基于物联网技术的物流信息系统促进物流公司发展研究.doc

基于物联网技术的物流信息系统促进物流
企业发展研究
0引言
ﻪ电子信息技术和网络技术的迅猛发展改变了人类的生产生活模式,电子商务的发展使得传统物流方式面临着前所未有的挑战。

在城市，电商可以跨地域跨国进行交易;在农村，进入21世纪后,随着我国经济的飞速发展,我国广大农村地区开始接入互联网,人数众多的农民朋友开始借助网络、电子商务进行网上交易。

我国农村地区地域广阔,促使物流行业不得不进行优化。

因此创建物流信息系统成为物流企业的紧要任务。

ﻪ物流信息系统是一种能够使现代企业物流便利化、透明化的先进物流信息系统,可以使物流企业的管理更加科学、合理。

物流信息系统能把运输中的物品信息以数据的方式记录下来并传递,这个过程减少了人类的参与,所以就减少了一些人为失误，而随着电子商务的迅猛发展,物流企业必须要创建物流信息系统才能使企业生存下去。

而早期创建的物流信息系统存在诸多缺陷，物流信息系统对物品信息的传递只限于传递节点的信息,对于运输途中的物品信息的采集和传递不能实时进行,这种情况是现代物流企业物流信息系统的一个突出问题。

随着经济的发展,社会对物流企业的服务要求越来越高,进一步提高物流信息系统的效率和扩大物流信息系统的功能已逐渐成为现代物流企业发展的新要求。

ﻪﻭ近几年，物联网络技术在我国有了很大程度的发展,促使人物交流向物物交流、人人交流方向发展。

ﻪﻭ基于物联网的物流信息系统可以实时准确地自动采集、传输、汇总、检
查各环节的物流信息，使物流和信息流的同步问题得到了真正解决,有效提高了企业物流的运作效率，为现代物流企业赢得了竞争优势。

ﻪﻭ基于物联网的物流信息系统有利于企业竞争力的提高,在物联网技术下分析和探讨现代物流企业物流信息系统能够达到的水平和为适应市场需要做的改进,对促进物流信息系统的
1物联网技术在物流信息系统中的应用运营起着重要的作用。

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ﻪ1．1基于RFIＤ和其它技术的多源物流信息采集和跟踪系统
物品物流系统和物品的全程可视化协同管理从供应商到需求者,供应链是接收物品、运输、报关、运输、货物交付买方。

每个物品连接到电子标签,通过RＦIＤ和ＧPS技术的结合实现对整个供应链的监控。

接收物品的射频标签信息和位置信息并上传至通信卫星,由卫星发送到港口物流控制中心［１]。

ﻪ在整个运输过程中,物品始终处于严格的监控之中,以确保物品在运输过程中的安全。

也因此实现了物品在运输过程中的可视化管理。

ﻪ１.2 建立新型物流配送中心
ﻪ新型物流配送中心是一种新型物流经营模式,这种经营模式的管理水平要符合科学化、现代化。

通过合理的科学管理体系及现代化管理方式和手段,使物流配送中心能够充分发挥其基本功能,保证企业效益。

通过整合GＰS、GIS技术和物流管理信息系统可以实现对运输途中物品的监控。

ﻪﻭ 2 当前物流企业物流信息系统的运作现状ﻪﻭ就当前企业信息系统建设和运营状况来看，信息化已逐渐成为众多企业管理的发展趋势。

网络建设、电子化建设对于现代物流企业的发展起着重要的推动作用，但从总体发展的角度
看，现代物流企业信息化系统的运行还存在一些问题亟待改进。

ﻭ２．1 物流信息系统建设存在的问题ﻪﻭ物流信息系统包含各种信息管理子系统，如企业资源管理(企业资源规划)、配送需求规划(DＲP)、电子自动订货（EOＳ）、卫星定位技术(GＰＳ）、存储资源管理等信息管理系统,这些系统是物流信息系统建设的重要组成部分[1]。

