基于物聯(lián)網技術的超市網絡資源整合模式研究

吳家樂，尹 超

（1.上海海關學院 海關管理系，上海 201204；2.北京交通大學 經濟與管理學院，北京 100044）

基于物聯(lián)網技術的超市網絡資源整合模式研究

吳家樂1，尹 超2

（1.上海海關學院 海關管理系，上海 201204；2.北京交通大學 經濟與管理學院，北京 100044）

在分析國內外零售業(yè)物聯(lián)網研究現(xiàn)狀的基礎上，提出了超市基于物聯(lián)網技術的物流網絡資源整合模式，并詳細分析了超市節(jié)點資源的整合模式和超市物流服務網絡的整合模式。隨后，詳細構建了超市物流網絡資源的整合模型，進行數(shù)學建模分析，以便對資源整合模式做進一步的研究。

物聯(lián)網；超市；資源整合；物流網絡

1 引言

隨著信息技術的迅速發(fā)展，物聯(lián)網技術的優(yōu)勢在超市物流配送服務中也得到充分的發(fā)揮。在先進的物聯(lián)網技術支持下，對超市和物流配送中心等各項作業(yè)進行優(yōu)化，通過建立信息平臺，可以減少產品運銷環(huán)節(jié)，實現(xiàn)各節(jié)點物流資源的有效銜接，逐步實現(xiàn)信息共享、資源整合。利用超市現(xiàn)有的物流服務網絡資源，通過對接，可以實現(xiàn)商流、交通流、信息流的結合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，探索超市物流配送新模式。發(fā)達國家的一些零售業(yè)巨頭已經在自建的配送中心應用了物聯(lián)網技術，它們在信息技術企業(yè)和其它供貨商的配合下，物聯(lián)網技術得到了不斷發(fā)展。在我國，雖然部分連鎖超市已經建立了自己的物流園區(qū)，并且開始應用一些信息技術進行管理，但是物聯(lián)網技術的應用還沒有得到普及和很好的發(fā)展，這導致超市物流網絡資源沒有得到充分整合。

物聯(lián)網技術的應用和發(fā)展對現(xiàn)代零售業(yè)取得競爭優(yōu)勢具有非常重要的作用，物聯(lián)網技術在零售業(yè)中的應用所帶來的好處不僅引起了超市等零售企業(yè)的重視，也引起了國內外學者的研究興趣，他們也展開了相關的研究。美國學者B.C.Hardgrave研究了世界零售業(yè)巨頭沃爾瑪對RFID技術的應用，并對得出的相關數(shù)據(jù)進行分析并評價所得的經濟效益［1］。英國學者Kern和Andy Robson指出零售超市的物流配送中心在應用物聯(lián)網技

術的重要性，并且指出在零售配送中心應用物聯(lián)網技術的必要性［2］。Michael M.和Frank D.以沃爾瑪對物聯(lián)網的應用為例進行了實例分析，并從物流方面闡述了沃爾瑪采用物聯(lián)網技術所帶來的競爭優(yōu)勢［3］。學者Mo Lianguang（2014）研究了物聯(lián)網技術在農超對接中的應用，提出了物聯(lián)網技術可以很好地整合農產品供應鏈，實現(xiàn)信息共享［4］。麥德龍是德國最大的連鎖零售企業(yè)，麥德龍在歐洲零售業(yè)界首先試驗應用了物聯(lián)網技術，麥德龍與供應商實現(xiàn)了信息共享，并且在物流運輸設備和包裝上使用了先進的電子標簽，這樣更便于對供應鏈的各個環(huán)節(jié)進行管理［5］。國內學者沈慧峰研究了世界零售大鱷沃爾瑪?shù)绕髽I(yè)的物流管理技術，他認為國內的零售超市也可以借鑒國外先進零售企業(yè)的管理經驗，并且提出了一些可供操作的合理建議［6］。馬婷、李芳、單大亞等為了研究生鮮食品全程跟蹤和全程可追溯源性問題，提出了基于物聯(lián)網技術的物流配送方案，并結合無線射頻識別技術（RFID）和無線傳感網絡技術（WSN），構建了一個冷鏈物流跟蹤及追溯系統(tǒng)，以此來保證冷藏食品新鮮程度、色澤與安全［7］。

本文在研究物聯(lián)網技術背景下提出了超市物流網絡資源整合模式，這將有利于優(yōu)化整合資源，破除信息“瓶頸”，利用物聯(lián)網技術進行包裝、存儲、保管、配送、信息等企業(yè)管理，有利于零售連鎖超市更好地實現(xiàn)資源整合，從而探索出零售超市物流資源整合新模式。

