基于智能集裝箱系統(tǒng)海運供應(yīng)鏈

1、基于智能集裝箱系統(tǒng)海運供應(yīng)鏈    摘要集裝箱運輸是世界貨物最重要的運輸方式，但現(xiàn)存以集裝箱運輸為基礎(chǔ)的海運供應(yīng)鏈的智能化程度不足，難以滿足安全性的要求。集裝箱系統(tǒng)的智能化趨勢給解決這一難題提供了很好的契機。本文在介紹智能集裝箱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上分析了智能集裝箱系統(tǒng)給海運供應(yīng)鏈帶來的變革，得出結(jié)論：RFID技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)和人力管理是構(gòu)成智能集裝箱系統(tǒng)的關(guān)鍵要素；智能集裝箱系統(tǒng)帶來的變革可以體現(xiàn)在物流成本的降低和對供應(yīng)鏈各節(jié)點及參與者帶來的利益。最后，本文提出了幾點建議，希望智能集裝箱系統(tǒng)能更快得到接受和認(rèn)可，廣泛應(yīng)用于海運供應(yīng)鏈之中，推動海運供應(yīng)鏈的進一步發(fā)展

2、和完善。 關(guān)鍵詞智能集裝箱  海運供應(yīng)鏈 1. 現(xiàn)存海運供應(yīng)鏈的缺陷近年來，集裝箱運輸不斷發(fā)展完善，并發(fā)揮自身的優(yōu)勢成為世界貨物運輸最主要的方式。根據(jù)海關(guān)的統(tǒng)計信息，世界上90%的貨物以集裝箱運輸，在美國，差不多一半的進口貨物（按價值計算）使用集裝箱船運抵的。每年約有700萬TEU的集裝箱貨物在美國港口卸貨。但是，隨著世界海運供應(yīng)鏈的發(fā)展，對貨物運輸?shù)膶崟r性、可控性和安全性的要求越來越高，現(xiàn)有集裝箱運輸系統(tǒng)存在的缺陷，如無法實現(xiàn)實時作業(yè)，無法隨時獲知貨物的情況，無法隨時確定集裝箱在整條供應(yīng)鏈中所處的位置等，也越來越多地制約了世界海運供應(yīng)鏈的發(fā)展。1.1 海運供應(yīng)鏈的智能化程度低目前海

3、運供應(yīng)鏈的智能化程度較低，難以滿足企業(yè)的需求。在過去的幾年間，企業(yè)對集裝箱系統(tǒng)智能化升級的興趣明顯增加，據(jù)世界最大的管理咨詢公司A.T.Kearney預(yù)計，在未來三年，最大的進出口商會逐步要求貨運代理和發(fā)貨人在遠(yuǎn)洋航運中應(yīng)用智能集裝箱系統(tǒng)追蹤貨物。A.T.Kearney公司的報告中指出：“雖然現(xiàn)在仍在推廣RFID技術(shù)（即射頻識別技術(shù)）認(rèn)知的階段，但眾訪問對象都認(rèn)為大規(guī)模地應(yīng)用智能集裝箱可在一至三年內(nèi)實現(xiàn)?！边@表明推動海運供應(yīng)鏈智能化升級的關(guān)鍵在于RFID技術(shù)的有效應(yīng)用。1.2 缺乏RFID技術(shù)的有效支持要想提高物流供應(yīng)鏈管理的效益，就必須使供應(yīng)鏈上的成員及時獲得其他成員和各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)上的運行信息

4、，而信息的共享不足就會發(fā)生供應(yīng)鏈的斷裂和效率低下。目前的海運供應(yīng)鏈缺乏RFID技術(shù)的有效支持，導(dǎo)致業(yè)務(wù)運行的自動化程度不足，供應(yīng)鏈管理效率低下。如果使用RFID技術(shù)，給集裝箱加裝電子標(biāo)簽鎖，令集裝箱經(jīng)過碼頭、稱重站和其它各停留點時將被記錄，發(fā)貨人與供應(yīng)鏈其他伙伴都能對集裝箱的位置和狀態(tài)一清二楚。更重要的是， RFID技術(shù)能夠同時掃描整個集裝箱，減少了檢查和重新包裝中的人力成本，極大地提升了工作效率。根據(jù)美國斯坦福大學(xué)專家估計，這樣的智能集裝箱有助減少庫存量、降低行政費用和防盜，平均一個集裝箱就能節(jié)省2，000美元的物流成本。 2智能集裝箱系統(tǒng)簡介如上所述，現(xiàn)存的海運供應(yīng)鏈系統(tǒng)存在明顯的缺陷，無

