云计算与物联网在供应链管理中的应用

刘海澜，丁 军

（1. 上海第二工业大学经济管理学院，上海 201209；2. 上海海事大学经济管理学院，上海 201306）

云计算与物联网在供应链管理中的应用

刘海澜1，丁 军2

（1. 上海第二工业大学经济管理学院，上海 201209；2. 上海海事大学经济管理学院，上海 201306）

介绍了云计算与物联网的主要技术特点，阐述了两种技术在供应链管理中的应用，最后指出了应用该技术需要注意的问题及实现技术带来的价值。

云计算；物联网；供应链管理

0 引言

近年来兴起的云计算与物联网技术，是信息技术产业的又一次飞跃。物联网的发展与物流行业息息相关，云计算的出现解决了物联网技术的瓶颈问题，这两种技术已经可以在供应链管理中大规模地使用，并将对促进供应链整体利益的增加产生重要的影响。

1 物联网的概念及关键要素

物联网（Internet of Things）是指依托传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种信息传感设备与技术。实时采集物体或过程的必要信息，按约定的通信协议与物联网结合形成的巨大网络，实现人与物、物与物的信息交互，方便对物理世界进行识别、决策和管理。简单地说，物联网就是“物物相连的互联网”。一方面，它以互联网作为核心和基础；另一方面，它将互联网的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间的信息交换和通信上，是在互联网基础上延伸和扩张的网络。

1.1 物联网的技术架构

物联网网络架构由感知层、网络层和应用层三个层次构成[1]。

感知层类似于人类的感觉器官，由各种传感器、传感器网关、电子标签和读写器等组成，可以随时获取物体的信息，是物联网中识别物体、采集信息的源头。

网络层负责传递感知层获取的信息。由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网和网络管理系统等组成。

应用层是物联网和用户的接口，由感知层采集到的信息以云计算的方式被分析处理，然后与行业需求结合，为用户提供目标的识别、定位、跟踪、监控和管理，实现物联网的智能应用。

在实际物流中，RFID已用于产品物流跟踪、产品防伪以及自动仓储库存管理等方面，GPS技术用于对物体的定位、追踪、检测和联网，WSN（Wireless Sensor Network）用于物流设备与仓库环境的监测[2]。虽然各物流环节已采用了许多新技术，但缺乏在整个供应链层面的协调，使得物联网技术的优势没有得到完全的发挥。

物联网的关键技术如表1所示[3]。

表1 物联网关键技术Tab. 1 Key technologies of Internet of Things

2 云计算的体系结构

2.1 云计算简介

云计算是对基于网络的、可配置的共享计算资源池进行随需访问的一种模式。这些可配置的共享资源池包括网络、服务器、存储、应用和服务，并且这些资源池是以最小化的管理或者通过与服务提供商的交互可以快速的提供和释放。

目前，市场上已涌现出大量云计算的产品与服务，如谷歌公司的GoogleApp集成了众多云服务，是一款企业级的云服务套件；360安全卫士的云查杀；搜狗的云输入法。云计算的许多应用已取得了成功，为在整个供应链上与物联网相结合提供了条件。

2.2 云计算服务类型

云计算服务集合包括三个层次，分别为应用云（Application Cloud）、平台云（Platform Cloud）、基础设施云（Infrastructure Cloud）

2.2.1 基础设施云

基础设施云是由存储设备、网络设备及服务器等相关硬件设施组成的，具有良好的可扩展性，可以动态地分配需求的资源，并且这些资源在用户看来是无穷多的。当前的虚拟技术已经非常成熟，用户数据可以异地存放但逻辑上是在同一个地方。

2.2.2 平台云

平台云首先提供了服务开发工具和基础软件，从而帮助云服务的开发者开发服务。应用者并不管理和控制云的基础设施、网络、服务器、操作系统或存储，但使用者控制部署应用和可能对应用环境进行了配置。因为它也是应用云的运行平台，所以，平台云要具有java运行库、web2.0应用运行库、各类中间件等等。