2 超市網絡資源的整合模式

在物聯(lián)網技術的支持下，超市物流網絡可以更好地實現(xiàn)網絡資源的整合，使資源高效配置，最終趨近于帕累托最優(yōu)。這種最優(yōu)狀態(tài)需要依賴合理、高效的資源整合模式來實現(xiàn)。節(jié)點的整合及物流網絡的整合都需要先進的物聯(lián)網技術作為支持和保障。由此，可以將超市物流網絡的資源整合分為節(jié)點主導下的整合模式、超市物流服務網絡主導下的整合模式。

2.1 超市節(jié)點資源整合模式

物聯(lián)網技術對資源整合的貢獻應是建立在信息共享基礎上的渠道參與組織之間的互惠合作。就是在一個高效的供應鏈中，鏈上的各節(jié)點是環(huán)環(huán)相扣的有機整體，通過分工協(xié)作，達到共同的目標。超市的商品大多屬于生活必需品，需求彈性小，配送頻率高，連鎖超市商品物流渠道的暢通，很大程度上取決于和各節(jié)點的關系，通過物聯(lián)網技術整合供應鏈上各個環(huán)節(jié)的資源，來指導零售超市的采購、銷售服務和整體經營工作，可以突破超市和其它節(jié)點之間信息溝通不暢、信息不能共享的瓶頸。建立基于物聯(lián)網技術的超市商品物流供應鏈，可以通過網絡連接產品生產數(shù)據(jù)以及供貨商、生產商、種植主、批發(fā)商、零售商，形成超市供應鏈，以便對供應鏈上的各個節(jié)點進行實際操作，完成客戶網上訂貨所需要的物流活動。

節(jié)點資源整合模式能夠克服零售企業(yè)內部整合模式使用范圍的局限性，建立多節(jié)點協(xié)同合作的運作模式。本模式借助物聯(lián)網技術，可以把物聯(lián)網技術下的單個節(jié)點主導的服務網絡整合起來，使超市物流服務資源真正的實現(xiàn)信息共享，節(jié)省物流環(huán)節(jié)中的運輸、倉儲和管理費用，提高超市商品供應鏈的信息交流技術，降低物流成本。基于物聯(lián)網技術的節(jié)點整合模式可以達到高效滿足顧客需求的目的，這是對超市資源整合模式的擴展和補充。基于物聯(lián)網技術的節(jié)點資源整合模式如圖1所示。

2.2 超市物流服務網絡的整合模式

超市物流服務網絡既是三網合一的網絡系統(tǒng)，又是物流資源的共享和整合，不僅不同主體對物流服務網絡的要求不一樣，而且相同的物流主體在不同的時期針對不同的供應商和客戶，對物流服務網絡的要求也不一樣。基于物聯(lián)網技術的物流服務網絡既能夠方便零售超市運營活動的順利開展，也能夠保障超市服務網絡的協(xié)同高效運行。要想更好地整合超市服務網絡，需要對物流、資金流和信息流進行一體化管理，實現(xiàn)生產、經營、消費無縫鏈接，實施超市相關企業(yè)的智能化提升工程，引導農民專業(yè)合作社、家庭農場等新型農業(yè)經營主體使用基于互聯(lián)網的開放式企業(yè)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)“產運銷”一體化超市商品電子商務發(fā)展格局。

物聯(lián)網技術下的資源整合應包含生產、加工、保存、銷售和廢物回收等各個環(huán)節(jié)。超市的管理應從個體的資源整合，發(fā)展到拓展超市網絡消費領域，推進電子商務領域物聯(lián)網信息服務平臺建設，促進超市商品的線上線下融合發(fā)展；加快發(fā)展物流配送，加強物流標準化、信息化、專業(yè)化、社會化、組織化建設，為超市服務網絡的整合提供便利。在服務網絡的資源整合過程中，可以充

分利用現(xiàn)代信息技術，構筑“三網合一”平臺，通過對這三個網絡平臺的建設和整合可以提高效率，減少誤差，從而實現(xiàn)超市供求信息平臺和物流信息系統(tǒng)結合，實現(xiàn)超市物流資源的充分整合。

