基于EPC物聯網的供應鏈管理系統研究

薛 穎 （西安財經學院 信息學院，陜西 西安 710061）

物聯網的概念是在1999年提出的，但早在1995年比爾蓋茲就在他的 《未來之路》一書中描述了他的智能化豪宅，后被研究者稱為朦朧的 “物聯網”。經過過去幾年的技術和市場的培育，物聯網即將進入高速發展期，它是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域，同時也給各個行業帶來了了廣闊的新市場。

最早關于物聯網的定義是由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出，2005年國際電信聯盟 （ITU）發布了 《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了 “物聯網”的概念，指出無所不在的 “物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物品嵌入產品電子標簽后都可以實現因特網上的主動信息交換。與此同時射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用[1]。

有關 “物聯網”的定義至今沒有一個統一的表述，但研究者普遍認為物聯網就是將射頻識別設備、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統等多種設備裝置通過互聯網連接起來，從而實現對物體的智能化識別和管理。目的就是讓所有物品在任何時間、任何地點都可以進行遠程感知、跟蹤、定位、追溯、監控和管理，在此基礎上實現人與人、物與物之間的互聯。

近年來，為應對日益激烈化的市場競爭，許多企業將實施供應鏈管理作為提升競爭力的主要手段。一些著名的企業在供應鏈管理實踐中取得的巨大成就，也使人們更加堅信供應鏈管理是企業適應全球競爭的一種有效途徑。然而，物聯網的出現及其在全球范圍內對每個物品跟蹤監控的全新理念，將在根本上改變供應鏈流程和管理手段，為企業供應鏈管理的發展帶來新的機遇。因此，研究物聯網環境下的供應鏈管理系統成為了一個重要課題。

1 物聯網的研究現狀

物聯網目前還處于研究階段，關于物聯網技術的各項技術標準還不完善。各國當前在物聯網領域的研究基本同步。

物聯網的概念起源于美國，憑借強大的技術和經濟實力，美國始終主導著全球信息技術產業的發展，并在物聯網的標準、技術、服務、應用等方面作出巨大貢獻，不斷推動全球物聯網向前發展。2009年奧巴馬就任總統后的首次美國工商業領袖圓桌會上，IBM CEO彭明盛首次提出 “智慧的地球”概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施，得到了奧巴馬總統的積極回應，并在隨后出臺的總額為7 870億美元的 《經濟復蘇和再投資法》并加以具體落實。有分析稱，物聯網必將成為新的經濟增長點。在所謂 “智慧的地球”這一概念中，物聯網是其重要的組成部分，它的主要思想就是把電子標簽、傳感設備等嵌入到各種物品中并通過互聯網聯系在一起，同時使用超級計算機和云計算進行控制和管理，最終實現 “物聯網＋互聯網＝智慧地球”的構想。

美國商業零售巨頭沃爾瑪從2005年起即要求排名前100位的供應商使用EPC系統管理物流過程，根據統計數字，通過使用EPC系統沃爾瑪每年節約物流費用達到83.5億美元。由此可見，物聯網可以對成本管理產生良好的效果。

對我國而言，物聯網的發展還具有特別的戰略意義。面對新型的物聯網，我國與其他國家都處于同一起跑線上，這無疑為我國擺脫發達國家在網絡技術上的壟斷提供了一次良機。2003年12月，國家標準化管理委員會會同科技部在北京召開了 “物流信息新技術聯席會議”。以此會議為契機，中國將有關物聯網的研究擺在了國家戰略的核心地位。2005年科技部制定 《中國射頻識別技術 （RFID）政策白皮書》，2007年無線電頻率主管部門頒布了我國RFID應用頻段。2009年11月科技部頒布了 《中國射頻識別技術藍皮書》，并設立 “863”項目 “RFID技術標準與制定”，開始制定相關技術標準。2009年11月3日，國務院總理溫家寶發表了題為 《讓科技引領中國可持續發展》的重要講話，在這次講話中。物聯網被列為國家五大新興戰略性產業之一。要求 “著力突破傳感器、物聯網關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的發動機”。

