物联网环境下供应链资源配置与运营协调研究及展望

2020-09-15赵燕娜霍晓燕黎子华

物流科技 2020年9期

关键词：资源配置联网供应链

李媛，刘潜，赵燕娜，霍晓燕，黎子华

LI Yuan, LIU Qian, ZHAO Yanna, HUO Xiaoyan, LI Zihua

（河北地质大学管理科学与工程学院，河北石家庄 050031）

(School of Management Science & Engineering, Hebei GEO University, Shijiazhuang 050031, China)

0 引言

由于“新冠肺炎疫情”的影响，国内各领域经济体都受到不同程度的冲击。对于企业所处供应链来说，工厂返工、物流运输等多方面的负面效应所导致“供应链断链”现象愈加严重，且在短时期内难以实现供应链的重新运营。为实现正常运作，企业不得不寻找新的渠道获取资源重新构建供应链。不仅如此，疫情所带来的“延迟效应”也会为疫情结束后企业的资源配置带来极大的困难。鉴于此，如何实现企业在最短时间内实现资源的最优配置，构建新的供求关系，实现供应链运作鲁棒性的问题亟待解决。

在信息革命的热潮下，大数据、物联网、云计算等新一代信息技术的出现为供应链管理带来新的改进，Google，IBM，A－mazon，Yahoo 等知名企业也在近几年相继投入精力开展新一代信息技术项目[1]。以物联网技术为例，通过局部网络或者互联网，将人员、器械等主体相互连结，形成可远程操控的智能网络，在人为干预控制下实现自动化管理水平提升，工作效率明显提升，从而提升供应链结构运营的鲁棒性[2]。物联网平台的搭建使信息透明公开、资源深度整合，有效解决了信息不准确而无法确定需求所带来的影响，企业可根据自身需求灵活选取，构建供求关系，实现资源最优配置，完成供应链正常运作，实现供求双方均能受益。

近些年，国外对于物联网环境下的供应链资源优化配置、运营协调的研究也愈加进步，国内研究现状处于发展阶段，物联网背景下的供应链管理已然成为又一研究热点。对此，本文通过对先前学者们的研究成果进行梳理并分析了物联网环境的供应链运营结构，在此基础上对研究不足之处提出见解，为之后的相关研究提供指导性的帮助。

1 文献回顾及评述

1.1 相关理论概述

信息作为一种“资源”在供应链企业之间进行合理配置，其经济价值必会在企业交易得以变现，为清楚表现出该研究课题所涉及到相关理论，具体的理论框架如图1 所示。

图1 理论架构图

在图1 中，信息经济学作为信息科学及经济学的交叉领域，其主要阐述了信息技术及其产业结构为销售市场所带来的经济影响，产权理论、契约理论、激励理论等理论与组织行为学相关理论的综合应用旨在通过完善市场制度，借助一些手段调节企业之间交易关系，改善供应链运营结构，从而使资源、收益达到优化协调，实现市场可持续发展。物联网环境下的供应链管理及资源优化配置研究可以上述理论作为构建基础理论框架，并在探索中不断完善研究理论体系，丰富供应链管理理论。

1.2 文献回顾

（1）物联网技术与供应链管理应用。物联网技术中以自动射频识别技术（RFID）、VR 等较为常见。由于RFID 技术能够对信息快速准确识别、定位及长期跟踪管理，读取距离大、有效跟踪物体流动路径的优异性[3]等优点而成为解决供应链管理中库存错放、信息无法及时追溯等问题的有效手段。诸如迪卡侬、梅西百货等大型零售公司，海澜之家、红领等一些服装企业已经开始把RFID 技术应用到供应链的各个相关环节[4]。Shin 等[5]利用柯布—道格拉斯生产函数对美国零售商供应链进行研究发现：利用RFID 技术可以大大降低产品扫码的错误率，从而使劳动生产率上升。Lorite 等[6]利用RFID 技术对食品供应链中温度监控系统进行辅助，进而降低了食品的腐坏率，使消费者获得的产品有质量保证，提高企业收益。Leng 等[7]的研究结果表明，RFID 技术在农产品供应链的生产、检测等环节的应用得到有效验证。王力[8]对物联网环境下的宝钢深化体系建设及供应链管理提出了相关意见。李媛[9]、谭慧[10]也从信息追溯系统的构建、仓储管理方面入手探究了物联网技术于供应链管理中的实际应用。