圖1 基于物聯(lián)網技術的節(jié)點資源整合模式

超市物流服務網絡整合模式中所應用的物聯(lián)網信息技術主要有：電子數(shù)據(jù)交換（EDI）技術；條碼（Barcode）技術；POS（銷售時點系統(tǒng)）技術；EOS（電子訂單系統(tǒng)）技術；RF（射頻）技術；GIS（地理信息系統(tǒng)）技術；GPS（全球定位系統(tǒng)）技術；人工智能技術等。這些物聯(lián)網信息技術的使用有利于超市各部門之間的協(xié)同運作，可以使物流服務網絡的整體運作效率提高。基于物聯(lián)網技術的超市物流服務網絡資源整合模式如圖2所示。

圖2 基于物聯(lián)網技術的超市物流服務網絡資源整合模式

在信息就是效率、信息實現(xiàn)效益的今天，超市物流資源整合是提高企業(yè)競爭力的必然趨勢，是超市運營中物流活動的主要表現(xiàn)。以物聯(lián)網信息技術平臺為基礎，利用信息通信技術與各行業(yè)的跨界融合，推動產業(yè)轉型升級，并不斷創(chuàng)造出新產品、新業(yè)務與新模式，可以構建連接一切的新生態(tài)，但物流網絡自身應如何在此外部環(huán)境下利用信息技術，探尋物流網絡的深度優(yōu)化，是值得深入思考的問題。

3 超市物流網絡資源的整合模型

在前面的研究中，通過對基于物聯(lián)網技術的零售超

市物流服務網絡資源整合問題的分析，構建了兩種物流網絡資源整合模式，并給出了物聯(lián)網技術下的整合流程，從理論上探討了超市物流資源的整合模式，所構建的整合模式在理論上搭建了物流網絡資源高效配置的框架，但是物流網絡資源整合模式中各物流網絡資源相互之間的整合關系究竟如何實現(xiàn)、整合思路如何具體化、整合的效果如何計算等，仍需要重點解決。為此，本章試圖通過選取物流配送中心的相關節(jié)點進行優(yōu)化整合，從而構建超市物流服務網絡資源整合的數(shù)學模型，期望解決上述問題。

3.1 模型參數(shù)的描述

基于物聯(lián)網技術的超市物流服務網絡資源整合，是在物聯(lián)網技術的支持下，把超市相關的多個節(jié)點單位構建的供應鏈環(huán)節(jié)連接起來，實行整體規(guī)劃，優(yōu)化配送流程和路線，實現(xiàn)超市業(yè)務的合理銜接，整合配送資源，統(tǒng)一制定配送計劃、統(tǒng)一信息發(fā)布、統(tǒng)一交接標準、統(tǒng)一糾紛協(xié)調，強化作業(yè)管理，達到最佳的配送效率。為了滿足超市對物流網絡高效整合的需要，超市物聯(lián)網綜合信息服務平臺在得到超市送貨需求時，需要對配送中心可用資源進行分配，從而達到既能夠滿足超市送貨要求，又能夠滿足降低物流成本的目標，因此，本文需要構建滿足效率最高和成本最低兩個目標的資源整合數(shù)學模型［8］。為了構建模型首先需要對物流服務網絡的每個變量進行描述。為描述方便，以變量及其相關關系的方式對該超市物流網絡進行描述，其中，決策變量將在模型構建中給出，本文假設服務網絡中有I處配送點，J處周轉點，K處交貨點。如圖3所示。

圖3 配送中心的節(jié)點網絡示意圖

現(xiàn)在對模型參數(shù)做如下的描述：

I—已知的配送點集合，其中各節(jié)點記為i∈I；

J—已知的周轉物流節(jié)點集合，其中各節(jié)點記為j∈J；

K—已知的交貨節(jié)點集合，其中各節(jié)點記為k∈K；

Cij—等待運輸?shù)纳唐窂呐渌忘ci到周轉物流節(jié)點j每單位運量的運輸費，為已知參量；—等待運輸?shù)纳唐窂闹苻D物流節(jié)點j向交貨節(jié)點k運輸單位運量的發(fā)送費，為已知參量；

Uij—等待運輸?shù)纳唐窂呐渌椭行膇到周轉物流節(jié)點j的運輸量，是決策變量；—等待運輸?shù)纳唐窂闹苻D配送地點j到交貨地點k的配送數(shù)量；