5、法滿足世界運輸界對集裝箱運輸?shù)陌踩匀找嬖龈叩囊蟆＜b箱的智能化為這一現(xiàn)狀提供了很好的契機，基于智能集裝箱系統(tǒng)的海運供應(yīng)鏈成為新的發(fā)展趨勢。2.1智能集裝箱概念所謂“智能集裝箱”通常是在設(shè)備的外部和內(nèi)部均使用或者加裝多個主動RFID產(chǎn)品，包括一張電子封條，一張傳感器封條，這些標(biāo)簽可以貼在運輸貨物的集裝箱上，而這些標(biāo)簽?zāi)軌螂S時將集裝箱的一些關(guān)鍵信息如位置、安全狀況、燈光、溫度和濕度的變化傳送給讀取器網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人管理當(dāng)?shù)刈x取器網(wǎng)絡(luò)，收集、過濾獲得RFID的信息，并將有效信息輸送到TSS系統(tǒng)（Transportation Security System，交通安全信息系統(tǒng)）。發(fā)貨人通過TSS系統(tǒng)

6、，不用開箱就可以實現(xiàn)貨物的追蹤，了解貨物的及時方位，狀態(tài)和安全狀況。2.2構(gòu)成智能集裝箱的關(guān)鍵技術(shù)2.2.1 RFID技術(shù)RFID技術(shù)的原理非常簡單，從上述智能集裝箱的概念中可窺見一斑。在具體應(yīng)用中，RFID技術(shù)系統(tǒng)包括TSS系統(tǒng)(Transportation  Security  System，即交通安全管理系統(tǒng))的導(dǎo)入、RFID無線射頻硬件建置以及由某單位提供集裝箱現(xiàn)場作業(yè)信息轉(zhuǎn)換成TSS系統(tǒng)對外接口信息等三部分及其整合。RFID技術(shù)可以檢測的相關(guān)信息有： 安全性信息：是否載有爆炸性物質(zhì)，核物質(zhì)，放射性物質(zhì)，化學(xué)物質(zhì)等危險性貨物，是否有人藏匿，是否存在非法開箱行為； 運

7、輸信息：集裝箱箱門開、關(guān)狀態(tài)，集裝箱是否滿載、部分裝載或者空箱，集裝箱的位置； 設(shè)備信息：電池狀態(tài)，集裝箱自身狀態(tài)及集裝箱安全設(shè)備的狀態(tài)。2.2.2 衛(wèi)星技術(shù)一般來說，有兩種廣義的GPRS（全球定位通信）衛(wèi)星系統(tǒng)，即低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)和高軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。低軌道衛(wèi)星和高軌道衛(wèi)星都可以跟蹤和確認(rèn)集裝箱在供應(yīng)鏈中的位置，但低軌道衛(wèi)星的優(yōu)勢在于它可以以與調(diào)頻信號類似的頻率低成本的傳送窄帶數(shù)據(jù)，并傳送聲音和圖像信號。最關(guān)鍵的是，低軌道衛(wèi)星提供的接收盲點較少，并可以使用不可見的天線，在全球反恐的大局勢下，這對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的安全性更有利。高軌道衛(wèi)星的缺陷在于接收盲點較多，及安裝在運輸工具上的天線是可見的?？梢姷奶炀€

