工业工程前沿之物联网在供应链中的应用

1、·物联网在供应链中的应用摘要：供应链战略实施的成功与否，很大程度上取决于供应链上各企业间信息交流的通畅、透明程度，与客户的需求信息交流和一些客观风险。本文通过讨论物联网在供应链各个环节中的应用，利用电子产品码（EPC）技术、无线射频识别（RFID）技术，达到对整个供应链上每一个零件、每一个配件、每一件产品的数据跟踪的目的，从而可以最大程度地实现产品信息的及时、完整地在各个供应链环节的传递，使供应链中每一细小环节处于可控可预测状态。从而解决供应链中的几大难题。关键词：供应链物联网射频识别技术（RFID）首先介绍什么是物联网，物联网是一个比较新的概念，最初起源于美国麻省理工学院（MIT）

2、在1999年建立的自动识别中心（Auto-ID Labs）提出的网络无线射频识别（RFID）系统把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把

3、任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网分类1. 私有物联网（Private IoT）： 一般面向单一机构内部提供服务； 2. 公有物联网（Public IoT）：基于互联网（Internet）向公众或大型用户群体提供服务； 3. 社区物联网（Community IoT）：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局：如公安局、交通局、环保局、城管局等）提供服务； 4. 混合物联网（Hybrid IoT）：是上述的两种或以上的物联网的组合，但后台有统一运维实体射频识别RFID技术一个最基本的RFID系统一般包

4、括三个部分，分别为EPC标签(Tag)、读写器或阅读器(Reader) 和应用系统(包括连接线路) 三部分构成。其中，RFID标签存储有识别目标的信息或错误校验等附加信息，读写器接收标签信号，应用系统管理收集到的数据。如下图所示：案例物联网冷链储存和配送    C是一家冷链专业的第三方物流公司，承担了生物试剂制造商A的原料、成品储存及配送业务。C自备了一支冷藏车队，每辆车安装了GPS/GIS定位系统，C还拥有一座冷藏仓库。A公司的生产基地位于上海。医院H是A位于杭州的一家客户。位于大阪的B是A的关键原料供应商。为了降低牛鞭效应，A同H、B实现了

5、产销信息共享，作为第三方物流的C，自然也和他们实现了这种共享。    A向B下达原料订单，每份原料包装嵌入了RFID芯片，芯片具有温湿度感知功能。原料装入安有RFID芯片的冷冻集装箱，经海船到达上海港以后，装有原料的冷冻柜经过海关检验，由港口车辆存放到临时仓库，因海关和港口采用了RFID技术，不但实现了通关自动化，A和C还可以随时了解货物的位置和环境温湿度。根据A的要求，C用配备有RFID读取设备的冷藏车辆将一部分原料送入C的仓库，另一部分原料送往A的生产基地。其中，送往仓库的原料，卸货检验后，由叉车用嵌有RFID的托盘，经过具有RFID读取设备的过道，安放到同样

6、具有RFID读取设备的货架。这样，物品信息自动记入信息系统，实现了精确定位。由于使用了RFID技术，仓库内的包装加工、盘货、出库拣货同样高效无误。A制成品包装也嵌入了RFID芯片，其出入C的仓库作业类似原料。H的冷库具有读取RFID的能力，当冷库中货架上的试剂数量降低到安全库存以下时，系统会自动向A和C发出补货请求，C将所需品种数量运往H。由于高速公路沿途设有RFID读取器，不但可以实时监控货物位置，也可以防止物品的遗失、掉包、误送(不匹配的客户无法接受货物入库)，只装有GPS的车辆是做不到这点的。所有的环节，从C到H，物品原料产地是哪里？在哪里加工的？谁加工的？谁检验的？存放过哪些仓库？现在

7、在什么位置？由哪辆车、哪个员工操作的？当前储存的温湿度如何？每个阶段的时间是何时到何时？整个供应链上的任何一家企业通过电脑查询都一目了然。    通过案例，我们可以看到，贯穿全覆盖的物联网，整个供应链呈现了两个字：透明、可视！另外，通过物联网，仓库的管理变得高效、准确，人力需求大大节约。在大型高等级仓库，甚至可以实现除了入口收验货人员，仓库内实现“无人”全自动化操作，仓库仅安排计算机屏幕前的监控人员。IBM公司采访了北美、西欧和亚太地区400位负责企业供应链策略制订和运营的高级主管。通过讨论，得出以下五个关键结论：成本控制持续的快速变革使得这一传统优势不再突出，供