（2）物联网环境下供应链协调。针对物联网环境下的供应链协调问题，Cui 等[11]对一个零售商和一个供应商的二级供应链中库存不准确性下的最优订货量和期望利润的成本效益进行研究，提出最优协调策略，发现RFID 技术不仅可以降低库存不准确率，而且可以加强供应链协调。Wang 等[12]研究了在集中和分散供应链中代理商对RFID 采用的激励并采用条件风险价值（CVaR）准则来衡量零售商的风险态度，并确定实施RFID 时协调供应链的条件。Lei 等[13]以一个二级供应链为研究对象，在考虑RFID 技术消除库存不准确的条件下，对收益共享契约的协调机制进行了探究。代宏砚等[14]探讨了RFID 获取实时信息的准确性对供应链成本和协调的影响。赵道致和刘国继 [15]以VMI 模式下的两级供应链为研究对象，比较应用RFID 前后的供应链成本变化情况并设计成本共担契约实现供应链整体的Pareto 改进。张李浩及其研究团队[16-19]在考虑产量竞争、库存错放、预付款融资等条件下研究了投资RFID 技术下的供应链的均衡条件及契约协调的影响。杨惠霄和骆建文[20]探究了定价权及收益共享契约机制对RFID 投资决策影响并提出不同激励条件下企业投资RFID 技术有着不同投资意愿的这一结论。

（3）云制造环境下资源优化配置。李伯虎及其团队[21]在物联网、云计算等基础上提出“云制造”的架构，通过云制造技术，能够为制造全生命周期过程提供可随时获取、按需使用、安全可靠、优质廉价的服务，对于资源优化配置有着显著的提升。基于云制造架构，Ghomi 等[22]对资源配置所遇到问题及挑战及未来发展趋势给予见解。Lin 等[23]从集中决策和分散决策优点的角度出发，提出两级调度决策的多中心管理机构，对云制造资源匹配优化加以协调，从而降低整个系统的运行成本。Jiang等[24]基于多目标粒子群优化算法对云资源供应链调度优化问题进行了探讨。许春安和李芳[25]在考虑服务质量的基础上对云制造平台的资源优化问题进行了深入讨论。张洪国等[26]的研究结果表明在时间维度上保证资源匹配的公平性，可提高资源受限情况下的云制造服务资源全局优化配置效率。王雪冰和赵道致[27]利用线性规划的方法对云制造环境下资源配置最优化建立模型进行了分析，并根据市场需求影响来调整供需双方的资源配置，从而达到利润和效用优化的目的。赵道致等[28-30]在考虑供应商质量激励、多服务结构、主体心理的影响下对云制造资源优化配置问题进行研究，并给出了相关建议，为云制造资源配置优化决策提供了有效参考。

1.3 文献评述

通过对物联网技术于供应链的应用、物联网环境下供应链协调、云制造环境下资源优化配置三个方面的研究成果进行归纳总结。不难发现，物联网环境下企业及其所在供应链运营管理有着显著提升，云制造环境下企业资源配置得到显著优化。但上述研究成果仍旧有所不足，主要体现以下方面：

（1）考虑到RFID 技术的应用对库存资源配置作了较好的研究，但资源不仅仅是存货，还包括人力、机器等资源，如何实现这些资源得优化配置有待商榷，且上述文献也只是从技术层次说明物联网技术对资源配置优化的有效性，并未考虑到经济属性。对企业来说，以最少的成本获得最大的收益才具有决策意义，在这方面相关的研究较少。

（2）已有学者对投入物联网技术的供应链协调进行了研究，实际上，在技术等方面的约束下，一些企业只能将技术开发外包给物联网服务商等经济主体去完成。上述主体嵌入供应链结构中，供应链运营结构重新构成，企业原先的信息关系及交易模式将会得到改变，在这种情况下，供应链节点企业之间的收益如何确定、如何实现供应链协调及Pareto 最优的改进条件等方面的研究在现有文献仅中有少数涉及。

（3）物联网平台搭建后，信息深度透明及资源深度整合使得资源的组合方式数以千计，企业通常会以自身利益最大化去选择最优组合，那么从决策行为及心理因素角度入手，企业间的博弈方式必将受到影响，多个主体之间的博弈方式也将成为一大难点，如何评价资源使用的绩效、如何建立评价体系在现有文献中也比较罕见。

（4）对于物联网环境下供应链风险管理的研究阐述也在少数。在新的环境下将会面对的是不同的风险与挑战，通过物联网平台构成的供给关系在短期内能够实现资源的有效配置，在此有着诸多的风险，如何识别并提早预防将是又一研究方向。

2 物联网环境下供应链运营结构及资源配置方式分析

这里将资源定义为生产性资源及信息性资源两种，原材料、机械设备、服务设施等生产性资源都是企业在日常生产运作的必需品。由于传统供应链中上下游企业信息不对称而引发的“牛鞭效应”现象在供应链管理中时常出现，致使需求信息的不准确性导致“双重边际效应”，对企业及其所在供应链造成影响。物联网服务商等经济主体作为信息性资源的所有者嵌入到供应链运营结构中必然会对传统供应链的运营带来破坏性的影响。为探究物联网环境下的供应链运营结构及资源配置方式，具体运营结构如图2 所示。