2 物聯網的體系結構

由于目前各國沒有統一的物聯網技術標準，因此體系結構也不盡相同，但是大多數物聯網系統有三個層次。一是感知層，即利用RFID、EPC、傳感器等隨時隨地獲取物體的信息；二是網絡層，通過各種電信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是應用層，把感知層得到的信息進行處理，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等實際應用。在整個物聯網系統構架中，編碼技術、標識、解析、信息服務、安全以及中間件技術協同各個層面以實現物聯網的最終目標，如圖1所示。

圖1 EPC物聯網系統結構

通過圖1可以看出，借助于EPC編碼系統的物聯網不僅可以查詢到商品生產企業本身相關信息，還可以通過互聯網的接入技術實現商品在供應鏈網絡中管理痕跡的查詢。這也正是物聯網能夠應用于供應鏈管理中的主要原因。

EPC系統由EPC編碼、EPC標簽和讀寫器、物聯網中間件、對象名稱服務 （ONS）、EPC信息服務器 （EPCIS）、實體標記語言PML等部分組成。EPC編碼是用來用來識別物品的特定代碼，它是通過統一標準實現的全球統一編碼。EPC標簽用來存儲編碼信息，一般嵌入物品之中或是貼在物品表面。讀寫器用來讀取編碼信息，由讀寫器將讀取的原始編碼信息傳遞給物聯網中間件進行過濾、計算、累計、重組等操作，然后報給企業應用程序系統。ONS的功能是進行物品對應信息的定位，實體標記語言使用來描述物品信息的語言。

3 基于EPC物聯網在供應鏈管理系統結構分析——以暢想物聯網供應鏈管理系統為例

在物聯網中，產品在生產完成時，貼上存儲有EPC碼的電子標簽，此后在產品的整個生命周期，該EPC碼成為產品的唯一標識。以此EPC編碼為索引能實時的在物聯網上查詢和更新產品的相關信息，也能以它為線索，在供應鏈各個流通環節對產品進行定位追蹤。EPC標簽具有可讀寫能力，對于供應鏈這種需要頻繁改變數據內容的場合尤為適用。它可以實現數據采集和系統指令傳達的功能，不僅可以提高供應鏈系統的管理效率還能夠大大降低供應鏈中存在的 “牛鞭效應”。

暢想物聯網供應鏈管理系統根據供應鏈系統流程，結合先進的EPC編碼理念進行設計，系統主要由管理平臺、生產企業、倉儲企業、商場企業和企業中間件5大部分組成，不但實現了供應鏈的基本流程，還通過企業中間件的設計為所銜接系統之間的整合實現了編碼，進行了合理的數據處理，快速整合了各系統之間的數據存儲，達到快速傳輸、快速處理的效果，并且在最后通過對相應數據的處理可以實現管理平臺、生產企業、倉儲企業、商場企業對產品的跟蹤和追溯，以實現物聯網的最基本概念，如圖2所示。

圖2 暢想物聯網供應鏈管理系統

3.1 管理平臺。作為系統的核心，管理平臺要完成對企業所提交的數據進行審核，如企業編碼審核，產品編碼審核等；對產品編碼的管理，如企業編碼、產品編碼等，并且要通過管理平臺對下屬企業的生產情況進行控制和觀測；另外在生產企業、倉儲企業、運輸企業進行數據傳輸時管理平臺更是起到了尤為重要的數據連接轉換的作用。

3.2 生產企業。作為系統的源頭部分，通過企業對相應編碼的申請過程，實現對產品、包裝箱進行編碼管理，即EPC標簽的唯一寫入點，整個系統除此之外的所有RFID設備所進行的操作均為讀取信息操作，而不能對標簽中的數據進行更改。

