基于物聯網技術的智能物流供應鏈管理方法研究

摘 要：物聯網技術在物流供應鏈管理中的應用，通過實時數據采集、智能化處理和優化決策，顯著提升了供應鏈的透明度、效率和響應速度。物聯網系統能夠實現多節點之間的數據共享與協同，結合區塊鏈等安全技術，確保供應鏈數據的安全性與完整性。智能運輸系統和智能倉儲管理的廣泛應用，進一步推動了物流行業的數字化與智能化轉型，為現代供應鏈提供了可持續發展路徑。

關鍵詞：物聯網 智能物流 供應鏈管理 數據安全

隨著全球化進程的加速和數字化技術的廣泛應用，物流供應鏈管理已成為現代經濟體系中不可或缺的環節[1]。物聯網（IoT）技術作為新一代信息技術的代表，通過其強大的數據采集與傳輸能力，為智能物流供應鏈管理注入了新的活力。正如管理學大師彼得·德魯克（Peter Drucker）所言：“在變革的時代，唯一不變的就是變化本身。”在這種動態環境下，傳統的供應鏈管理模式因信息不對稱、決策滯后等問題，已無法滿足日益復雜的市場需求。通過物聯網技術的應用，物流供應鏈能夠實現信息流、資金流和物流的實時監控與智能化管理，從而提升供應鏈的透明度、靈活性與響應速度。

1 現有物流供應鏈管理中的瓶頸問題

1.1 信息不對稱與數據傳遞效率低下

信息不對稱指的是供應鏈各環節中的參與者無法獲取到對稱、完整的信息，從而導致決策失誤和效率降低[2]。供應鏈的各個節點——從供應商、制造商到分銷商和零售商——常常處于信息孤島的狀態，這種局面嚴重阻礙了供應鏈的協同運作。正如著名經濟學家喬治·阿克洛夫（George Akerlof）在其信息不對稱理論中所指出的，“信息的不對稱會導致市場失靈”。物流供應鏈管理中，信息滯后與不完整會導致需求預測偏差、庫存管理失控以及運輸調度效率低下等問題。

數據傳遞效率低下也加劇了這一現象。由于傳統物流供應鏈依賴人工操作或單一的信息系統，各環節之間的數據信息無法實現實時共享與無縫傳輸，導致信息在傳遞過程中產生延遲或誤差，進一步降低了供應鏈的反應速度和決策準確性。

1.2 供應鏈可視化及實時監控的不足

供應鏈可視化指的是通過技術手段使各參與方能夠清晰、透明地了解供應鏈的各個環節，包括庫存水平、運輸進度、訂單狀態等[3]。傳統供應鏈管理系統往往缺乏全面的可視化功能，導致各節點之間的信息傳遞不夠透明，難以實現供應鏈全流程的實時監控。尤其是在跨區域、跨部門的復雜供應鏈中，數據孤立現象嚴重，信息滯后性進一步放大了供應鏈風險。例如，供應鏈中斷、延誤等問題無法被及時發現和解決，導致資源配置不合理、物流成本增加。并且，缺乏實時監控能力使得管理者難以對市場需求的動態變化做出快速反應，影響供應鏈的整體效率。

2 物聯網技術應用中的局限性

2.1 數據安全與隱私問題

基于物聯網的智能物流供應鏈管理中，數據安全與隱私問題是不可忽視的挑戰之一（表1）。隨著數據的廣泛應用，供應鏈中的數據泄露、篡改和未經授權訪問的風險也隨之增加。供應鏈中的各方不僅需要共享敏感的商業信息，還涉及客戶的個人隱私數據，這對數據保護提出了更高的要求。數據的實時傳輸與存儲過程容易受到網絡攻擊、黑客入侵和系統漏洞的威脅。

2.2 技術集成度與普及度不足

技術集成度不足主要體現在不同系統、設備和平臺之間缺乏互聯互通，導致信息孤島現象嚴重，難以實現供應鏈全鏈條的協同管理。各企業和供應鏈節點往往使用各自獨立的管理系統，這些系統之間標準不統一，數據接口不兼容，導致數據傳輸和信息共享效率低下。

物聯網技術的普及度也面臨挑戰，尤其是在中小企業中，技術成本、設備更新和人員培訓等方面的投入不足，進一步限制了物聯網技術的廣泛應用。企業對新技術的適應能力和技術基礎設施的差異，也加劇了技術推廣的難度。

3 基于物聯網的智能物流策略

3.1 優化物流供應鏈信息流的解決方案

3.1.1 利用物聯網技術提升數據傳輸效率

智能物流供應鏈管理中，利用物聯網技術提升數據傳輸效率是優化供應鏈整體運作效率的核心途徑之一。物聯網技術通過傳感器、無線網絡等設備，實現了供應鏈各節點之間數據的實時采集與傳輸。與傳統的人工輸入和紙質記錄方式相比，物聯網技術大幅提升了數據傳輸的速度與準確性，減少了信息滯后和傳輸誤差。數據傳輸效率可以通過傳輸速率公式來表示：

E代表數據傳輸效率，D代表傳輸數據量，T代表數據傳輸時間。利用物聯網技術，可以通過減少T（傳輸時間）來提升E（傳輸效率）。例如，物聯網設備通過無線網絡或5G網絡實時傳輸數據，相比于傳統網絡，能夠顯著降低延遲和數據傳輸的時間。進一步優化可以通過引入邊緣計算來降低數據處理延遲，減少對中心服務器的依賴，從而降低T的值，提高E的數值。