图2 物联网环境下供应链运营及资源配置示意图

在图2 中，将物联网环境下供应链运营分成三个层次即企业层、资源层、信息层。在企业层中，分为上游企业层及下游企业层，在通常情况下，上游企业层中的企业一般在供应链中占主导地位，下游企业一般会与上游企业进行合作。资源层即各个企业所拥有的资源。在信息层中，引入物联网服务商构建物联网平台为供应链上下游企业提供信息技术服务，将资源类别、仓储所在地、价格、存量等准确信息深度公开，同时可以根据要求对企业之间进行配对。

在此环境下，供求主导关系也在间接发生改变，供求双方均可以成为资源选择的主导者，而非单一的选择或被选择，下游企业可以灵活选择与上游企业构建资源供给关系，也可以与同一层次的企业进行资源共享，这样使资源配置方式由先前的垂直整合架构演绎成网络协同架构，促进了网状资源配置机制形成。由于物联网环境下信息全面、实时共享及物与物的相互连接使得供应链企业间及企业和顾客原有的信息关系和交易模式也会发生改变，使得供应链企业间的关系由原来的竞争关系变为组织之间的竞争与设施之间的合作并存的交叉关系，进而供应链企业之间运营的均衡条件发生改变。

从理论角度分析后可见物联网技术与供应链管理研究契合点的可行性。但实际上从经济角度去思考，物联网技术的引进和开发需要高额的成本，而且对于一些技术有限的企业来说只能花费巨额的费用求助相关服务商提供技术服务，可能会对企业的资金运营带来一定影响；其次是信息准确性，由于信息迭代速度快且市场变动规律较难预测，资源需求的随机性作为不稳定因素，对于企业决策将会成为较大难题；再者，对于一些时效性资源、企业急需的资源来说，资源所存储的地理问题会对运送带来一定影响，资源很可能失去其效用而导致失去经济效益。所影响的方面还有很多，企业在进行决策时应该考虑到这些因素。

3 物联网环境下供应链运营协调及资源优化配置的研究趋势

通过国内外相关学术史的梳理发现，目前，物联网技术融合入供应链中，并对节点企业的资源配置、产品定价、上下游企业合作关系等进行探索已成为必然研究趋势。基于此，未来可深入探讨的内容和涉及到的研究方法如图3 所示的架构图，以此为基础提出以下几个研究方向。

（1）供应链资源配置的博弈研究。随着物联网平台的设立，资源供给实现深度整合，进而可以满足企业的资源需求，不同的资源组合配置有着不同的绩效。如何选择最优资源组合对企业运营有着最优绩效；形成新的供应关系后企业之间的博弈方式及动态博弈的演变，如何通过数学模型方面研究仍旧是现在研究的课题。

（2）物联网环境下供应链运营均衡条件及Pareto 最优条件改进。物联网服务商等经济主体嵌入到供应链结构中势必会破坏传统的供应链结构，企业资源配置模式的变化、经济主体增加、交易模式的改变使得供应链节点企业的利益得到重新分配，进而供应链均衡条件发生改变。从供应链网络均衡角度出发，基于最优化理论、边际分析理论等对供应链各节点企业的交易模式进行分析、各个节点的资源配置如何达到Pareto 最优条件值得深刻思考。

（3）物联网环境下供应链运营结构优化。由于供应链内主体增加，运营结构改变，使得供应链运营鲁棒性条件间接改变，以扎根理论等理论为基础如何有效设计供应链结构；优化后的供应链结构运营绩效评价指标如何选取、设立评价体系量化考察等问题值得深入讨论。

（4）物联网环境下供应链风险管理。物联网环境下必然会带来新的风险源出现，对风险准确识别，采取有效的控制手段及预防措施降低链上企业的损失也可以作为之后的研究方向。可以通过案例分析、实况调研等方式进行风险识别并分类，利用结构方程模型等统计学模型进行量化分析可进行更深层次的研究。

物联网环境下供应链运营协调及资源配置研究趋势架构如图3 所示：

图3 物联网环境下供应链运营协调及资源配置研究趋势架构图

综上所述，物联网、供应链、资源配置、运营协调多方面相结合的研究是必然趋势，在物联网等新兴信息技术的协助下，供应链运营管理将逐渐向“智能化”转型，资源匹配及配置将会得到最有效解决，实现企业之间的双赢。多个学科之间的相互交叉研究势必会丰富供应链管理理论，在实际应用中变得更有效，可期未来研究成果将十分丰富。