3.3 倉儲企業。倉儲企業的目的主要是為了對生產企業生產的產品進行存儲，并且能夠對產品的存放位置等信息進行確定，以方便生產企業或者其他合作單位進行產品查詢。

3.4 商場企業。完成產品的最終銷售，在商場的系統中會對產品的銷售信息進行管理，并且對商場會員信息進行管理，在產品銷售后會員信息將會與產品信息進行綁定，以便日后查詢跟蹤。

3.5 企業中間件。中間件的設計，其主要目的是進行企業和管理平臺之間的數據轉換，使之能夠在不同的系統之間進行業務單據的完整業務流程處理，其中主要分為EPC標簽寫入、EPC編碼讀取、EPC編碼轉換，等等。

4 暢想物聯網供應鏈管理系統的實施

在理論設計的基礎上，暢想物聯網供應鏈管理系統已經能夠實現與應用企業的系統接駁，具體實施過程中我們將系統結構稍作改動，使其以綜合物流平臺為核心，下設生產、物流、銷售3個子系統，每個子系統均有自己的功能模塊。

生產系統分為采購及供應商管理、生產組織管理兩個模塊；物流系統分為倉儲作業管理、配送執行管理兩個模塊；銷售系統下設銷售管理模塊。各個子系統的數據和表單均與系統標準數據庫實現實時傳遞。供應鏈上各集成企業通過數據轉換接口與系統標準數據庫相接，雙方約定數據格式，規定數據格式文件。

在供應鏈企業合同的執行過程 （也就是企業委托代理關系的實現過程）中，必須在一定的協商機制的指導下，通過協商解決好沖突和利潤分配等問題。必須建立起一定的供應鏈運行狀況—績效評價、預警—應急、風險防范機制、激勵—約束等機制，以更好地控制合同履行及業務運作過程，更有效地實現供應鏈企業之間的委托代理關系。為此，通過建立供應鏈上企業合作及委托代理機制來實現這一功能。

網上銀行、EDI中心、CA認證系統通過標準數據庫連接供應鏈上各企業，實現電子結算、數據傳送、信用評估等功能。

供應鏈上企業將自己所屬的倉庫、運輸車隊、配送中心等物流資源信息錄入到標準數據庫中，組成動態聯盟，發生業務時由綜合物流平臺來統一查詢和調度。建立聯盟倉儲中心、聯盟運輸中心、聯盟配送中心，由綜合物流平臺通過動態聯盟信息接口來下達指令。實施如圖3所示。

5 總 結

從整個供應鏈來看，EPC系統使供應鏈的透明度大大提高，物品在供應鏈的任何地方都被實時追蹤。作為EPC系統在供應鏈管理系統中的具體實現的CXSCMS（暢想供應鏈管理系統）覆蓋了倉儲、配送、運輸等物流管理的整個過程，集物流、資金流和信息流于一體，強化企業的基礎數據管理，提供準確的信息，保證數據的一致性；嚴格企業的物流管理流程；為企業的管理和決策提供可靠的依據，從而提高企業經營活動的有效性和整體經濟效益。但是，由于物聯網的外部環境尚不完善，所以作為開放式的應用平臺，還要做許多的工作。

圖3 暢想供應鏈管理系統CX-SCMS

[1] 國際電信聯盟.ITU Internet Reports 2005:The Internet of Things[R].2005.

[2] 中國物品編碼中心.The EPC global Network TM Demonstration[S].2004.

[3] 全球物品編碼中心.Object Naming Service（ONS）Version 1.0[S].2005.

[4] Amardeo,Sarma Joao Girao.Identities in the Future Internet of Things[J].Wireless Pers Commum,2009,49:351-362.

[5] 張鐸.物聯網大趨勢[M].北京：清華大學出版社，2010:75-88,156-163.

[6] 郎為民.大話物聯網[M].北京：人民郵電出版社，2011:28-36.

[7] IBM商業價值研究院.智慧地球，贏在中國[R].2011.