當前,物聯網已經從單純的技術上升為一種經濟形態——物聯網經濟、物聯網產業,更成為國家戰略。冷鏈物流更需要信息化物聯網技術,如GPS、溫控、封閉站臺、WMS等,物聯網應用在冷鏈物流領域成為趨勢。
物聯網技術支撐農產品冷鏈物流
為解決農產品安全問題,科技部去年在無錫啟動了“農業物聯網與食品質量安全控制體系研究”。通過這個項目,消費者在網絡上便可查詢農產品生產、加工、流通、消費“全生命周期”的視頻以及參數等“檔案”,從而吃上“放心菜”。目前,有機產品的檢測體系不健全,出現造假的“有機蔬菜”。這是生產環節的問題,在農產品“生產—流通—銷售”的產業鏈條中,引入第三方檢測機構,流通環節加入檢驗倒逼生產者守法。作為農業大國,我國在農業物聯網建設方面具有技術優勢和需求市場。
同時,發展高效生態經濟區也成為發展戰略,聯網技術成為國家發展現代農產品物流的重要技術支撐。實際上,當下農業生產領域中,物聯網技術已經不只是一幅美好圖景。比如將蘋果成長的全過程,包括生長、采收、存儲、包裝和運輸全部納入“攝像頭”監督之下,同時,其生長環境中的溫度、濕度、二氧化碳、土壤pH值等數值也在監控之中。通過這一物聯網項目,消費者可以在網絡上直觀地查看某個蘋果的“成長”過程。
此外,突破長途冷鏈運輸局限也是當前面臨的挑戰。通過原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新等多種形式,不斷提高多式聯運基礎設施和硬件建設水平,加強生產、儲藏、加工、運輸、銷售各節點技術的改造與升級,推動農產品冷鏈物流跨越式發展。一是繼續加強運輸主干線及其附屬場站的基礎設施改造,盡快形成與多式聯運相適應的配套的綜合運輸網絡及完善的倉儲配送設施。二是鼓勵GPS、自動識別等技術的應用,通過網絡平臺和信息技術將承運人、用戶、制造商、供應商及相關的銀行、海關、商檢、保險等單位聯結起來,實現對貨物的全程監控和資源共享、信息共享,提高全社會整體運輸效率。三是引進、推廣自動化冷庫技術和庫房管理系統、真空預冷技術、無損檢測與商品化處理技術、運輸車溫度自動控制技術等先進技術,提高技改能力和技術更新能力。
信息技術支撐冷鏈物流不“斷鏈”
當前,我國農產品在運輸環節中損耗巨大,醫藥物流安全隱患頻發,缺乏有力的信息技術支撐是導致冷鏈物流問題的重要原因。一般而言,冷鏈物流的發展與業內企業的實力水平息息相關,保障冷鏈不“斷鏈”更是重中之重。企業依靠先進的經營理念、專業化的技術能力以及差異化的服務是贏得市場的重要因素。
1.醫藥物流領域
以疫苗等冷藏藥品為例,從生產、出廠、運輸、儲存、終端都需要冷鏈保障。不能“斷鏈”,是冷鏈物流最基本的原則,否則會導致疫苗失效,影響人們生命安全。藥品如果在流通領域出了質量問題,追根溯源是非常困難的。由于我國目前缺乏統一的藥品冷鏈執行標準,各藥品經營企業冷鏈過程控制水平參差不齊。現階段不是所有從事冷鏈物流的企業都能提供溫度監測和控制記錄,冷鏈運輸過程中還存在著溫控不力等問題。因為沒有溫控記錄,一旦某個物流環節“斷鏈”,很難調查出究竟是哪個環節出現的問題。
目前,全程冷鏈和實時溫控是擺在藥品經營企業、冷鏈物流企業和監管部門面前的一道亟須破解的難題。冷鏈物流行業的發展也迫切需要建立統一的物流規范和操作標準作為支撐。受技術限制,目前一些物流公司采用人工確認溫度進行溫度管理,但這種方式只限于出貨和進貨時進行測定,缺少運輸環節的連續性溫控數據。如何實現全程實時溫度監測與控制,是藥品經營企業進行冷鏈管理時突出的重點和難點之一。據報道,去年底,九州通醫藥集團投資3億元建立了上海九州通現代醫藥物流中心,這個新物流中心引進了多項現代化物流信息管理技術,其中應用了日本電氣股份有限公司(NEC)的RFID(俗稱電子標簽)技術對全程冷鏈管理系統進行溫度管理。
