基于物聯網的生產物流系統研究現狀及展望

摘 要：企業生產物流是指原材料采購、生產過程中所產生的倉儲、包裝、運輸等一系列的物流全過程。隨著企業合作范圍擴大，各個環節復雜程度和交互行為加大。物聯網作為新一代信息技術，在企業應用已非常廣泛。但是，還是有不少企業正在權衡是否將物聯網技術引入到供應鏈系統當中。因此，文章對近年來生產物流系統動態性、系統動力學仿真、基于物聯網的實時生產物流系統等方面的研究做了深刻的剖析。

關鍵詞：物聯網；生產物流系統；研究現狀；展望

前言

企業生產物流包括企業內部生產物流和企業外部生產物流。內部物流是指產品在生產過程中所產生的物流活動；外部物流是指企業將成品配送給客戶過程中的物流活動。隨著企業之間的合作戰略伙伴關系范圍擴大，以及供應鏈外部環境的變化，生產、倉儲、配送各個環節的復雜程度和不確定性的交互行為加大。為解決這一類的動態性問題，需要對生產物流系統進行動態性分析。系統動力學（System Dynamics， SD）為解決動態性復雜問題提供了方法、理論、觀點和工具。系統動力學通過對系統建模，改變系統的結構和信息之間的關系，使得建立出來的模型系統達到具有統計學意義上的動態性的魯棒性結構。早前大部分研究學者運用系統動力學對還未建立的系統（生產系統、物流系統等）進行模型構建和仿真，通過改變系統的結構來了解系統動態行為的趨向和性能，對系統進行結構配置，使得系統具有較好的魯棒性能以及優異的系統性能。但是，由于現在系統環境越來越復雜，例如：各種信息變化不可統計、無法捕獲，以及系統運作過程中的動態性越來越多，使得原來魯棒性結構的系統已經不能適應現在的環境，而不能再保持較好的魯棒性，如果將原來已經構建好的系統重新構建，則導致成本很高，是不太可能的。因此，我們需要通過改變系統的信息交互機制，使得系統在原有的魯棒性結構下，重新達到統計學意義上動態性的魯棒性系統。作為一項新的信息技術，物聯網（Internet of Things， IOT）的應用可以為系統的數據采集、傳輸提供良好的契機。

1 生產物流系統執行動態性

在生產制造方面，鄭力等指出制造系統的復雜性問題十分突出，且由于社會、經濟等方面的數據不準確性、事件發生概率的隨機性等，使得環境出現不可避免的動態性[1]；在物流方面，朱衛鋒等運用自行開發的復雜物流系統仿真工具CLSim對復雜物流系統訂貨點量問題進行了仿真及優化[2]；在生產物流系統方面，梁珍英以制造企業的生產物流系統為核心，對供應鏈上、下游環節等因素進行了研究和分析，并針對出現的問題提出了相應的措施，從而提升企業的管理水平、運作效率及經濟效益[3]。

2 生產物流系統動力學仿真

系統動力學是由麻省理工學院的Forrester教授于1956年創立的一門研究系統動態復雜性的科學方法。

在供應鏈方面，系統動力學的應用非常的廣泛。彭志高等根據供應鏈系統與系統動力學的特點，對供應鏈網絡結構進行分析，論述了基于制造業企業供應鏈系統有關的關鍵因素，并逐步探討了供應鏈網絡系統動力學模型的建立方法和過程[4]。劉媛媛等利用系統動力學對“啤酒游戲”進行仿真分析，通過比較二級、三級、四級供應鏈各節點企業訂貨率的波動情況，對供應鏈結構本身是造成“啤酒游戲”中“牛鞭效應”的內在原因進行了深入的探討[5]。

在信息交互機制方面，張力菠等利用系統動力學方法對兩級供應鏈系統的動態仿真模型進行構建，發現隨著補貨周期的延長，“牛鞭效應”呈現單調遞增的變化趨勢，并可以找到一個最優的補貨周期[6]。

3 基于物聯網的實時生產物流執行系統

物聯網在供應鏈執行系統的應用越來越普遍。在制造倉儲領域，錢洪法提出物聯網技術對制造業的作用主要體現在：生產智能化、物流追蹤化、服務及時化[7]；在物流配送方面，朱文和將物聯網技術應用在智能化物流配送服務中，進一步通過效益對比驗證了物聯網技術能夠提高企業倉儲及物流配送效率，降低配送成本[8]。

4 結束語

綜上，已有文獻缺少從動態系統的角度來定量化地探討、評價物聯網系統及其配置方案的可行性，具體表現在：（1）在系統設計方面，學者們側重于信息系統框架及部署軟、硬件設施，卻忽略了系統中各要素動態性及它們之間的復雜關系，導致企業運作動態性增強；（2）在物聯網效能方面，文獻大多從對長時間窗下的績效指標進行研究，而較少研究短時間窗下的局部的動態性對系統整體運行表現的影響。因此，在以上兩個方面還需要更多的學者花費更多的精力去探討。

參考文獻

[1]鄭力，江平宇，喬立紅，等.制造系統研究的挑戰和前沿[J].機械工程學報，2010，46（21）：124-136.

[2]朱衛鋒，費奇，陳學廣.復雜物流系統訂貨點量仿真優化調整策略[J].華中科技大學學報：自然科學版，2006，34（12）：114-116.

[3]梁珍瑛.制造企業生產物流系統的分析與評價研究[D].西安：西安理工大學，2010.

[4]彭志高，滕春賢.基于系統動力學的供應鏈網絡仿真模型的研究[J].哈爾濱理工大學學報，2007，12（2）：153-156.

[5]劉媛媛，王海燕.供應鏈節點變化對牛鞭效應影響的系統動力學仿真研究[J].物流技術，2006（6）：50-53.

[6]張力菠，陳杰，馬義中.基于時間的VMI整合補貨模式的系統成本與牛鞭效應[J].系統工程，2006，24（10）：26-33.

[7]錢洪法.芻議物聯網在制造業信息化中的作用[J].計算機光盤軟件與應用，2013（19）：42-43.

[8]朱文和.基于物聯網技術實現供應鏈全過程的智能化物流配送服務[J].物流技術，2010，29（13）：172-173.