基于EPC物聯(lián)網(wǎng)的供應鏈管理系統(tǒng)研究

薛 穎 （西安財經(jīng)學院 信息學院，陜西 西安 710061）

物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的，但早在1995年比爾蓋茲就在他的 《未來之路》一書中描述了他的智能化豪宅，后被研究者稱為朦朧的 “物聯(lián)網(wǎng)”。經(jīng)過過去幾年的技術和市場的培育，物聯(lián)網(wǎng)即將進入高速發(fā)展期，它是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個全新的技術領域，同時也給各個行業(yè)帶來了了廣闊的新市場。

最早關于物聯(lián)網(wǎng)的定義是由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出，2005年國際電信聯(lián)盟 （ITU）發(fā)布了 《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了 “物聯(lián)網(wǎng)”的概念，指出無所不在的 “物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物品嵌入產(chǎn)品電子標簽后都可以實現(xiàn)因特網(wǎng)上的主動信息交換。與此同時射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用[1]。

有關 “物聯(lián)網(wǎng)”的定義至今沒有一個統(tǒng)一的表述，但研究者普遍認為物聯(lián)網(wǎng)就是將射頻識別設備、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等多種設備裝置通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來，從而實現(xiàn)對物體的智能化識別和管理。目的就是讓所有物品在任何時間、任何地點都可以進行遠程感知、跟蹤、定位、追溯、監(jiān)控和管理，在此基礎上實現(xiàn)人與人、物與物之間的互聯(lián)。

近年來，為應對日益激烈化的市場競爭，許多企業(yè)將實施供應鏈管理作為提升競爭力的主要手段。一些著名的企業(yè)在供應鏈管理實踐中取得的巨大成就，也使人們更加堅信供應鏈管理是企業(yè)適應全球競爭的一種有效途徑。然而，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)及其在全球范圍內(nèi)對每個物品跟蹤監(jiān)控的全新理念，將在根本上改變供應鏈流程和管理手段，為企業(yè)供應鏈管理的發(fā)展帶來新的機遇。因此，研究物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的供應鏈管理系統(tǒng)成為了一個重要課題。

1 物聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)目前還處于研究階段，關于物聯(lián)網(wǎng)技術的各項技術標準還不完善。各國當前在物聯(lián)網(wǎng)領域的研究基本同步。

物聯(lián)網(wǎng)的概念起源于美國，憑借強大的技術和經(jīng)濟實力，美國始終主導著全球信息技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并在物聯(lián)網(wǎng)的標準、技術、服務、應用等方面作出巨大貢獻，不斷推動全球物聯(lián)網(wǎng)向前發(fā)展。2009年奧巴馬就任總統(tǒng)后的首次美國工商業(yè)領袖圓桌會上，IBM CEO彭明盛首次提出 “智慧的地球”概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施，得到了奧巴馬總統(tǒng)的積極回應，并在隨后出臺的總額為7 870億美元的 《經(jīng)濟復蘇和再投資法》并加以具體落實。有分析稱，物聯(lián)網(wǎng)必將成為新的經(jīng)濟增長點。在所謂 “智慧的地球”這一概念中，物聯(lián)網(wǎng)是其重要的組成部分，它的主要思想就是把電子標簽、傳感設備等嵌入到各種物品中并通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起，同時使用超級計算機和云計算進行控制和管理，最終實現(xiàn) “物聯(lián)網(wǎng)＋互聯(lián)網(wǎng)＝智慧地球”的構想。

美國商業(yè)零售巨頭沃爾瑪從2005年起即要求排名前100位的供應商使用EPC系統(tǒng)管理物流過程，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)字，通過使用EPC系統(tǒng)沃爾瑪每年節(jié)約物流費用達到83.5億美元。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)可以對成本管理產(chǎn)生良好的效果。

對我國而言，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還具有特別的戰(zhàn)略意義。面對新型的物聯(lián)網(wǎng)，我國與其他國家都處于同一起跑線上，這無疑為我國擺脫發(fā)達國家在網(wǎng)絡技術上的壟斷提供了一次良機。2003年12月，國家標準化管理委員會會同科技部在北京召開了 “物流信息新技術聯(lián)席會議”。以此會議為契機，中國將有關物聯(lián)網(wǎng)的研究擺在了國家戰(zhàn)略的核心地位。2005年科技部制定 《中國射頻識別技術 （RFID）政策白皮書》，2007年無線電頻率主管部門頒布了我國RFID應用頻段。2009年11月科技部頒布了 《中國射頻識別技術藍皮書》，并設立 “863”項目 “RFID技術標準與制定”，開始制定相關技術標準。2009年11月3日，國務院總理溫家寶發(fā)表了題為 《讓科技引領中國可持續(xù)發(fā)展》的重要講話，在這次講話中。物聯(lián)網(wǎng)被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。要求 “著力突破傳感器、物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發(fā)，使信息網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)成為推動產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的發(fā)動機”。