Vj—周轉配送地點j的每單位配送數(shù)量的可變費用；

θ—周轉配送地點處理有關業(yè)務造成的費用增加系數(shù)，是已知參量，且0＜θ＜1；

Fj—周轉物流節(jié)點j固定費用，是已知參量；

Yj—通過周轉物流節(jié)點j的運量，是決策變量；

tij—待運商品從i到j的運輸時間，是決策變量；

—待運商品從j到k的運輸時間，是決策變量；

Hi—配送點i處理待運商品的能力，是已知參量；

Pj—周轉配送地點j的業(yè)務能力；

Wk—交貨地點k對需要配送商品的數(shù)量；

Tk—送貨地點k所需要的配送時間，是超市對物流配送的要求。

3.2 模型的約束條件

為了更好地構建模型，需要設定以下的約束條件：

（1）配送點的配運能力。在超市配送商品時，從送貨地點i送出的商品總量要小于或等于其最大送貨能力數(shù)量Hi，因此，配運能力的約束可以表示為：

（2）周轉物流節(jié)點的商品平衡。在超市服務網絡中，進出周轉配送地點j的商品數(shù)量必須相等，因此，運進和運出周轉配送地點的等待配送的商品平衡約束等式是：

（4）配載車輛交貨點的商品需求數(shù)量。構建模型時，要滿足配載車輛的交貨地點對等待運輸商品的需求，因此應滿足如下的約束條件：

（5）模型要滿足至少一個周轉配送點被選中。超市服務網絡在安排任務時，要滿足至少一個周轉配送地點被選中，否則，配載的商品就不能運送到交貨地點。因此，要作出下面的約束：

（6）商品的運輸時間。配送中心的物流服務網絡完成超市需求的時間不能超過超市要求的時間。因此應滿足如下的約束條件：

3.3 模型的構建

在構建超市物流網絡資源整合模型時，需要綜合考慮時間目標函數(shù)、成本目標函數(shù)以及中轉物流節(jié)點運營費用等因素，從而滿足物流需求的時間最少且物流成本最低的目標，因此，超市物流網絡資源整合模型屬于多目標函數(shù)問題，有關的目標函數(shù)描述如下：

（1）時間目標函數(shù)。在本文中，時間目標函數(shù)中應包括配送中心對超市訂貨商品的備貨時間和完成送貨服務任務的時間。由于配送中心對超市訂貨商品的備貨所花費的時間很少，在實踐中常常假設配送中心對超市訂貨商品的備貨時間等于零。配送中心總的送貨時間包括配載商品從配送地點i到周轉配送地點 j的時間，加上從周轉配送地點 j到交貨地點k的時間。因此，所求的時間目標函數(shù)可以表示為：

（2）成本目標函數(shù)。等待運輸?shù)纳唐窂呐渌忘ci到周轉物流節(jié)點j的運輸費用是其中，i∈I， j∈J。

白花前胡資源的研究中，資源調查、仿野生栽培、保證前胡品質是重點。但白花前胡為異花授粉植物，其后代存在較大的變異幅度，而生產中普遍采用種子留種的方法，因此不當?shù)牧舴N技術會導致較為嚴重的早期抽薹現(xiàn)象，同時生產過程中不合理的栽培管理等措施也會加劇早期抽薹現(xiàn)象的發(fā)生，從而嚴重影響白花前胡的產量、質量和種植產業(yè)的經濟效益。

（3）周轉物流節(jié)點的營運費用。在配送過程中，所有的物流服務網絡節(jié)點，其固定費用是一定會產生的，因此，營運總費用中要包含有固定費用在這里，j∈J。并且，所選中的周轉配送地點，由于已經提供配送任務，因此，除了固定費用還要加上配送所產生的可變費用。因為這些可變費用的多少由該配送中心提供配送任務的多少所決定，因此，模型要使用一個周轉配送地點費用增加系數(shù)θ，所以，可變費用的表達式是：因此，此營運總費用是：

在實踐中，營運費用可以并入成本函數(shù)中，因此，最小的成本目標函數(shù)就可以表示為：

（4）超市物流網絡資源的整合模型。綜合上面的參數(shù)變量的描述、目標函數(shù)的描述和約束條件的描述，本文得到超市物流網絡資源整合下的多目標規(guī)劃模型：

其中，i∈I，j∈J，k∈K。

在上述多目標規(guī)劃模型中，決策變量為Uij，U'jk，tij和t'jk；通常運輸變量U與物流配送時間t存在一定的對應關系，但是運送方式不同的情況下，對應關系會存在不同。上面的式（1）是配送時間最短的目標函數(shù)，式（2）表示配送成本最低的目標函數(shù)。式（3）是配送點的配運能力約束；式（4）是進出周轉物流節(jié)點的等待運輸?shù)纳唐窋?shù)量相同；式（5）表示周轉物流節(jié)點處理能力的約束；式（6）表示交貨地點需要的配送商品數(shù)量；式（7）顯示至少一個周轉配送地點被選中；式（8）表示時間約束條件。

