基于EPC物联网的供应链管理系统研究

2012-07-05西安财经学院信息学院陕西西安710061

物流科技 2012年5期

薛颖（西安财经学院信息学院，陕西西安 710061）

物联网的概念是在1999年提出的，但早在1995年比尔盖兹就在他的《未来之路》一书中描述了他的智能化豪宅，后被研究者称为朦胧的 “物联网”。经过过去几年的技术和市场的培育，物联网即将进入高速发展期，它是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，同时也给各个行业带来了了广阔的新市场。

最早关于物联网的定义是由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出，2005年国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了 “物联网”的概念，指出无所不在的 “物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物品嵌入产品电子标签后都可以实现因特网上的主动信息交换。与此同时射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用[1]。

有关 “物联网”的定义至今没有一个统一的表述，但研究者普遍认为物联网就是将射频识别设备、红外感应器、激光扫描器、全球定位系统等多种设备装置通过互联网连接起来，从而实现对物体的智能化识别和管理。目的就是让所有物品在任何时间、任何地点都可以进行远程感知、跟踪、定位、追溯、监控和管理，在此基础上实现人与人、物与物之间的互联。

近年来，为应对日益激烈化的市场竞争，许多企业将实施供应链管理作为提升竞争力的主要手段。一些著名的企业在供应链管理实践中取得的巨大成就，也使人们更加坚信供应链管理是企业适应全球竞争的一种有效途径。然而，物联网的出现及其在全球范围内对每个物品跟踪监控的全新理念，将在根本上改变供应链流程和管理手段，为企业供应链管理的发展带来新的机遇。因此，研究物联网环境下的供应链管理系统成为了一个重要课题。

1 物联网的研究现状

物联网目前还处于研究阶段，关于物联网技术的各项技术标准还不完善。各国当前在物联网领域的研究基本同步。

物联网的概念起源于美国，凭借强大的技术和经济实力，美国始终主导着全球信息技术产业的发展，并在物联网的标准、技术、服务、应用等方面作出巨大贡献，不断推动全球物联网向前发展。2009年奥巴马就任总统后的首次美国工商业领袖圆桌会上，IBM CEO彭明盛首次提出 “智慧的地球”概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施，得到了奥巴马总统的积极回应，并在随后出台的总额为7 870亿美元的《经济复苏和再投资法》并加以具体落实。有分析称，物联网必将成为新的经济增长点。在所谓 “智慧的地球”这一概念中，物联网是其重要的组成部分，它的主要思想就是把电子标签、传感设备等嵌入到各种物品中并通过互联网联系在一起，同时使用超级计算机和云计算进行控制和管理，最终实现 “物联网＋互联网＝智慧地球”的构想。

美国商业零售巨头沃尔玛从2005年起即要求排名前100位的供应商使用EPC系统管理物流过程，根据统计数字，通过使用EPC系统沃尔玛每年节约物流费用达到83.5亿美元。由此可见，物联网可以对成本管理产生良好的效果。

对我国而言，物联网的发展还具有特别的战略意义。面对新型的物联网，我国与其他国家都处于同一起跑线上，这无疑为我国摆脱发达国家在网络技术上的垄断提供了一次良机。2003年12月，国家标准化管理委员会会同科技部在北京召开了 “物流信息新技术联席会议”。以此会议为契机，中国将有关物联网的研究摆在了国家战略的核心地位。2005年科技部制定《中国射频识别技术（RFID）政策白皮书》，2007年无线电频率主管部门颁布了我国RFID应用频段。2009年11月科技部颁布了《中国射频识别技术蓝皮书》，并设立 “863”项目 “RFID技术标准与制定”，开始制定相关技术标准。2009年11月3日，国务院总理温家宝发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话，在这次讲话中。物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一。要求 “着力突破传感器、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。

2 物联网的体系结构

由于目前各国没有统一的物联网技术标准，因此体系结构也不尽相同，但是大多数物联网系统有三个层次。一是感知层，即利用RFID、EPC、传感器等随时随地获取物体的信息；二是网络层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是应用层，把感知层得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。在整个物联网系统构架中，编码技术、标识、解析、信息服务、安全以及中间件技术协同各个层面以实现物联网的最终目标，如图1所示。

图1 EPC物联网系统结构

通过图1可以看出，借助于EPC编码系统的物联网不仅可以查询到商品生产企业本身相关信息，还可以通过互联网的接入技术实现商品在供应链网络中管理痕迹的查询。这也正是物联网能够应用于供应链管理中的主要原因。

EPC系统由EPC编码、EPC标签和读写器、物联网中间件、对象名称服务（ONS）、EPC信息服务器（EPCIS）、实体标记语言PML等部分组成。EPC编码是用来用来识别物品的特定代码，它是通过统一标准实现的全球统一编码。EPC标签用来存储编码信息，一般嵌入物品之中或是贴在物品表面。读写器用来读取编码信息，由读写器将读取的原始编码信息传递给物联网中间件进行过滤、计算、累计、重组等操作，然后报给企业应用程序系统。ONS的功能是进行物品对应信息的定位，实体标记语言使用来描述物品信息的语言。