2 物聯(lián)網(wǎng)的體系結構

由于目前各國沒有統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)技術標準，因此體系結構也不盡相同，但是大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有三個層次。一是感知層，即利用RFID、EPC、傳感器等隨時隨地獲取物體的信息；二是網(wǎng)絡層，通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是應用層，把感知層得到的信息進行處理，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實際應用。在整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構架中，編碼技術、標識、解析、信息服務、安全以及中間件技術協(xié)同各個層面以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的最終目標，如圖1所示。

圖1 EPC物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結構

通過圖1可以看出，借助于EPC編碼系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)不僅可以查詢到商品生產(chǎn)企業(yè)本身相關信息，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)的接入技術實現(xiàn)商品在供應鏈網(wǎng)絡中管理痕跡的查詢。這也正是物聯(lián)網(wǎng)能夠應用于供應鏈管理中的主要原因。

EPC系統(tǒng)由EPC編碼、EPC標簽和讀寫器、物聯(lián)網(wǎng)中間件、對象名稱服務 （ONS）、EPC信息服務器 （EPCIS）、實體標記語言PML等部分組成。EPC編碼是用來用來識別物品的特定代碼，它是通過統(tǒng)一標準實現(xiàn)的全球統(tǒng)一編碼。EPC標簽用來存儲編碼信息，一般嵌入物品之中或是貼在物品表面。讀寫器用來讀取編碼信息，由讀寫器將讀取的原始編碼信息傳遞給物聯(lián)網(wǎng)中間件進行過濾、計算、累計、重組等操作，然后報給企業(yè)應用程序系統(tǒng)。ONS的功能是進行物品對應信息的定位，實體標記語言使用來描述物品信息的語言。

3 基于EPC物聯(lián)網(wǎng)在供應鏈管理系統(tǒng)結構分析——以暢想物聯(lián)網(wǎng)供應鏈管理系統(tǒng)為例

在物聯(lián)網(wǎng)中，產(chǎn)品在生產(chǎn)完成時，貼上存儲有EPC碼的電子標簽，此后在產(chǎn)品的整個生命周期，該EPC碼成為產(chǎn)品的唯一標識。以此EPC編碼為索引能實時的在物聯(lián)網(wǎng)上查詢和更新產(chǎn)品的相關信息，也能以它為線索，在供應鏈各個流通環(huán)節(jié)對產(chǎn)品進行定位追蹤。EPC標簽具有可讀寫能力，對于供應鏈這種需要頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合尤為適用。它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)指令傳達的功能，不僅可以提高供應鏈系統(tǒng)的管理效率還能夠大大降低供應鏈中存在的 “牛鞭效應”。

暢想物聯(lián)網(wǎng)供應鏈管理系統(tǒng)根據(jù)供應鏈系統(tǒng)流程，結合先進的EPC編碼理念進行設計，系統(tǒng)主要由管理平臺、生產(chǎn)企業(yè)、倉儲企業(yè)、商場企業(yè)和企業(yè)中間件5大部分組成，不但實現(xiàn)了供應鏈的基本流程，還通過企業(yè)中間件的設計為所銜接系統(tǒng)之間的整合實現(xiàn)了編碼，進行了合理的數(shù)據(jù)處理，快速整合了各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)存儲，達到快速傳輸、快速處理的效果，并且在最后通過對相應數(shù)據(jù)的處理可以實現(xiàn)管理平臺、生產(chǎn)企業(yè)、倉儲企業(yè)、商場企業(yè)對產(chǎn)品的跟蹤和追溯，以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的最基本概念，如圖2所示。

圖2 暢想物聯(lián)網(wǎng)供應鏈管理系統(tǒng)

3.1 管理平臺。作為系統(tǒng)的核心，管理平臺要完成對企業(yè)所提交的數(shù)據(jù)進行審核，如企業(yè)編碼審核，產(chǎn)品編碼審核等；對產(chǎn)品編碼的管理，如企業(yè)編碼、產(chǎn)品編碼等，并且要通過管理平臺對下屬企業(yè)的生產(chǎn)情況進行控制和觀測；另外在生產(chǎn)企業(yè)、倉儲企業(yè)、運輸企業(yè)進行數(shù)據(jù)傳輸時管理平臺更是起到了尤為重要的數(shù)據(jù)連接轉換的作用。

3.2 生產(chǎn)企業(yè)。作為系統(tǒng)的源頭部分，通過企業(yè)對相應編碼的申請過程，實現(xiàn)對產(chǎn)品、包裝箱進行編碼管理，即EPC標簽的唯一寫入點，整個系統(tǒng)除此之外的所有RFID設備所進行的操作均為讀取信息操作，而不能對標簽中的數(shù)據(jù)進行更改。

3.3 倉儲企業(yè)。倉儲企業(yè)的目的主要是為了對生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品進行存儲，并且能夠對產(chǎn)品的存放位置等信息進行確定，以方便生產(chǎn)企業(yè)或者其他合作單位進行產(chǎn)品查詢。