4 結論

本文較為系統(tǒng)全面地研究了基于物聯(lián)網技術的超市物流網絡資源整合模式，超市服務網絡的資源整合將會降低牛鞭效應、降低庫存成本，提高庫存周轉率。隨著零售行業(yè)信息化、自動化和智能化程度的提高，現(xiàn)代超市商品流通的整個過程也將更加高效、協(xié)調、有序。物聯(lián)網技術已經深深地影響著超市供應鏈管理的各個環(huán)節(jié)，對于產品的開發(fā)與銷售來說，物聯(lián)網技術也已經使得整個供應鏈管理更為便捷、科學和有效。因此，構建超市統(tǒng)一的物聯(lián)網資源整合模式，可以降低損耗和成本，獲得最佳的經濟效益和社會效益。

目前，我國超市的物聯(lián)網使用技術尚處于初級階段，資源整合技術更不成熟，使用物聯(lián)網技術建立有效的全程監(jiān)控管理和全程可追溯體系,可有效整合供貨商、零售商和消費者的信息資源，提高零售超市的管理效率。本文的研究對于如何在我國連鎖超市企業(yè)正確的研究和推廣物聯(lián)網應用具有重要的理論和應用價值。本文從新的視角對超市物流網絡資源整合技術進行了研究，該研究填補了當前在物流網絡資源整合模式研究方面的不足。另外，在物聯(lián)網技術與零售連鎖超市企業(yè)實際運營業(yè)務的整合以及進一步的提高方面還需要有關人員做大量的研究工作，論文對物聯(lián)網在零售供應鏈中的應用作了大量的研究，鑒于相關零售企業(yè)的案例和有關的數(shù)據(jù)不易得到，因此，本文并沒有對物聯(lián)網技術應用做出進一步的數(shù)量研究，這些有待于未來深入研究。

［1］B C Hardgrave,et al.Measuring the impact of RFID on out of stocks at Wal-mart［J］.MIS Quarterly Executive,2008,7（4）.

［2］Andy Robson.Tracking RTI in Retail：Hidden ingredient to ROI［J］.RFID Journal Live！Europe,2005,（1）.

［3］Dewolf.Understanding Radio Frequency Identification（RFID）and Its Impact on the Supply Chain［Z］.School of Business Penn State Behrend,2006.

［4］Mo Lianguang.Study on Supply-Chain of Agricultural Products Based on IOT［A］.2014 Sixth International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation［C］.2014.

［5］（日）三宅信一郎,周文豪.RFID物聯(lián)網世界最新應用［M］.北京：北京理工大學出版社,2012.

［6］沈慧峰.沃爾瑪物流的研究對中國零售業(yè)的建議［D］.北京：對外經濟貿易大學,2006.

［7］馬婷,李芳,單大亞.基于物聯(lián)網技術的食品冷鏈物流跟蹤及追溯問題研究［J］.上海理工大學學報,2013,（6）：557-562.

［8］J Auramo,A Arninoff,M Punakivi.Research agenda for e-business logistics based on professional opinions［J］.International Journal of Physical Distribution amp; Logistics Managemenr, 2002,32（7）：513-531.

Study on Supermarket Network Resource Integration Mode Based on IOT

Wu Jiale1,Yin Chao2
（1. Department of Customs Administration, Shanghai Customs College, Shanghai 201204；2. School of Economics Management, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China）

In this paper, we analyzed the current status of the IOT researches in the retail industry both in China and abroad, proposedthe logistics network resource integration mode of the supermarket based on the IOT technology, and detailed the integration modes of thenodal resources and logistics service network of the supermarket. Next, we elaborated on the establishment of the mathematical model of theintegration of the supermarket logistics network resources to facilitate further studies on the resources integration mode.

IOT； supermarket； resource integration； logistics network

TP391.44；TN929.5；F717.6

A

1005-152X（2016）09-0136-06

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.09.028

2016-08-02

中華人民共和國科學技術部“十二五”國家科技計劃課題“城鄉(xiāng)一體化商業(yè)服務網絡建設關鍵技術研究與示范”（2014BAL07B01）

吳家樂，女，內蒙古赤峰人，上海海關學院海關管理系學生；尹超，男，山東青島人，北京交通大學經濟與管理學院博士生。