在冷鏈物流環節,RFID技術多應用于食品藥品等高附加值物流系統的管理中。通過藥品出庫時在冷藏箱中放置帶有溫度傳感器的RFID標簽,把貨物信息包括藥品溫度實時地儲存在RFID芯片中。貨物到達后通過手持型讀寫器批量讀取貨物及溫度信息,可以實現全程的溫度信息瞬間獲取,降低人工成本及出錯率。通過全程連續的溫度追蹤,實現了可靠的溫度管理。
除藥品經營企業外,一些第三方物流企業也在應用FRID技術以實現冷鏈物流的專業化管理。傳統的溫度記錄儀是通過有線連接到相關設備并讀取出相應溫度數據,而應用RFID溫度標簽則無需打開冷鏈周轉箱,外面的讀寫器能通過無線射頻自動讀取冷鏈箱內的貨物溫度記錄數據,冷鏈不會斷掉,而且可以隨時了解產品在途溫度。貼有RFID標簽的冷鏈箱,如同有了一張電子“身份證”?!吧矸葑C”可以記錄貨物所有的信息,其中包括貨物的實時溫度信息?!耙慌滏溨苻D箱出庫時,讀寫器能一次性讀取到該批次各冷鏈保溫箱內的所有RFID溫度標簽的信息。這使冷鏈周轉箱出入庫的信息錄入實現了自動化,縮短時間的同時也確保了出入庫信息的準確性。當貨物量很大時,出入庫自動讀取信息能夠解決物流操作環節的瓶頸問題。目前松冷和NEC還在共同探索多項技術的融合,將RFID溫度標簽技術與GPS技術、冷鏈信息系統相融合,運輸過程中貨物溫度記錄數據讀取之后將自動上傳至溫控數據信息平臺,客戶可以隨時上網下載與之相對應的記錄數據,從而實現貨物在途信息查詢、實時溫度監控和地理位置跟蹤,這將填補冷鏈運輸環節溫控的空白。面對近年來發生的疫苗安全性事件,食品藥品監管部門也在逐步加大對疫苗等冷藏藥品冷鏈運轉環節的監管。為了實現疫苗等冷藏藥品流通環節的全程冷鏈監管,食品藥品監管部門采用先進的信息化遠程監控技術,開展了無縫隙藥品冷鏈物流試點。在試點企業冷庫端安裝了藥品倉儲環境監測和報警系統軟件,對在庫冷藏藥品的溫濕度實行24小時不間斷自動監測、記錄和超標異常情況報警,并通過互聯網將企業端采集的數據傳輸到藥品監管部門。
對于藥品運輸環節溫度監控這個難題,試點企業在冷運車上安裝了藥品冷鏈運輸環境監測系統軟件,每輛冷藏車配置3個PT1000 溫度監測探頭,對運輸過程中藥品的溫濕度進行自動監測、記錄和異常情況報警,并通過GPS衛星數據傳輸系統,將數據傳輸到藥品監管部門。
藥品監管部門可隨時監控藥品經營企業在庫藥品溫濕度和運輸過程中冷鏈藥品溫濕度情況,企業和軟件公司也能進行實時監控,可以說有三方同時監控溫濕度。一旦出現溫度異常的情況,信息系統就會自動報警。因此,司機在出現溫度異常的第一時間就能采取措施,從而避免了因人為疏忽導致的冷鏈風險。每套車載環境都配置嵌入式打印機,當冷鏈藥品到達目的地時,要將歷史數據現場打印出來并進行簽字驗收,實現了客戶對運輸過程冷鏈情況的監督。保證冷鏈藥品的冷鏈安全。藥品冷鏈信息化監管系統投入使用以來,提高了藥品監管部門對疫苗等生物制品經營企業的冷鏈監管水平,實現了從供應商、儲存、運輸到客戶終端的全程藥品冷鏈物流實時遠程監控,確保了疫苗等生物制品流通環節的質量安全。
2.農產品物流領域
RFID技術具有使用簡便、識別工作無須人工干預、批量遠距離讀取、對環境要求低、使用壽命長、數據可加密、存儲信息可更改等優點,結合有效的數據庫系統及網絡體系,可以幫助實現農產品從生產源頭到最終消費者的監控。因此,一種基于RFID技術的農產品安全監控系統,圍繞“生產、監控、檢測、監管”四條主線,以農產品生產環境、農產品生產、農產品加工、農產品流通、市場進入等環節為立足點,對農產品的生產環境、生產、加工、流動、銷售實施實時監控。