3.4 商場企業(yè)。完成產(chǎn)品的最終銷售，在商場的系統(tǒng)中會對產(chǎn)品的銷售信息進行管理，并且對商場會員信息進行管理，在產(chǎn)品銷售后會員信息將會與產(chǎn)品信息進行綁定，以便日后查詢跟蹤。

3.5 企業(yè)中間件。中間件的設計，其主要目的是進行企業(yè)和管理平臺之間的數(shù)據(jù)轉換，使之能夠在不同的系統(tǒng)之間進行業(yè)務單據(jù)的完整業(yè)務流程處理，其中主要分為EPC標簽寫入、EPC編碼讀取、EPC編碼轉換，等等。

4 暢想物聯(lián)網(wǎng)供應鏈管理系統(tǒng)的實施

在理論設計的基礎上，暢想物聯(lián)網(wǎng)供應鏈管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠實現(xiàn)與應用企業(yè)的系統(tǒng)接駁，具體實施過程中我們將系統(tǒng)結構稍作改動，使其以綜合物流平臺為核心，下設生產(chǎn)、物流、銷售3個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)均有自己的功能模塊。

生產(chǎn)系統(tǒng)分為采購及供應商管理、生產(chǎn)組織管理兩個模塊；物流系統(tǒng)分為倉儲作業(yè)管理、配送執(zhí)行管理兩個模塊；銷售系統(tǒng)下設銷售管理模塊。各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和表單均與系統(tǒng)標準數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)實時傳遞。供應鏈上各集成企業(yè)通過數(shù)據(jù)轉換接口與系統(tǒng)標準數(shù)據(jù)庫相接，雙方約定數(shù)據(jù)格式，規(guī)定數(shù)據(jù)格式文件。

在供應鏈企業(yè)合同的執(zhí)行過程 （也就是企業(yè)委托代理關系的實現(xiàn)過程）中，必須在一定的協(xié)商機制的指導下，通過協(xié)商解決好沖突和利潤分配等問題。必須建立起一定的供應鏈運行狀況—績效評價、預警—應急、風險防范機制、激勵—約束等機制，以更好地控制合同履行及業(yè)務運作過程，更有效地實現(xiàn)供應鏈企業(yè)之間的委托代理關系。為此，通過建立供應鏈上企業(yè)合作及委托代理機制來實現(xiàn)這一功能。

網(wǎng)上銀行、EDI中心、CA認證系統(tǒng)通過標準數(shù)據(jù)庫連接供應鏈上各企業(yè)，實現(xiàn)電子結算、數(shù)據(jù)傳送、信用評估等功能。

供應鏈上企業(yè)將自己所屬的倉庫、運輸車隊、配送中心等物流資源信息錄入到標準數(shù)據(jù)庫中，組成動態(tài)聯(lián)盟，發(fā)生業(yè)務時由綜合物流平臺來統(tǒng)一查詢和調度。建立聯(lián)盟倉儲中心、聯(lián)盟運輸中心、聯(lián)盟配送中心，由綜合物流平臺通過動態(tài)聯(lián)盟信息接口來下達指令。實施如圖3所示。

5 總 結

從整個供應鏈來看，EPC系統(tǒng)使供應鏈的透明度大大提高，物品在供應鏈的任何地方都被實時追蹤。作為EPC系統(tǒng)在供應鏈管理系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)的CXSCMS（暢想供應鏈管理系統(tǒng)）覆蓋了倉儲、配送、運輸?shù)任锪鞴芾淼恼麄€過程，集物流、資金流和信息流于一體，強化企業(yè)的基礎數(shù)據(jù)管理，提供準確的信息，保證數(shù)據(jù)的一致性；嚴格企業(yè)的物流管理流程；為企業(yè)的管理和決策提供可靠的依據(jù)，從而提高企業(yè)經(jīng)營活動的有效性和整體經(jīng)濟效益。但是，由于物聯(lián)網(wǎng)的外部環(huán)境尚不完善，所以作為開放式的應用平臺，還要做許多的工作。

圖3 暢想供應鏈管理系統(tǒng)CX-SCMS

[1] 國際電信聯(lián)盟.ITU Internet Reports 2005:The Internet of Things[R].2005.

[2] 中國物品編碼中心.The EPC global Network TM Demonstration[S].2004.

[3] 全球物品編碼中心.Object Naming Service（ONS）Version 1.0[S].2005.

[4] Amardeo,Sarma Joao Girao.Identities in the Future Internet of Things[J].Wireless Pers Commum,2009,49:351-362.

[5] 張鐸.物聯(lián)網(wǎng)大趨勢[M].北京：清華大學出版社，2010:75-88,156-163.

[6] 郎為民.大話物聯(lián)網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，2011:28-36.

[7] IBM商業(yè)價值研究院.智慧地球，贏在中國[R].2011.