利用連線物流徹底掌控您的供應鏈狀態

September 6, 2017 Rich Nass

資產追蹤是物流廠商的一大問題。 根據近期一份報告指出,每年有高達 600 億美金的貨品遺失,且有百分之三十的商品受損傷或延誤。

所幸,感測器技術與物聯網通訊的進步即將改變此處境。 當感測器越來越便宜、連線越來越普及,物流公司將能夠即時追蹤包裹。 不僅如此,他們還能監控小至個別包裹的掉落、損毀和震動等事件,以及如溫度、濕度和氣壓等環境狀況(圖 1)。

圖 1. 感測器技術的進步能夠讓物流公司追蹤個別包裹狀態。 (資料來源:Honeywell)

物聯網物流的決策時刻

但是在物流服務導入物聯網技術並非一帆風順。 例如,所需的感測器數量即可能因高昂成本而無法實用化。 無線感測器的電池續航力管理亦是一大難題。

連線則是又另一個問題。 短距離通訊則相對簡單,且已有 Wi-Fi、ZigBee 或近期發表的 Bluetooth Mesh 規格等各種選擇。 這些技術均因為已於消費市場普及而有規模經濟,因此成本一般而言並不昂貴。 其普及度也讓熟悉技術的開發人員相對容易找到。

長距離通訊技術問題就較為複雜。 首先,選擇本身即有限。 物流產業廣域行動通訊傳統上以行動數據網路為主,因為它是經過考驗的技術,服務品質亦相當可靠。 但是行動數據網路的涵蓋範圍和成本卻可能不盡完美。 長程的物流路線可能穿越行動數據網路服務涵蓋率低或完全未涵蓋的區域。 同時,北美州 2G 網路關閉也迫使物流產業導入較為昂貴的 4G LTE 晶片組(圖 2)。

圖 2. 在美國西部有許多地區的手機訊號涵蓋率極低或完全不存在。 (資料來源:OpenSignal)

其他替代選擇也已經出現,如 LoRa 和 Sigfox 等低功耗廣域網路 (LPWAN) 標準。 由於此類解決方案常使用未經授權的 1 GHz 以下頻段,因此其成本與複雜度均相當低,但同時所提供的頻寬也同樣偏低。

若是無需穩定即時更新或無需詳細監控的應用,LPWAN 技術是個優秀的選擇。 但是若有需要,則 LPWAN 缺乏了深入追蹤並監控資產所需的服務品質和輸送量。

比單獨近距離或單獨遠距離連線更具挑戰性的,則是兩者均需要的物流服務。

降低成本

在感測器成本方面,物聯網產業有一個新興的解決方案,稱為「感測器標籤」。感測器標籤是成本低廉的監控裝置,可用於追蹤個別包裹的重要資訊,讓物流業者能夠監控如位置、衝撞、震動、傾斜、破損、溫度、壓力和濕度等資訊。

例如 HoneywellConnected Freight Solution 即包含提供監測器標籤技術,以低廉價格排除進入障礙,即使是低價值貨品亦可同樣運用。 Honeywell Connected Freight Solution 感測器標籤尺寸小巧(100 公釐 x 63 公釐 x 10 公釐)且可資源回收,卻相當耐用,能夠承受嚴酷的運送環境,包括 -20°C 至 60°C 溫度範圍及符合 MIL-STD-810 標準的耐衝擊與耐震性能。 這些感測器標籤使用可更換的鈕扣型鋰電池,最長可持續供電 60 日。

在近距離通訊方面,Honeywell Connected Freight Solution 感測器標籤使用 IEEE 802.15.4 無線感測器網路 (WSN) 通訊協定,可讓感測器間互相通訊,也可與閘道及中樞器通訊,僅耗用最低限度的電力。

在骨幹通訊方面,感測器標籤透過 Honeywell* Smart Edge Mobile 閘道進行通訊,此閘道配備 3G 行動數據網路、Wi-Fi、Bluetooth Low Energy (BLE) 及 GPS 等技術。

除了為 Honeywell* Command Control Center 等管理平台或私有雲端提供連線能力之外,Honeywell* Smart Edge Mobile 閘道亦提供運算處理能力可於本機執行感測器資料分析。 此功能帶來雙重效益;因為當感測器狀態保持不變時,閘道無需反覆經由行動數據網路連線傳輸資料而能節省支出,同時也能夠傳送預測式警示。

例如,若貨櫃的溫度意外開始攀升,則可透過行動數據網路連線傳送警示至雲端管理儀表板。 若無行動數據網路連線可用,則可透過 Wi-Fi 或 Bluetooth 通知駕駛員或其他當地物流人員,以立即採取行動。

開放性的基礎實現可擴充的物聯網物流

Honeywell 的 Connected Freight Solution 是以 Intel® Connected Logistics Platform 為基礎,而這套物聯網開發架構則是以可擴充的 Intel® 處理器及開放式雲端 API 和連線元件為基礎(圖 3)。

圖 3.  Intel® Connected Logistics Platform 對應物聯網物流部署所有層面。 (資料來源:Intel)

Intel® Connected Logistics Platform 倚重於 Open Connectivity Foundation (OCF) 所提供互通性機制。 (Intel 與 Honeywell 均為 OCF 會員。)

OCF 的 IoTivity 規格是一套開放原始碼軟體實作,提供無縫接軌的裝置對裝置連線功能,不受限於外型規格、作業系統、服務提供者、運輸技術或價值鏈體系(圖 4)。

圖 4. IoTivity 讓連線的物流系統能夠無縫接軌整合於其他物聯網元件。 (資料來源:Open Connectivity Foundation [OCF])

IoTivity 提供一組不限於特定產業的 API,簡化連線物流系統與其他企業或營運元件整合的作業。 如此可確保運輸和物流廠商均能夠隨業務需求或通訊技術特性的變化而調整系統投資規模,保障投資價值,不受限於現今的設計決策。

物盡其流

未來物流系統的目標是讓連線運輸途中所收集的資料應用範圍能夠超越單純的追蹤及本文所探討的功能。 有了更佳分析能力,製造商與物流廠商就能夠做出更優質、更有根據的業務決策,例如隨需求變化而重新分配物流路徑,或攔截受損的貨品。

由於能夠分析數千件貨品的資料,因此 Honeywell 等物流服務提供者將能夠預測並迴避可能損傷貨品或延誤運輸的路線,進而建立更可靠的配送網路。

作者簡介

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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