8、似無大礙，但是卻給那些想要劫持破壞集裝箱的非法分子提供了可乘之機。衛(wèi)星技術(shù)只能幫助確定集裝箱在供應(yīng)鏈中所處的位置，無法探測到集裝箱的具體狀況。所以，只有將RFID技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)有效結(jié)合，才能真正增強全球供應(yīng)鏈的安全性，才能真正體現(xiàn)智能集裝箱系統(tǒng)的“智能性”。2.2.3 人力因素通常人們總是過多的關(guān)注于高新技術(shù)的應(yīng)用，而忽略了人力在智能集裝箱系統(tǒng)中的重要地位和作用。沒有人力的有效操作，只使用RFID和衛(wèi)星技術(shù)的智能集裝箱系統(tǒng)是缺乏完整性和可控性的。對于一個智能集裝箱系統(tǒng)來說，在集裝箱運輸?shù)钠疬\點須有現(xiàn)場負(fù)責(zé)人檢查集裝箱所載貨物的情況，確定艙單的準(zhǔn)確性，并啟動RFID和衛(wèi)星技術(shù)系統(tǒng)，最后監(jiān)督集

9、裝箱的封裝。同樣地，在集裝箱運輸?shù)哪康牡匾惨邢鄳?yīng)的現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，雙方必須通力合作完成智能集裝箱系統(tǒng)中的監(jiān)控工作和安全作業(yè)。智能集裝箱系統(tǒng)通常存在一個RFID技術(shù)的激活密碼，負(fù)載了艙單信息和其它如使用系統(tǒng)的終端代理的身份確認(rèn)等信息。這個安全電子密碼是用來從公司的物流系統(tǒng)向集裝箱安全設(shè)備傳送和輸入有用信息的。因此，負(fù)責(zé)鍵入這個電子密碼以激活系統(tǒng)的人員也是智能集裝箱系統(tǒng)中不可或缺的要素。2.3 智能集裝箱系統(tǒng)的作業(yè)流程智能集裝箱系統(tǒng)目前還沒有真正的廣泛應(yīng)用，如想在海運行業(yè)內(nèi)推廣，還要進行現(xiàn)有系統(tǒng)集裝箱改造，新設(shè)備加裝，智能集裝箱投入使用，技術(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等很多步驟的努力?，F(xiàn)僅以在Door-to-Door

10、(門到門)運輸模式下，對現(xiàn)有系統(tǒng)加裝RFID設(shè)備的簡單模式為例，說明智能集裝箱系統(tǒng)的作業(yè)流程(參見圖1)： 圖一  智能集裝箱系統(tǒng)的作業(yè)流程 發(fā)貨人端在發(fā)貨人端，出口集裝箱裝箱完成作業(yè)后，須在集裝箱上加裝RFID 電子標(biāo)簽并以手持終端機啟動RFID電子標(biāo)簽（參見圖2），再由集裝箱運輸公司將集裝箱運往碼頭集裝箱堆場。 集裝箱裝船港待集裝箱進入港口后，系統(tǒng)透過RFID讀取器實時紀(jì)錄集裝箱到達的時間與集裝箱的安全狀態(tài)，并實時將信息以GPRS傳輸方式傳送至TSS系統(tǒng)。同時，必須通過網(wǎng)絡(luò)登錄事先預(yù)設(shè)的賬戶，并在TSS 系統(tǒng)上維護測試集裝箱的艙單資料。集裝箱進場信息經(jīng)過碼頭集裝箱場的港

11、口管理系統(tǒng)確認(rèn)后，集裝箱場的集裝箱監(jiān)控作業(yè)就開始由RFID 監(jiān)控讀取器進行全程監(jiān)控。當(dāng)集裝箱開始裝船作業(yè)時，架設(shè)在船邊的龍門起重機上的RFID讀取器記載集裝箱裝船作業(yè)的時間，同時確認(rèn)該集裝箱的安全狀態(tài)，確保裝船的集裝箱為安全狀態(tài)，之后集裝箱船即經(jīng)海運路線駛往目的港。       圖2 電子標(biāo)簽鎖 集裝箱卸船港集裝箱船進港?？看a頭后，經(jīng)由卸貨用龍門起重機將集裝箱調(diào)至集裝箱場后，由現(xiàn)場的安全作業(yè)人員，以手持終端機取得集裝箱到港的信息。 收貨人端在Door-to-Door運輸模式下，集裝箱被直接運送到當(dāng)?shù)厥肇浫怂谖恢?。收貨人在收到集裝箱之

