享的及时性也会受到不同企业采用的不同的管理系统导致信息数据编码格式不同的限制。相似情况同样发生在政府监管部门中。除了直接向企业发函索要,政府监管部门并没有更好的渠道可以便利、及时地获取他们想要的信息和数据。这样的行为不仅耗时,而且这些信息和数据能轻易地被企业在上报时更改。对于政府监管部门而言,其官方网站作为信息公布公开的唯一渠道,公布迟滞现象也屡屡发生,影响着信息共享的有效性。再有,根据一些受访者的回复,不同监管部门会进行一些重复性工作(如对同一安全事故的事后调查)。而他们想知道的信息,其实完全可以由第一个完成调查的监管部门通过共享信息来获得。但是,是否确实为信息共享局限的原因导致不同监管部门会进行重复性工作,并没有受访者表示强烈同意。

虽然没有受访者明确表示,但信息共享局限的问题也有可能是造成监管工作低效的原因之一,而且能通过物联网技术的实时性解决其限制。同时也有部分受访者提及可以建立整合供应链上参与者和监管部门的信息共享平台来改善信息共享的问题。

从成本角度看物联网技术应用的可行性分析

应用成本方面,搭建一个基于物联网技术的适当的信息管理系统,毫无疑问会需要大量的初期资金投入。对于后续的RFID标签和嵌入式传感器,也是一笔不亚于系统建设的成本投入。这也是物联网技术迟迟不能普及的一个障碍。

当前,每一个RFID标签的成本大约是20美分。世界著名RFID标签生产商AlientTech也指出,年产能需达到100亿个,那么单个标签的成本才能降至10美分内。RFID标签已算是一个成熟的技术,而还不够成熟的嵌入式传感器成本必然更加高昂。因此,截至目前正在进行的物联网项目,大多数都由政府投资、补贴推动。同时,通过受访者的回复也可以得知,中小危化品企业在财务上难以独自负担物联网技术的应用,他们希望在应用时得到政府的财政扶持。

对于中小危化品企业来说,虽然应用物联网技术会造成短期的经济效益负担,但从长期来看,对于企业整个供应链安全性的提升,在经济效益和社会效益上都有很好的收益,毕竟任何危化品安全事故或多或少都会造成企业财产、自然环境,甚至是人员生命的损失。因此,政府可以首先支持并推动物联网技术在危化品供应链中的应用。

结论

本文基于物联网技术的三大功能,通过文献研究结合开放式问题的邮件访谈的方法,探讨了物联网技术对于危化品供应链安全水准的改善。发现物联网技术带来的实时可视化管理、实时远程控制和实时信息共享这三大功能对中小危化品企业供应链的预警机制、应急响应和信息共享有着重大的应用意义。然而,现阶段物联网技术的应用成本较高,是中小企业在财务上无法负担的,仍需要政府的财政支持。

保护原创:

本文摘选自《物流技术与应用》杂志2015第11期,有转载与刊登,发表时请注明文章来源。


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