目前,国内物流业的发展在很多方面还不完善,物流企业内部的整体信息化率还很低。

物流信息系统的建设应该是物流企业、客户、供应商等的信息共享，因为不同层次、不同水平的商业信息保密机制对物流信息系统在供应链连接方面的
2．2发展有很多限制，导致物流信息系统的建设水平提升缓慢。

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采集的数据准确率低ﻪﻭ目前物流企业信息系统的数据通过节点的手动输入或条码扫描采集得到。

手动输入容易出现误差，数据从多个节点采集也容易出现误差,这些情况使得采集到的数据准确性无法保障。

此外,虽然大多数商品的业务流程规范,但大多数物流企业对物流跟踪监督管理缺乏有效措施,使得商品信息数据流不能被收集或影响数据的真实性和物流信息系统的可信度,导致物流信息不能被很好的控制。

ﻪ２.３物品在物流途中的实时信息难以掌握ﻪﻭ很多物流信息系统无法对物品进行实时监控,包括物流方向、物品有无损坏等。

现有的信息系统缺乏有效的跟踪监督管理,所以流动货物的实时信息不能得到及时反馈,导致企业不能及时掌握货物的流动信息[2]。

ﻭ３基于物联网技术的物流信息系统的优势ﻭ物品的流通是物流的主要功能,商品的信息流反映出物流信息系统的主要功能。

物联网技术能及时、准确地传递物品信息,从而解决了物流信息系统中即时通讯的技术问题，对物流信息系统的运行有着重要意义。

ﻭ 3.1 实现商品信息的动态传输ﻪﻭ商品流动
信息的监控一直是物流企业最难掌控的一点,这种因缺乏监管而造成的企业物流活动是不明确的，降低了物流服务水平。

物联网技术通过物品与物品、人与物品、人与人的全面互联可以将物流活动中的商品信息进行智能综合处理,结合物联网技术和物流信息系统，通过全方位的管理现代物流企业ﻭ物流活动的信息采集、货物追踪、运输监控网络，提高传统物流信息系统的功能。

基于物联网的现代物流企业物流信息系统可帮助企业实现物流信息的实时监控，并及时完成产品和原材料的供应，保证生产效果，为企业带来显著效益。

ﻪﻭ３.2 能够准确标识物品ﻪﻭ无线射频识别(RＦID)技术是物联网技术的核心,它由阅读器、电子标签、应用软件系统组成。

电子标签是商品的唯一标识,通过它可以对任何物品进行监控，并共享物品细节信息。

通过电子标签可在授权范围内对供应链各环节的成员进行商品信息共享,为信息管理环节带来了方便。

企业可以通过物联网准确跟踪货物在流通途中的信息并实时采集物品信息返回给物流系统,从而可使物流企业
3．3 能使物流信息系统获取根据返回的信息及时作出反应。

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全面的信息
ﻪ由于物联网技术具有可追溯性,因此利用物联网技术参与物流活动能够充分掌握货物的信息。

基于物联网的物流信息系统能充分了解商品的信息。

全面获取物品信息是解决物流信息系统信息不完整或不准确问题的有效途径。

ﻪﻭ３.4 使物流信息系统具有实时获取信息的能力。

ﻪﻭ物品在运输途中会出现各种状况,传统的物流管理模式在监控方面很不到位。

通过使用基于物联网的物流信息系统，物流企业可以有效克服传统信息采集方式的缺点,降低信息传播时延，能实时、准确地把流通中的物品信息传
4结语到网络数据库中，在很大程度上保障了物品的安全。

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ﻪﻭ通过多方面的分析,可以看出基于物联网的物流信息系统在功能上比当前的物流信息系统有了很大进步,基于物联网的物流信息系统能够让企业实时掌握在物流途中物品的信息及该物品在
ﻭ [1]王燕．基于市场中的供求信息,从而更好的促进企业发展。

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物联网的现代企业物流信息系统的设计与应用［Ｊ］.软件导刊,２０12,11（8):70-71．ﻪﻭ［２］杨永清，潘红.基于物联网的物流管理信息系统再造策略探讨［Ｊ］.计算机与现代化，2０１１(1２):18２－184.ﻪﻭ[3］邢智毅．基于物联网技术的物流企业信息系统集成[Ｊ].计算机光盘软件与应用,２0１2(15）:3１－３2．ﻭ
ﻭﻪﻭ
基于物联网制造企业电能综合监控系统-
摘要:能源监控是制造企业实施生产精益化与智能制造的重要内容。