12、后，直接剪斷電子標(biāo)簽的插拴，完成集裝箱的安全的旅程。3. 智能集裝箱系統(tǒng)給海運供應(yīng)鏈帶來的變革智能集裝箱系統(tǒng)給海運供應(yīng)鏈帶來的變革是全面的具體的。舉個例子來說，如果入侵者試圖割破或鉆破集裝箱旁邊的鐵板，行動過程中所產(chǎn)生的光線和震動，會觸發(fā)集裝箱內(nèi)的感應(yīng)器，他們會將有關(guān)可能入侵信息，通過互聯(lián)網(wǎng)或是其他途徑發(fā)布示警。在將來，加上額外的感應(yīng)器，這些智能集裝箱還可以感應(yīng)化學(xué)品、輻射、或是爆炸品所殘留的痕跡。下面我們從成本收益的角度來分析一下智能集裝箱系統(tǒng)可能為海運供應(yīng)鏈帶來的變革。3.1 引入RFID技術(shù)的智能集裝箱帶來的收益A.T.Kearney公司針對全球25家最大的進口商和出口商（包括消費品、化

13、工產(chǎn)品、自動化和高科技產(chǎn)品）的物流代理進行了一次廣泛的調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明海運供應(yīng)鏈面臨的最大問題是集裝箱安全和庫存管理，并且特別指出了對于全球集裝箱運輸?shù)墓?yīng)鏈的及時與安全性，RFID技術(shù)已經(jīng)超出了簡單的自動損害指示問題，還具備其他很多優(yōu)點：如降低庫存量；減少缺貨；減少訂貨與交貨期差異；提高生產(chǎn)正常運行時間；降低管理費用和成本；防止偷盜；防止集裝箱丟失等等。除了A.T.Kearney的調(diào)查，其他報告同樣也指出了將RFID技術(shù)用于集裝箱所能帶來的巨大收益。例如，世界最大的商務(wù)咨詢和系統(tǒng)集成公司BearingPoint公司代表美國貿(mào)易和發(fā)展協(xié)會，去年分析了使用Savi科技公司提供的RFID技術(shù)進行

14、曼谷和西雅圖之間集裝箱運輸?shù)捻椖?，發(fā)現(xiàn)通過RFID方案，能夠降低海關(guān)手續(xù)費用，提高運送的效率，降低庫存和偷盜等。另外，斯坦福大學(xué)的研究也表明使用Savi科技公司的RFID集裝箱解決方案能為貨運人帶來收益，平均每次集裝箱運輸?shù)氖找鏋?00到1800美元。3.2 智能集裝箱系統(tǒng)為海運供應(yīng)鏈帶來的變革集裝箱智能化所帶來的變革，可以體現(xiàn)在海運供應(yīng)鏈的所有節(jié)點上，為所有供應(yīng)鏈的參與者帶來更多的收益。對于供應(yīng)鏈中的貨主、托運人和承運人來說，他們不用支付比現(xiàn)存集裝箱系統(tǒng)更多的運輸成本，就可以隨時獲知貨物情況，享受智能集裝箱系統(tǒng)帶來的安全性和及時性等方面的變革；對于供應(yīng)鏈上的港口和貨運站來說，智能集裝箱系統(tǒng)的

15、使用可以減少人力雇傭，進而節(jié)約大量的人力成本，并同時節(jié)約大量的港口和貨運站監(jiān)控成本；而對于供應(yīng)鏈的隱性參與者保險公司來說，智能集裝箱所帶來的供應(yīng)鏈安全性和可視性的改善減少了他們的后顧之憂，進而保險公司可以承諾給使用智能集裝箱系統(tǒng)的承保者25%左右的保費折扣或降低保費，并有潛在的能力為現(xiàn)在不提供擔(dān)保的危險或貴重貨物提供承保，這樣也間接提高了保險公司的收益。 4. 推動智能集裝箱系統(tǒng)發(fā)展的政策和建議4.1政府實行強制推動因為海運供應(yīng)鏈中有很多參與者，不少都會互相推卸責(zé)任，不會自行在自己的供應(yīng)鏈中使用集裝箱追蹤科技。因此，政府部門的強制性要求，在某種程度上起著關(guān)鍵的推動作用。我國商業(yè)司長杜紫軍表示，

