基于物联网的建筑废料回收问题研究

于丽颖　凌佩鑫　雍博文　杨颖　袁子文

摘要：建筑废料的逆向回收具有地理位置跨度大、信息分散、信息不对称、缺乏科学的网络信息平台等特点，致使回收的效率低，更多的甚至丢弃。物联网的出现很好的解决了这些问题，基于物联网的回收系统可以连接正、逆向物流，形成完整的闭环系统，实现信息的共享为其他的活动提供数据，在降低成本的同时提高物流运作速率。

关键词：建筑废料；回收；信息管理；物联网

一、前言

经济的发展使得城镇发展更上一个台阶，同样也是建筑废料产生的重要原因。人们对于建筑废料的处理相当简单仅仅是填埋，所以现在的资源环境问题相当严重，理当引起人们的重视。

建筑废料难以回收的难以实行的原因大致有[1]：首先，建筑废料回收时间、地点、质量等的不确定性；其次建筑废料面积大、质量大，回收成本高，可能会影响企业核心资源的发展；第三，我国现在的物流系统相对比较落后，生产商、销售商和消费者之间的信息共享不及时。一系列问题的出现大大降低了逆向物流的效益。

目前企业对于建筑废料的回收处于相对模式的态度，其中对于金属的回收常见的采用第三方回收的方式[2]，伴随着少量的企业自营回收物流和行业联盟的方式，这些方式都不可避免的带着一些之致命的缺点，使得逆行回收不能正向的发展。

物联网的出现为建筑废料的逆向回收提供了新的机遇。物联网是一种通过射频识别，全球定位系统、激光扫描器、红外线感应器等信息传感设备，在互联网的基础上将任何物体和互联网相接，已实现对于物体的智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的实物网络。[3]物联网技术应用对于逆向物流来说具有非凡的意义，网联网下的物流感知、网络传输、应用层共同协作提高了物流的整体的服务水平。

二、建筑废料逆向物流和物联网的发展现状

我国人均资源拥有量远低于世界的平均水平，更有些资源拥有量十分匮乏，长期以来的经济发展我们所走的都是一条高投入、高消耗的道路。另外简单的填埋和焚烧造成环境的污染。现在的环境条件日益下降，建筑垃圾在其中扮演了重要的角色。

资源和环境问题的存在使得逆向物流发展迅速，对于建筑废料的逆向回收也受到了众多专家的重视。自1981年，Stock最早的提出了逆向物流的概念，1992年Pohlen和Farris[4]进一步研究，逆向物流就呈现出了势不可挡的姿态，对建筑废料逆向回收提供了实现的可能。建筑废料在美国环保局的定义为：建筑物在新建、扩建和拆除过程中产生的废弃物[5]。Peter A.Yost[6]在1996年建立了数学模型，分析出了在一定的建筑基础上会产生肥料的总量，为建筑废料回收数量评估提供了依据；Fleischmann[7]提出一种回收物流网络模型，虽然假设大前提是单产品、无能力限制的产品；日本在建筑废料的回收问题上在世界先进的水平，日本专家清野新一所作的《建筑解体木料再利用》[8]提出了建筑废料中的木料的利用，对于木料的利用年限、养护、回收等方面进行了科学的规划；在国际环境的影响下，我国对于建筑废料的利用和优化也提升到了一定的水平，吴贤国[9]在2000年调查研究下，发现建筑废料的存在和建筑机构还有企业的管理水平都有密切的联系，此外还有很多的研究服务于建筑废料回收。

随着互联网的深入，网络数字化的发展已经超过了人们的认知范围，物联网的出现给人们的生活又带来了一系列不可思议的体验，传感器的应用也提到了一个新的高度。它的出现使得许多物流方面的专家认为他将会带给物流行业以巨大的进步。物联网对逆向物流用处较大的作用的无线射频识别技术（CRFID）所具有的非接触、远距离、多目标快速识别的功能是传统数据获取方式难以匹敌的，并且无线射频技术可以标识至单品，这不是传统条码跟踪类别的功能可以相比的，使得生产产品的生命周期的信息都得到记录。[10]

由于其优异的特性，物流方面的专家希望引进PFID技术来为物流运作服务。比较典型的有许志端[11]在对电子产品逆向物流研究中，提出通过产品电子代码（Electronic Product Code）EPO建立一个电子废旧品回收供应链的信息共享平台，这实际上就是一个有关于逆向物流系统的物联网，以此类推这样的网络同样可以适用于建筑废料的逆向回收，虽然建筑废料的情况和电子产品有着较大的差距，但是在物联网的基础上不断探索应用，致力于解决环境和资源问题，就显得十分重要了。但是就目前来说虽然物联网在逆向物流中的应用得到了众多学者的支持，但是如何将物联网和逆向物流结合起来，真正意义上为逆向回收产品的收集、价值测度、再制造提供支持，这就需要对物联网的研究更加深入。

三、基于物联网的建筑废料逆向回收系统

物联网在物流领域上的应用是对双方发挥更好地作用极为重要的，物联网技术对物流过程中的产品生命周期信息实现自动、快速、并行、实时、非接触式的处理，并通过互联网实现信息的实时共享，实现高度信息化管理。物联网在建筑废料逆向物流中的应用有效解决了现存逆向回收运行中的各种问题。物联网的传感将会对建筑产品的终生信息进行记录，反馈到相关的更高层，在庞大的网络中根据产品的性质进行最优处理。