针对稀有金属加工制造企业生产与装备特点，研究基于物联网的企业电能综合监控系统，提出系统物联网架构和系统软件构成,采用电能计量表、智能网关与网络摄像机进行电能数据和状态信息采集,以太网、光纤环网组成传输网络；运用BP神经网络构建电能预测模型，设计AＤO组件进行数据交换与处理。

该系统实现了制造企业电能计量与统计分析、电能预测平衡监控、用电负荷与节能优化运行,提高企业电能有效利用和能源综合监控水平,具有典型的应用价值。

ﻭ关键词: 制造企业；物联网;电能监控；电能预测模型
ﻪ中图分类号: ＴN9２6?３４；TP２77; TＦ3５5 文献标识码： A 文章编号:1004?３73X(201６)1６?015９？０4 ﻭAｂs ｔract：Ｔheｅnｅrｇy ｍoｎｉtｏｒing is an impoｒtanｔc ｏｎtent to ｉｍｐlｅmeｎtｔhe lｅan ｐrｏdｕctiｏｎaｎd inｔｅlligenｔｍanufaｃturｉｎg oｆtheｍａnｕfactｕrin ｇenterpｒiｓes. Aimingａt theｃhaｒactｅrisｔics ｏf p ｒｏducｔｉoｎａnd eqｕipment oｆthe ｒarｅmeｔａｌs prｏceｓsｉng aｎｄｍａnuｆａｃtｕrｉng eｎterpｒiｓｅs, t ｈe ｅntｅrｐriｓes’elｅｃtrｉc enｅｒgy iｎtegｒａted moni ｔｏrｉng ｓyｓtem ｂａsｅｄｏn Intｅrnet oｆＴhings (ＩOT) is reseaｒｃhed．Ｔhe IＯT?based system ａrｃhitecｔure anｄsｏfｔｗare coｍpｏsiｔiｏｎaｒe proposeｄ．Thｅelectricｅｎerｇy mｅtｅｒ, intelｌigｅnｔgａtewａy and nｅtｗork ｃamｅｒa arｅused to collecｔtｈｅelｅｃtｒｉc eneｒgy daｔa and stａtus ｉｎfｏrmａｔioｎ.TｈｅEtｈｅrｎｅt anｄoｐｔｉcａlｆibｅr riｎｇｎｅｔwork are adoptedｔｏfoｒｍｔhe tｒansmission netwｏｒk. The BP neural neｔwoｒk is useｄｔo construcｔthｅｅｌｅｃtric eｎergy ｐredictiｏｎmodel．The AＤO coｍpoｎenｔwas d ｅsｉgｎeｄto ｐerfoｒm data ｅxchａnge aｎd pｒoｃessinｇ．Ｔhｅｓystｅm cａn reaｌizｅthe ｅlｅｃｔｒic ｅｎｅrｇy mｅteｒinｇaｎd stａtistｉcal aｎaｌysis, ｂalａｎｃe moｎｉtｏｒing ｏｆｅlecｔrｉc power forecaｓｔ, aｎd e ｌｅctrical loaｄanｄenergy sａving opｔimal operaｔioｎof the manufaｃturiｎg ｅnｔeｒprises，ｉｍprove the ｅntｅrprise’s electrｉｃeｎｅrgｙeffｅctivｅｕtｉｌiｚaｔｉon a
ｎdｅnergy compｒｅheｎsive moｎitorｉng level，aｎd ｈaｓ a tyｐiｃal aｐｐｌｉcation value．ﻪﻭＫｅyｗｏrｄs: mａｎufａcturinｇenｔｅrｐrｉｓe:Inteｒｎｅt of Thiｎgｓ:ｅlectｒｉｃenｅrｇｙmｏnitorｉnｇ;eleｃtric ｅnergy prediｃtｉｏｎmodeｌ
ﻪ0 引言
ﻪ随着“工业４.0”与“中国制造2025”快速推广,智能制造已成为制造加工企业升级的关键。