3 基于EPC物联网在供应链管理系统结构分析——以畅想物联网供应链管理系统为例

在物联网中，产品在生产完成时，贴上存储有EPC码的电子标签，此后在产品的整个生命周期，该EPC码成为产品的唯一标识。以此EPC编码为索引能实时的在物联网上查询和更新产品的相关信息，也能以它为线索，在供应链各个流通环节对产品进行定位追踪。EPC标签具有可读写能力，对于供应链这种需要频繁改变数据内容的场合尤为适用。它可以实现数据采集和系统指令传达的功能，不仅可以提高供应链系统的管理效率还能够大大降低供应链中存在的 “牛鞭效应”。

畅想物联网供应链管理系统根据供应链系统流程，结合先进的EPC编码理念进行设计，系统主要由管理平台、生产企业、仓储企业、商场企业和企业中间件5大部分组成，不但实现了供应链的基本流程，还通过企业中间件的设计为所衔接系统之间的整合实现了编码，进行了合理的数据处理，快速整合了各系统之间的数据存储，达到快速传输、快速处理的效果，并且在最后通过对相应数据的处理可以实现管理平台、生产企业、仓储企业、商场企业对产品的跟踪和追溯，以实现物联网的最基本概念，如图2所示。

图2 畅想物联网供应链管理系统

3.1 管理平台。作为系统的核心，管理平台要完成对企业所提交的数据进行审核，如企业编码审核，产品编码审核等；对产品编码的管理，如企业编码、产品编码等，并且要通过管理平台对下属企业的生产情况进行控制和观测；另外在生产企业、仓储企业、运输企业进行数据传输时管理平台更是起到了尤为重要的数据连接转换的作用。

3.2 生产企业。作为系统的源头部分，通过企业对相应编码的申请过程，实现对产品、包装箱进行编码管理，即EPC标签的唯一写入点，整个系统除此之外的所有RFID设备所进行的操作均为读取信息操作，而不能对标签中的数据进行更改。

3.3 仓储企业。仓储企业的目的主要是为了对生产企业生产的产品进行存储，并且能够对产品的存放位置等信息进行确定，以方便生产企业或者其他合作单位进行产品查询。

3.4 商场企业。完成产品的最终销售，在商场的系统中会对产品的销售信息进行管理，并且对商场会员信息进行管理，在产品销售后会员信息将会与产品信息进行绑定，以便日后查询跟踪。

3.5 企业中间件。中间件的设计，其主要目的是进行企业和管理平台之间的数据转换，使之能够在不同的系统之间进行业务单据的完整业务流程处理，其中主要分为EPC标签写入、EPC编码读取、EPC编码转换，等等。

4 畅想物联网供应链管理系统的实施

在理论设计的基础上，畅想物联网供应链管理系统已经能够实现与应用企业的系统接驳，具体实施过程中我们将系统结构稍作改动，使其以综合物流平台为核心，下设生产、物流、销售3个子系统，每个子系统均有自己的功能模块。

生产系统分为采购及供应商管理、生产组织管理两个模块；物流系统分为仓储作业管理、配送执行管理两个模块；销售系统下设销售管理模块。各个子系统的数据和表单均与系统标准数据库实现实时传递。供应链上各集成企业通过数据转换接口与系统标准数据库相接，双方约定数据格式，规定数据格式文件。

在供应链企业合同的执行过程（也就是企业委托代理关系的实现过程）中，必须在一定的协商机制的指导下，通过协商解决好冲突和利润分配等问题。必须建立起一定的供应链运行状况—绩效评价、预警—应急、风险防范机制、激励—约束等机制，以更好地控制合同履行及业务运作过程，更有效地实现供应链企业之间的委托代理关系。为此，通过建立供应链上企业合作及委托代理机制来实现这一功能。

网上银行、EDI中心、CA认证系统通过标准数据库连接供应链上各企业，实现电子结算、数据传送、信用评估等功能。

供应链上企业将自己所属的仓库、运输车队、配送中心等物流资源信息录入到标准数据库中，组成动态联盟，发生业务时由综合物流平台来统一查询和调度。建立联盟仓储中心、联盟运输中心、联盟配送中心，由综合物流平台通过动态联盟信息接口来下达指令。实施如图3所示。

5 总结

从整个供应链来看，EPC系统使供应链的透明度大大提高，物品在供应链的任何地方都被实时追踪。作为EPC系统在供应链管理系统中的具体实现的CXSCMS（畅想供应链管理系统）覆盖了仓储、配送、运输等物流管理的整个过程，集物流、资金流和信息流于一体，强化企业的基础数据管理，提供准确的信息，保证数据的一致性；严格企业的物流管理流程；为企业的管理和决策提供可靠的依据，从而提高企业经营活动的有效性和整体经济效益。但是，由于物联网的外部环境尚不完善，所以作为开放式的应用平台，还要做许多的工作。