2.2.3 应用云

应用云就是指可以在互联网上使用一种标准接口来访问的一个或多个软件功能。它交付的是实际终端用户功能，不仅是一组服务集合，而且要求这些功能是协调的、方便的、完全统一的应用。

云计算关键技术如表2所示。

表2 云计算关键技术Tab. 2 Key technologies of Cloud Computing

3 云计算与物联网技术在供应链管理中的应用

供应链是生产及流通过程中，涉及将产品或服务提供给最终用户所形成的网链结构。供应链管理涵盖了企业从原材料采购开始，经过运输、生产、仓储、配送到销售的全过程。供应链管理围绕供应商、运输商、制造商、分销商以及零售商对信息流、物流和资金流进行控制，以达到增加整体供应链利润的目标。

物联网的技术早期就已经在供应链管理中有所应用。制约新技术大规模应用的因素是如何处理物联网感知层采集到的海量信息，并通过对采集信息的分析实现对物体的智能化控制。云计算的出现，使物联网技术的瓶颈问题迎刃而解，促进了物联网技术的大规模应用。

供应链的各个环节都是数据的来源，贴有RFID标签的产品或部件每次的位置、数量以及属性的变化信息都会被终端设备写入标签中，并同时通过网络上传到位于云端的数据库中。系统可根据预设的条件监控生产的各个环节，保障生产的安全与秩序。

供应链上各企业可采用混合云的方式。企业必须保密的核心数据采用私有云处理，涉及供应链协调的数据及操作则使用公有云，在公有云上建立全部供应链成员共享的数据库，并建立私有云与公有云的良好接口，协调好供应链中的数据流。

在供应链上应用的物联网技术主要提供实时跟踪产品、提高产品处理效率的作用，而云计算技术主要提供物联网技术采集到的海量信息的存储与处理。

3.1 生产制造

从供应链上游生产环节开始，各种原材料及零部件都会被贴上RFID标签。每个标签都有唯一的EPC（Electronic Product Code）编码。对应每个编码的产品信息都会存储在云端的数据库中，可以有效避免假冒产品的流通，对于不合格产品的溯源也变得非常简单，只需查找数据库就可以确定不合格产品的零部件来源、经过的加工过程，及时找出问题根源，降低损失。

3.2 计划

由于使用公共云，共享数据增多，可以有效削弱“牛鞭效应”，并且增强生产商与销售商在销售计划与补货计划制定时的协调性。产品的需求预测也将更为科学、准确和清晰，增强供应链的整体性。

3.3 运输与配送

在配送中心，货物根据订单进行组合的时候，可以使用自动的分拣设备，将不同的产品送到相应的运输车辆，同时车辆也是贴有RFID标签的[4]。当车辆从配送中心离开时，位于门口的阅读器可以读取车辆上货物的信息，再次确认货物是否准确，并根据货物标签的地域编码和配送距离的远近，合理安排车辆行驶路线。

当车辆行驶在路上时，可以使用GPS系统或路线的关键点上安装的RFID接受转发装置准确了解货物的位置和完备性。货物流向信息通过网络实时上传到信息中心，从而准确预知运抵时间。

3.4 库存管理

基于物联网技术的库存管理系统可以有效提高库存管理的效率与准确率。当贴有标签的货物到达后，使用读写器识别标签，确认货物的数量、大小、种类是否与订单一致，并把到货时间及途中的损毁程度录入系统中。待货物上架之后，使用读写器读取最新的位置等信息，然后同时更新标签和云端数据库中的信息。当货物需要出库时，应用层的库存管理系统可以进行快速定位，取出的货物经过出口位置安装的固定读写器时，所有货物的标签信息都会被读取，系统会将这些信息与发货记录进行核对，检测是否有错误出现。正确取出的货物的位移信息都会被及时记录与更新。技术的使用增强了作业的准确性与快捷性，节省了劳动成本，还减少了商品误放、失窃等造成的损失。