8、应链主管也不得不全力应对。可视性信息量大增，供应链主管必须寻找，做出判断，并利用合适的信息采取行动。风险并不仅仅只是首席财务官们关注风险；风险管理已成为供应链管理的首要任务。客户亲密度尽管客户需求是公司发展的源动力，可公司与供应商的联系远比客户更紧密。全球化与最初的设想不同，全球化更能推动企业增加收入，而不仅仅是预想中的节省成本。供应链面临的五大挑战过去10年来，企业和供应链的全球化程度越来越高。1995年到2007年，跨国公司的数量翻了一番多，从3.8万家增加到7.9万家，而国外子公司的数量几乎增加了3倍，从26.5万家发展到79万家。1除地域性的扩张外，供应链现在涉及到了更多公司。大约80

9、%的主管表示他们期望与越来越多的第三方建立合作关系。2 越来越多的业务也被外包出去：2007年到2010年间，研发外包预计将增长65%，而工程服务和产品设计项目外包将增加80%。3供应链发展也必须应对快速膨胀但分类更细、更加专业的产品组合。比如在消费品行业中，2006年新出的产品占17%是2005年的2倍。4 而产品组合合理化正以同样快的速度消除SKU(最小存货单位)。总之，这些转变都带来很多问题。供应链主管所面临的五大挑战百分比表明该挑战对供应链有着重大或关键影响。成本控制供应链无法与成本波动保持同步供应链主管们将成本控制列为头等任务其重要性远远超过企业发展和产品/服务创新。总成本受到的冲击

10、和影响越来越常见：原先低成本劳力市场中工资的飞涨，日用品价格的上扬，或突如其来的信用冻结供应链主管们发现他们要应对日常发生的各种成本问题，例如，燃料价格上涨，使得主管们慌忙重新评估分销策略，更多地采用第三方物流，甚至与竞争对手拼货等；而当燃料价格下跌时，分销和运输办法则变得宽松，公司更加注重服务，而非成本。他们开始重新采用小批量、发货频率更高且速度更快的方法。成本和其他运营基础的转变非常迅速，以至于传统的供应链策略和设计技术落伍了。主管们还没来得及实施新的设计，它们就已过时了物联网应用后更智能的成本控制基于传感器的解决方案，可通过提高可视性来降低库存成本配有生产和分销过程监控器，可监控能源利用

11、和废物排放情况通过智能化的效率提升和使用设备来监控物理运输、分销和设备资产的管理情况ERP-ERP-ERP集成面向供应商、客户和服务提供商的多合作伙伴协作平台，具有数据合成和决策支持功能集成的预测、订单和销售终端通过以需求为导向的实时补货实现动态供求平衡集成绩效管理可视性是最大的挑战，但非首要任务尽管总的来说，现在信息比以往更充足，连通性也更强，供应链主管们仍将可视性列为其最大的管理挑战。即使可用信息大增，但能被有效地收集、管理、分析并提供给所需人群的比例却很低。尽管可视性被列为首要管理难题，但事实上并未有很多的活动和计划来改善可视，更糟糕的是，竭力提高外部可视性的人员都说他们的工作极为低效，

12、而外部可视性项目也成为所有活动中效率最低的。虽然将可视性差及缺少协同归咎于缺乏合适的IT系统支持似乎合情合理，如此多的主管都表示他们的企业业务太多而未能共享信息，或是不觉得协作决策制订有何重要风险应用物联网后更智能的可视性货架补货 基于极值和公差的事件导向型监控和报警检测用于捕获实时可视性的智能设备和传感器(RFID)：预测/订单、排程/承诺、预计库存和交货周期状态“感应-响应”模式下供求信号通知库存预测和分析具有库存优化功能的服务级别分析 优化的采购建议 价格保护分析先进的决策支持分析和优化功能，自动激活并执行供应链事务具有预测功能的“购买-出售”决策支持风险管理风险的形式千变万化。近十年来

13、，预警信号接踵而至：有毒的食物和玩具、随时可能出现的恐怖行径以及最近席卷全球的经济危机。随着供应链变得更加复杂且紧密相连，风险管理也应当全面展开，扩展到企业所能控制的范围之外。管理者一致认同风险管理的重要性，但是在方法上存有异议通常只有首席财务官才会考虑风险管理，但是这次调查显示，风险管理也日益成为供应链管理者必须面临的第二大重要任务。与客户要求的日益严格和成本的不断上升两大难题相比，日益增加的供应链风险更让供应链领导者头痛。全球化及供应链紧密相连的事实不仅加大了风险，而且使得风险管理变得更加棘手。管理者普遍认为，阻碍他们有效进行风险管理的主要因素有：缺乏标准化的流程、数据不充分以及缺乏先进的