基于物联网的建筑废料逆向物流与传统的第三方或企业自营的逆向物流相比具有以下显著的优势：

一是物联网在建筑废料回收的过程中能够对商品的生命周期的各种信息进行跟踪和归结。建筑废料的逆向回收的需要回收企业对于信息的掌握有终身的了解，能够将到达生命周期、或者中途意外损坏的产品可以随时的进行回收，使将其从废品、填充物的行列中分离出来，实现回收再利用的服务。信息化的回收和规整不仅可以使建筑废料得到更好地回收。通过产品本身所携带的电子标签和物联网的信息监控完成网络信息实现产品的生命周期中的各种数据，有利于建筑废料的收集。

二是物联网可以通过规整信息实现废旧材料的分门别类，实行分拣的优化。在逆向物流活动的过程中，对于废旧产品的分拣一直是一个较困难的问题，需要消耗大的量人力物力，并且在分拣之后并不一定可以实现产品的合理分批，降低物流成本。在利用物联网之后，技术人员可以利用物联网显示的信息进行合理的任务分配来进行分类执行，根据产品的价值、体积、质量合理的完成回收的运输过程。物联网的合理规划分离的作用，使建筑废料再利用、再循环和再加工的逆向物流环节成功。

三是物联网对于建筑废料的质量的评估使得更好地利用处于不同质量层面的废料，减少回收处理的成本。在建筑中，由于不同的产品所处的位置不同，它们的受力和自然环境等因素给它们造成的损害会有很大的差异，如果按照传统的回收利用，同一时期的同一产品会采用相同的方法来进行处理，在这样的处理过程中就会使质量好的产品需要经过和质量差的产品一样的处理，造成资源浪费。物联网对不同产品设置记录其产品生命周期信息的电子标签（ID-unit），[12]寄希望于通过传感器实现对于模块信息的取读和记录。在数据库中更新。这样建筑产品的残余寿命和损坏程度就可以被实时监控，实现对建筑废料回收逆向物流系统环节的优化。

四是物联网实现建筑废料逆向回收运输过程中的路线等的优化。在逆向物流的运输中，对于建筑废料的运输路线的确定是影响物流成本和时间的重要因素。而且像对于建筑废料来说，最主要的是它对于环境和资源的影响，企业对其回收体现了企业的宗旨，但是它创造的价值并不一定是非常高的，所以更要在物流方面来尽量减少成本，给企业发展逆向回收的动力。服务于逆向物流的运输工具在大多数的情况下来自于正向物流，物联网在建筑废料逆向回收的过程中对废料运输车安装GPS全球定位系统，用来实现对建筑废料和运输车的全程跟踪控制，这样就会为物联网提供运输车运行的最优路线提供可能。在成批的废旧品上贴上RFID标签，通过读写器对运输车上货物进行自动化扫描，将感知到的信息传输到物联网背后庞大的数据库中，对实时数据进行分析整理后存入逆向物流运输系统中，通过分析得出运输过程的最优路线，实现对对逆向物流运输信息进行快速查询和准确的处理。

五是物联网对于建筑废料逆向回收资源管理的自动化实现具有非凡的意义。逆向物流资源的管理是逆向物流管理中相对薄弱的环节。运用物联网相关技术，可以实现建筑废料相关逆向物流设备养护检修作业信息化和安全检测监控自动化，通过点在传感器对设备进行实时实地的追踪，实时地监控这些设备的利用情况。对企业拥有的资源可以进行实时的监督和控制，避免出现资源闲置浪费的情况，使得在物联网辅助下的物流资源管理实现零空闲，更大的发挥组织资源作用。建筑废料逆向回收本身的成本是影响企业核心发展力的较重要的因素，所以更要使设备资源充分利用，降低成本，减少回收时间。

四、基于物联网的建筑废料逆向物流回收的障碍

虽然物联网下的建筑废料逆向物流回收系统相对于传统的逆向回收信息系统有十分明显的优势，但其在广泛的应用仍存在有一定的制约，可以归结成以下几个方面：

（一）经济方面

物联网的应用对商业的影响与互联网相比，其所需的投资比互联网还要高一些，并且它还涉及到供应链的各个环节，在前面所说的优势中单品的射频识别标签很难回收再利用，再次使用过程中会因此而给造成企业不小的经济负担。

（二）数据整理和安全问题

物联网要求对单个产品进行全方面的监控，不断地对建筑产品的信息进行更新，在此过程中会产生一个庞大的数据库，物联网需要整理这些数据之间的关系，大量的数据处理要求更加坚强的数据网络支持，对技术要求也就更高。同时每个建筑型企业都有自己宝贵的独享性技术，所以这些数据信息必须要给予高度的保管注视，避免企业信息泄露，给企业造成不必要的损失。

（三）企业管理问题

建筑废料的逆向物流涉及到生产企业供应链的诸多环节，这其中还包括着中间的代理商和最终的消费者。企业通过物联网获取信息必须依靠企业外部实体。所以如何建立起一个完整的物理网体系来物联完成对信息整体的规划时，并且使得企业外部的人员可以积极参与到物联网的信息建设中，这就对生产企业的管理提出了较高的要求。

五、结论

本文从逆向物流入手，研究了在物联网下的建筑废料的回收的相关问题，虽然现在的物联网发展并没有达到一个相对成熟的境地，但是相信以后随着科技的发展，物联网可以实现在传感器的感应下的更好地服务。对于逆向物流而言，最重要的就是及时、准确的信息，以此为前提完成的工作都是相对完整的。

基于物联网的管理信息系统需要与电子商务平台紧密结合，如果有供应链核心企业建立其自身的逆向物流管理信息系统，该企业可以借助电子商务的手段，将该物流管理系统进一步建构成一个跨企业甚至是跨行业的逆向物流管理电子商务平台。随着该逆向物流电子商务平台的建立，不但会给企业带来良好的社会声誉并在行业竞争中取得巨大优势，而且还将创造诸多明显的社会效益。（作者单位：吉林大学）

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