在生產環節大體包括下面幾種生產方式,一種是生豬活禽,是活體從養殖場運輸到加工企業的農產品。需要在活體身上加裝RFID電子標簽。第二種生產方式是需要加工或不需要加工的蔬菜果品,一些需要加工的農產品。這兩種農產品在生產的過程中需要對生產的過程進行詳細記錄,儲存在本地數據庫中,在農產品生產出以后,在運輸農產品的托盤上加裝RFID電子標簽,記錄這批產品的信息,并且和本地數據庫中的信息相對應。在生產階段,采用13.36MHz或125KHz無源電子標簽,因為此種標簽成本比較低,所以較容易應用到生產環節中去,標簽上主要記錄生產養殖的相關信息,如養殖場編號、運出時間等,而且這些信息要和生產企業自身的信息系統數據庫相聯系,以便查詢生產過程的細節信息。在各個生產企業都設置RFID讀寫卡機具,可以實現農產品信息的寫入。
加工環節分兩種情況,一種是從生產基地直接運送過來的農產品到加工企業進行加工,一種是外國農產品通過本地加工企業進口然后進入農產品供應鏈。對于從生產基地直接運送來的農產品,加工企業在讀取農產品上的RFID信息后,將這些信息保留在標簽中,并且將農產品的加工信息進一步添加到加工后的農產品電子標簽中,農產品電子標簽的使用和生產環節一樣,在價值較高,對環境要求比較嚴格的農產品上應用單個的RFID電子標簽,而在價值較低的產品上,對運輸的托盤和大包裝上應用標簽,而對單個農產品應用條形碼技術。
物流公司將配送車輛相關注冊信息發送給管理中心,對其進行資格審查和管理,以便運送過程中對車輛進行核對。在農產品運輸過程中,只有經過農產品管理中心認證的物流企業才能從事農產品的運輸。因為安全的需要,在運輸過程中采用集裝箱運輸,所以在運輸環節對RFID電子標簽的安裝有嚴格的要求。首先要求對每一次運輸的農產品信息做讀取,然后在集裝箱上安裝的RFID電子標簽上詳細記錄,封條一般安裝在集裝箱門把手上,或者安裝在車廂壁上,這樣可以防止在運輸過程中農產品發生意外。對于集裝箱運輸采用的RFID電子標簽,采用900MHz或者2.45GHz有源電子標簽,這樣可保證記錄數據的信息量大,數據內容包括集裝箱內農產品信息,運送車輛信息和運送時間等。這些信息和物流企業本地數據庫相關聯。在運輸檢測點和運輸過程結束時,檢查人員要比對集裝箱上安裝的有源電子標簽內的信息和管理中心傳來的數據是否一致。
在倉儲環節,需要對運送來的裝有RFID電子標簽的農產品進行儲存,這樣就需要在倉儲入口處設置自動判斷進出庫農產品和記錄農產品信息的RFID讀寫設備,在倉庫內安裝多個讀寫設備對不同區域的農產品進行記錄。在清點貨物或者查詢貨物的時候,可以用手持讀卡機具直接查詢貨物信息。在倉儲環節對RFID的應用偏重于RFID信息的讀取和信息的管理。在倉庫內部在叉車或者工作人員身上佩帶RFID電子標簽,可以有效的利用資源,使得倉儲過程更加高效快捷。
在消費環節,對于RFID的應用主要集中在消費點配備的RFID讀寫機具對于倉庫運送過來的食品進行信息驗證,對于驗證合格的食品信息,消費點可以進行銷售,如果信息不吻合,就要向管理中心報告貨物異常,同時拒絕這些貨物進入消費點。在消費點售賣農產品時,用RFID讀卡器對每一件售賣食品信息進行記錄。所以在這個環節,RFID的應用主要就是信息的確認。
RFID在冷鏈物流中的應用從根本上解決了冷鏈運輸在技術、成本、操作等方面遇到的難題,實現了冷鏈物品狀態監測、冷鏈物品全過程信息追溯等功能,這無疑是“物聯網”在冷鏈運輸中的一個嘗試性的應用。這個應用的核心是是一塊名為“JRFW-1型溫度標簽”的小卡片設備,重量不到200g,采用全密封防水防潮設計,可在各種極端條件下得到應用時,通過上位軟件設置相關溫度參數后,將標簽與貨物放在一起即可,通過讀卡器即可進行讀寫操作。由于其價格低廉,性能可靠,使用方便,因此被廣泛應用到疫苗、血液制品以及保鮮食品等對溫度敏感的貨物的冷鏈運輸過程中。RFID技術與托盤系統結合,在倉儲配送中心閉環應用,可以有效降低成本。此外,基于RFID技術的智能手持揀選終端,可以提升揀選效率和速度。
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