14、技术支持。应用物联网后的风险管理风险规避策略是通过利用数百万个智能对象来报告诸如温度波动、偷窃或篡改等威胁信息。它还可以在共同的风险规避策略和战略中与供应链合作伙伴进行协作。若有问题出现，它在扩展的供应链中以并发的方式利用实时连接作出快速响应。毋庸置疑，智慧的供应链之最大优势在于它可以在整个网络中对风险进行建模和模拟。用于追踪从产品零部件到最终客户使用的产品监控器和传感器用于监控整个供应链中的产品状态、来确保产品质量的传感器解决方案用于预先分析供应计划、运货路线和货物调配的天气智能系统和传感器基于概率的风险评估和预测分析：具有风险规避策略和过程的主要风险因素的可能性、严重度和检测难度基于风险的

15、财务影响分析：决策树、敏感度分析基于风险调整的库存优化灾难应对模拟模型客户亲密度企业与供应商的沟通远比与客户的沟通多不断扩大的客户需求已经成为供应链管理中的第三大难题，目前有三分之二的企业为准确判断客户需求而疲于奔命。然而，尽管迫切需要与客户进行沟通，很多企业还是倾向于将工作重心放在供应商沟通上，而不是客户身上。尽管有了目前的技术，接受客户意见变得更加可行，但是直接与客户协作进行供应链计划仍属少见。事实上，至少有五分之一的企业在制定需求计划的过程中完全忽略了客户的意见。由于与客户进行沟通不仅成本高而且很耗时，一些企业只是因为怕麻烦就忽略了客户意见。但是在利润最大化的驱使下，供应链将无法承担因与

16、客户沟通不够而带来的库存堆积、销售量下滑和错失创新机会等压力。 应用物联网后的客户关系全球、各区域与各地战略和策略对比具有优化预测及买/卖决策支持的网络化S&OP兼顾可持续发展、“绿色”、以及品牌美誉度：产品设计与包装针对客户的品牌推广整个供应链过程中与客户开展合作经过深入分析，它们可以进行详细的客户分类，并为他们量身定做产品产品/服务组合的客户分类：利润、地理位置/市场；产品/服务组合用于制订计划和评估交易量的客户行为、购买模式、市场渗透率的模拟模型根据客户分类制订的优化库存计划及其执行从成本到服务的经营模式及智能分析全球化管理者们表示成本在上升，而非下降随着全球经济相互依赖程度不断

17、提高，全球化逐渐上升为供应链难题已不足为奇。很多企业都面临全球外包的难题，其中包括交货不稳定(65%)、交货期延长(61%)和产品质量下降(61%)，此外14%的被调查者预测未来3年内这些问题仍将继续存在。但是，当前市场及运营的全球化所带来的财务优势远远超过各种弊端。大约40%的供应链管理者表示全球化增加了他们的利润。但这并不一定意味着成本下降。事实上，三分之一以上的管理者表示全球化增加了他们的成本，这主要是由上面提到的全球外包难题引起的。相反，43%的管理者表示他们公司利润的提高主要来源于销售量上升。这些调查显示，全球化在收入增长中所起的作用远远超过了效率所起的作用。世界范围内数字架构和物理

18、架构呈现汇聚态势。应用物联网后的全球化 制订需求、供应和分销网络计划并执行：用于制订计划的模拟模型和基于场景的策略优化运营活动各个阶段的库存整合风险管理与解决方案制订经过整合的生产计划并执行点到点供应链活动中的“感知响应”事件管理感应器与执行器：制造、物流和流程控制与感应器进行实时联系，检测全球范围内的产品和装运地点连接日益扩大的全球贸易合作伙伴基础设施的感应器解决方案，可提高供应链可视性用于优化性能和交付的全球“精益中心”合理采购的全球物流网络基于SOA的异构系统整合嵌入绩效管理系统的协同工具点到点供应链协同工具和方法物联网在供应链的应用影响由于无线射频识别（RFID）等传感器技术的价格下降和可靠性提高，我们现在几乎可以测量任何活动或过程。各物体之间可以直接通信和协作而无需人为干预。整个系统都是互连的，供应链之间不仅可以互相连接，而且还可以与运输系统、金融市场、电网、甚至是自然系统(如河流和气候情况)等建立连接。从物联网世界分析得出的所有见解都可以转化为具体的行动，并由此创造更多的价值。使用各种智能技术后，供应链管理可以从决策支持发展为决策授权，而最终将转变为一种预测能力。物联网的供应链具有下列三个关键特性：一，以前由人工创建的供应链信息将逐步由传感器、RFID标签、仪表、执行器、GPS和其他设备和系统来生成。在可视性方面，供应链不仅可以“