基于物联网[１？2］大数据的生产制造精益化,制造加工企业通过收集生产过程的实时数据，对生产设备诊断、质量控制、用电量、能源消耗等进行分析、预测与优化。

制造企业的能源监测与管控系统已成为当前技术热点,Sw ｏrds等人开发了基于电能建模软件与企业业务数据库集成的能源信息系统[３],田丰研究了全集成自动化的能耗监控管理系统［４］,文献[5?6]研究了钢铁企业能源管理系统及能耗预测模型。

稀有金属制造加工企业是耗能大户,以电能消耗为主，电能费用在生产成本中占极大比重［7],电能综合监控系统研究鲜见报道[8］。

ﻪﻭ结合西部超导材料科技有限公司生产及装备特点，研究基于物联网的企业电能综合监控系统,提出系统物联网构架和系统软件构成,通过以太网和光纤环网构建传输网络，实时采集现场电能数据和设备状态信息，运用BP神经网络构建电能预测模型,实现制造企业生产过程实时电能监控、动态统计分析与综合管理。

ﻪ1 电能综合监控系统构成ﻪﻭ西部超导材料科技有限公司是稀有金属材料制造加工企业,下辖熔铸、锻造、棒线丝材及设备动力等分厂，按照生产工序分布在公司不同位置,主要用能设备有选布料机、大型油压机、真空自耗电弧炉、电加热炉、锻造
机、精锻机、冷热轧机、滚模拉丝机等,能源监控以生产动力部为中心。

ﻪﻭ结合企业生产工艺过程分散、电能消耗以主体设备为主的特点,构建企业电能综合监控系统物联网架构,系统构成如图1所示。

ﻪ(1) 电能数据采集层。

电能计量表采用威胜DＴSD34１，实时采集主要用能设备和关键部位电能数据,通过智能网关威胜WＥGW？1000S集中各电能计量表数据;网络摄像机采用海康威视DS?２CD892PＦ采集关键部位和重点设备视频图像信息。

(2) 网络传输层。

采用以太网线、光纤为传输介质,光纤收发器ＨTB?4１０0A/B、千兆工业以太网交换机TＰ?ＬINK TＬ？ＳＧ1０08构成数据传输网络。

ﻪ（3）管理决策层。

管理决策以生产动力部为中心,数据库服务器选配联想ＴS?540，视频服务器选配海康威视ＩDＳ?600２ＨF，电能监控主机与Web服务器选用研华IPC?610Ｈ,视频监控主机选用联想Ｔ490０，同时配备大屏显示器，实现电能数据统计分析、远程监视监控以及综合管理等功能。

ﻭ2电能综合监控系统功能设计
ﻪ2．１系统功能组成ﻭ电能综合监控系统基于Ｂ／S结构，采用模块化设计软件功能，包括基础信息管理、数据采集与通信、监视监控以及统计分析４大功能模块，系统功能组成如图2所2．2 系统功能概述
示。

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ﻪ(１) 基础信息管理。

用能单位管理进行用能单位、用能设备、位置、性质建立档案与动态数据库；用户管理实现系统使用者的注册、添加与删除、权限设置以及密码修改等功能;系统信息维护是管理员进行系统运行参数配置、用能单位和用户数据修改与删除、用户权限分配与修改等功能。

（２) 数据采集与通信。

电能计量数据采集实现电流、电压、电能等数据的实时计量；用能与计量设备实现用能与计量设备运行状态数据采集和录入,重点用能设备工作时，计量设备属性、特性及检修计划等记录、查询和统计；网络通信管理实现系统通信方式选择、参数配置、故障检测、报警等功能。

ﻪ(3）电能监视监控。

电能与设备远程监控实现主要设备电能负荷、设备状态、工序生产状况实时监视监控和远程调度控制;电能预测平衡监控利用企业电能预测模型进行生产过程电能需求、优化排产、电能避峰填谷动态监控。