3.5 产品信息追溯

物联网与云计算技术的一个重要作用是对产品的逆向追溯。可以用图论表示追溯的模型G=(V, E)，V是顶点的集合，E是有向边的集合，顶点vi表示在供应链中第i环节（如生产商）的信息，有向边ei表示从i到i+1环节间的信息（如运输企业）。一个产品在供应链中的完整流通路径为由于采用新技术之后的各个环节的信息都被采集并且存储，所以当需要进行产品的追溯时，可以很容易地找出产品的完整流通路径。同时在每个环节内，也可以采用相同的方法表示环节内的各个操作步骤，因此能将问题的原因追溯到源头。

4 应用中需要注意的问题

4.1 协调问题

因为供应链上各环节的所有者不同，企业目标往往有所冲突，造成各环节之间的信息传递被延误和扭曲。当每个环节为了最大化自己的利益，采用一些降低供应链总利润的行为时，供应链就会失调。为了使供应链协调发展，各环节应共享必要的信息，也就是在公共云上共享其他环节也需要的信息，这些信息可以是经过处理的不是最详细的企业核心数据。至于共享什么程度的数据，需要企业根据实际情况进行协商。

4.2 数据的安全问题

由于各环节的共享数据会保存在公共云中，因此数据的安全是首先要保证的。企业在选择公共云服务时，要选择经营稳定、信誉良好的企业，防止服务提供质量出现波动的情况。云提供商也应严格审查服务申请使用者的身份信息，以便在用户发生恶意行为的时候，能够追究其法律责任，遏制怀有非法目的的服务申请。公共云提供商应能提供完善的灾备管理，并通过ISO27001认证，有详细的访问日志供用户审查。

5 结论

云计算与物联网的应用使得产品的信息流与物流联系起来，对产品从生产到最终客户的所有渠道进行有效的信息标示，建立了全面的信息系统，对产品的信息进行收集和处理，并且信息的关联度很高，传递交换方便。这使得订单的准确率上升，即使发生错误也能及时得到反馈；追踪产品变得简单易行，使问题产品的召回更加精确，改变了以前按批次召回的高成本行为；由于全程都可对货物进行监控，货物在途中的安全性有所提高；客户可以随时查看自己订购商品的信息，增强对客户服务的水平；对于实施低库存战略的企业，他们订购和发送的批量较小，到货的接受压力和成本急剧增加，导致必须应用技术简化接受过程并降低接受相关成本，云计算与物联网很好支持了这个过程，有效提高了货物交接的效率并降低了成本。

[1] 董爱军, 何施, 易明. 物联网产业化发展现状与框架体系初探[J]. 科技进步与对策, 2011, 28(14): 61-65.

[2] 雷花妮. 物联网智能物流系统基础研究[J]. 科技视界, 2012(21): 139-140.

[3] 张佶. 物联网在纺织行业供应链管理中的应用[J]. 毛纺科技, 2010, 38(9): 55-57.

[4] 邓亦涛. 物联网技术在供应链管理中的应用[J]. 物流科技. 2010(9): 92-94.

The Use of Cloud Computing and Internet of Things in Supply Chain Management

LIU Hai-lan1, DING Jun2
（1. School of Economics & Management, Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209, P. R. China; 2. School of Economics & Management, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, P. R. China ）

The technical characteristics of cloud computing and internet of things is introduced, and how to use the two techniques in supply chain management is elaborateed. Finally the problems which need to be aware when apply the technology and the values it brings when realize the technology are pointed out.

cloud computing; internet of things; supply chain management

F5

A

1001-4543(2012)03-0177-05

2012-05-14;

2012-09-05

刘海澜（1963－），女，上海人，副教授，硕士，主要研究方向为经济管理，电子邮箱hlliu@ems.sspu.cn。