16、“911”事件后，歐美等國對?？者\安全非常重視，各國都已進行RFID技術(shù)導(dǎo)入海運安全上，我國也應(yīng)積極和國際接軌。未來旅客、行李不但可快速通關(guān)；運用RFID技術(shù)的智能集裝箱也可以在自由貿(mào)易港區(qū)和海關(guān)間通行無阻。有了政府部門的強制性推動，輔以有關(guān)政策的制定和實施標(biāo)準(zhǔn)的推行，智能集裝箱系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用指日可待。4.2 推行統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前制約RFID發(fā)展的最大障礙就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。全球現(xiàn)有117個針對數(shù)據(jù)交換的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)議過多泛濫，導(dǎo)致術(shù)語不統(tǒng)一，限制了標(biāo)準(zhǔn)在實踐中的完善。更重要的是，目前缺乏全球共同遵守的權(quán)威統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。RFID技術(shù)貫穿了集裝箱在海運供應(yīng)鏈中的整個流動過程，所以，集裝箱安全設(shè)備所涉及

17、到的RFID技術(shù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)必須適應(yīng)供應(yīng)鏈中的不同國家和地區(qū)的需要。沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，再完善的設(shè)備也難有用武之地。為了促進國際海運的發(fā)展，智能集裝箱系統(tǒng)的應(yīng)用是必然趨勢，因此RFID技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)化問題也應(yīng)盡快提到日程上來。這需要世界各地政府和海運組織的通力協(xié)作和共同努力。美國聯(lián)邦通信委員會已于2004年6月23日通過最終議案，同意改進無線電調(diào)頻系統(tǒng)以推進海運智能集裝箱的發(fā)展。與此同時，美國聯(lián)邦通信委員會采取措施增強了最大允許通信強度，并將無線發(fā)射頻率增加至433兆赫茲，以方便海運智能集裝箱的使用。4.3 加速技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣智能集裝箱系統(tǒng)的發(fā)展不僅與政府部門的強制性要求、實施標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)合作

18、、網(wǎng)絡(luò)完善等因素有關(guān)，也與RFID技術(shù)的不斷完善有關(guān)。目前需要克服的難題有，在港口環(huán)境如何快速讀取信息以及如何把適當(dāng)?shù)呢浳镄畔鬟f給用戶。只有能夠把貨物信息安全有效傳遞到終端用戶的公司，才能在智能集裝箱市場立腳，把準(zhǔn)確的海運信息存入企業(yè)管理系統(tǒng)也有著巨大的商業(yè)價值。這些難題隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展和完善將得到有效的解決。同時，我們必須清楚地認(rèn)識到：智能集裝箱系統(tǒng)能否廣泛地應(yīng)用到海運供應(yīng)鏈中，產(chǎn)業(yè)能不能接受是關(guān)鍵。所以，針對海運業(yè)的智能集裝箱系統(tǒng)的測試和實驗應(yīng)該加大力度進行。2005年1月，通用電氣的子公司通用電氣安全集團（GE Security）發(fā)布了一套針對集裝箱安全市場的電子系統(tǒng)，并和中集合作完成了第一次跨海運輸?shù)纳虡I(yè)測試。與此同時，GE正在全球范圍內(nèi)的港口安裝RFID讀寫器和軟件，竭力全力推廣智能集裝箱系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，力圖使這些技術(shù)成為集裝箱行業(yè)的一個新的標(biāo)準(zhǔn)。5結(jié)論將智能集裝箱系統(tǒng)應(yīng)用于海運供應(yīng)鏈系統(tǒng)，可以明顯改正現(xiàn)存海運供應(yīng)鏈的缺陷，提高供應(yīng)鏈管理的效率，給整條供應(yīng)鏈帶來顯著的效益。但是，因為技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣上的不足，智能集裝箱系統(tǒng)尚未得到廣泛的應(yīng)用