用电负荷控制与优化运行根据负荷分布图自动合理分配负荷消耗,优化生产设备、运行时段和用电降峰控制。

ﻪﻭ（４) 电能统计分析。

电能统计分析实现同一时间不同用能单位和用能设备、不同时段同一用能单位和用能设备的电能数据统计与趋势分析,公司总电能量、重点设备电能量统计与分析；节能效果分析提供公司、用能单位、重点用能设备节能同比、环比以及趋势分析,提供节能措施指导与建议;电能实际考核提供用能单位、重点设备生产和辅助电能消量，按日、月、年成本核算和考核；电能报表、图表管理提供公司、用能单位、重点用能设备电能量报表、柱状图、饼状图、曲线图
3电能综合监控系显示，以及动态实时记录、查询和统计。

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统的实现
ﻪ3.1 系统软件构架设计ﻭ采用力控ForceControl V7.０组态软件作为开发平台,开发数据采集驱动与上位通信协议驱动,现场电能数据通过网关数据库输入力控实时数据库，通过设计的ADO组件与SQＬServｅr关系数据库连接,实现数据的转存、分析及关系数据库的控制。

电能预测模型调用关系数据库的历史数据和实时数据库的实时数据进行企业生产电能预测，现场图像
视频通过视频监控软件输入视频数据库存储、分析,通过视频控件与力控平台软件连接，并实时嵌入到监控中。

在力控组态软件上开发了多用户人机界面,软件采用B/S模式实现多用户发布与远程操作，以及与公司EＲＰ和OＡ系统联网。

电能综合监控系统软件构架,如图3所示。

ﻪﻭ３.2企业电能预测ﻪﻭ（1）电能预测模型的建立。

采用BP神经网络算法[９］构建企业产量与电能量关系的电能预测模型。

确定该企业影响产量与电能关系的因子为:月份，上月计划生产量,上月实际生产量,上月计划电能量,上月实际电能量,本月计划生产量,本月实际生产量，本月计划电能量，本月实际电能量，下月计划生产量；下月电能预测量作为输出信息节点;采用试凑法[10］确定隐含层节点个数为5,利用201
(2）预测结果３―2014年数据对电能预测模型进行训练。

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分析。

以20１5年各月的输入层信息节点数据作为电能预测模型检测样本，对1~12月企业实际电能量与模型预测电能量进行验证及分析［11],实际电能量与预测电能量结果对比,如表１和图5所示。

ﻪﻭ由表1和图５可知，预测量最小相对误差为1．02%,最大相对误差为４.6３%,BＰ神经网络模型对2015年企业用电能量的预测量与实际用电能量基本吻合。

ﻪ3．３数据交换与处理
ﻪ智能网关与电能计量表之间数据采集遵循DＬT/64５?２0０７通信规约。

智能网关与力控组态软件平台之间数据交换采用双主站模式，且遵循ＭｏdBus(TＣＰ／IP）及住建部导则两类通信协议,系统数据交换与处理方式，如图6所示。

ﻭ通过ADO组件建立力控实时数据库与SQL Sｅｒvｅr关系数据库连接,实现两数据库间数据交换,并进行创建或修改数据表以及更新、删除、添加数据等操作。

执行预先编写好的数据分类、处理等SＱ
L语句,进行数据库与后台数据处理，完成电能数据统计和分析。

ﻪﻭ4结论ﻪﻭ基于物联网的企业电能综合监控系统在西部超导材料有限公司已投入运行,实际运行结果表明:提出的企业电能综合监控系统物联网架构和软件系统构架能够实现制造加工企业生产过程电能计量、监控、统计、分析;采用BＰ神经网络算法构建企业电能预测模型,对企业生产过程电能负荷需求与分配、优化排产、电能避峰填谷动态监控，实现企业生产、设备与节能优化运行;该系统可与企业ERＰ管理系统、ＯＡ办公系统无缝集成和协调工作，可进一步提高企业电能整体利用效率,有效提高能源综合管理水平,实现生产过程精益化与智能制造，具有一定的理论和应用价值。

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