物聯網系統還能夠通過并行傳輸技術來提升數據傳輸的效率。假設每個節點在時間T內能夠傳輸的數據量為D，在傳統的串行傳輸模式下，總傳輸量為n×D，其中n為傳輸節點數量。而通過物聯網技術，采用并行傳輸方式，理論上可以在同樣的時間T內傳輸總數據量達到nD，從而進一步提升整體數據傳輸效率。

為了確保數據傳輸的穩定性和效率最大化，還需考慮網絡擁塞和數據丟包率的影響。在復雜物流場景中，物聯網技術通過自適應傳輸協議和動態負載平衡，能夠有效緩解網絡擁堵問題，保證數據傳輸的可靠性和速度。

3.1.2 構建可視化供應鏈管理平臺，提升透明度

傳統供應鏈管理中，各環節的信息往往處于分散狀態，導致供應鏈運行中的不透明性，增加了管理和決策的難度。通過引入可視化技術，供應鏈中的數據可以以圖形化和動態展示的形式呈現，使得管理者能夠實時監控供應鏈的各個節點。可視化平臺通過整合物流、庫存、運輸和訂單等數據，提供全局的視圖和關鍵績效指標（KPI）的跟蹤，有助于提前預警潛在的瓶頸或延誤（圖1）。通過可視化平臺，各參與方可以獲取供應鏈中的實時動態信息，從而加強協同與溝通。這不僅提高了信息透明度，還增強了供應鏈的靈活性與響應能力。此外，利用大數據分析與可視化相結合，管理者可以更加精準地進行供應鏈優化，及時調整庫存水平、運輸路線等，提高整體運營效率。

3.2 提升供應鏈各環節智能化水平的策略

3.2.1 通過RFID、傳感器等技術實現智能倉儲管理

通過RFID（射頻識別）和傳感器等技術實現智能倉儲管理，是提升倉儲運營效率和精準度的核心策略之一。RFID技術能夠對倉庫中的物品進行實時追蹤和識別，無需人工干預即可自動記錄物品的入庫、出庫、庫存盤點等環節。相比傳統的條形碼技術，RFID可以同時讀取多個標簽，并具有更長的讀取距離，極大地提高了數據采集的效率。傳感器技術的應用則使倉儲環境中的溫度、濕度等參數能夠被實時監控，確保貨物在合適的環境條件下存儲，尤其對于冷鏈物流中的易腐產品，這種實時監控顯得尤為重要。

具體策略包括以下幾方面：在倉庫入口和出口部署RFID讀取器，實現自動化的物品進出庫記錄，減少人為操作的誤差；在貨架或托盤上安裝傳感器，實時監測貨物的位置和狀態，結合倉儲管理系統（WMS），實現自動化庫存管理和動態調度；利用大數據分析結合RFID和傳感器收集的信息，優化倉庫布局，提升揀貨路徑的效率，減少物品查找時間。這些策略的實施不僅提高了倉儲管理的效率和精準度，還降低了人工成本，增強了倉庫運營的智能化和可視化水平。

3.2.2 應用智能運輸與配送系統，提升物流效率

智能運輸系統（ITS）通過物聯網、大數據、人工智能等技術，優化運輸路徑、減少車輛空載率、提升配送的準時性和靈活性。通過結合地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS），智能運輸系統能夠實時監控車輛位置、運輸狀態以及交通情況，動態調整運輸路線，避免擁堵或其他突發狀況，顯著提高運輸效率。具體策略包括（圖2）：應用大數據分析對歷史運輸數據進行挖掘，預測運輸高峰時段及易發生延誤的路段，從而提前制定優化的配送路線。利用智能調度系統根據訂單的緊急程度、距離和運輸條件，自動分配最優的配送車輛和路線，減少車輛空載率，提高運輸資源利用率。智能運輸系統還能通過車輛傳感器實時監測車輛狀態，如燃油消耗、溫度控制等，及時發現和預防故障，確保運輸過程的穩定性和安全性。在末端配送環節，智能配送系統通過無人配送車或無人機的應用，可以在短距離或密集區域內實現高效的貨物配送，減少人力成本并提高配送速度。

3.3 保障數據安全與隱私的解決方案

3.3.1 采用區塊鏈技術保障供應鏈數據的安全性

區塊鏈技術通過去中心化、分布式賬本和不可篡改的特性，確保供應鏈中各環節的數據透明、可信，且所有交易數據均可追溯。每個數據塊在被寫入區塊鏈時，必須通過共識機制進行驗證，并且一旦數據塊被確認添加，便無法被隨意修改或刪除，從而有效防止數據篡改和偽造[4]。區塊鏈還通過加密技術保護數據隱私，確保供應鏈中的敏感信息僅能被授權方訪問。區塊鏈采用哈希函數H（x）來確保數據的完整性。哈希函數是一種單向函數，輸入任意大小的數據x，輸出固定長度的哈希值H（x）。為了保證區塊鏈的安全性，新的區塊包含上一個區塊的哈希值Hprev和當前區塊數據的哈希值H（data），從而形成鏈式結構。即：

nonce是一個隨機數，用于在工作量證明（Proof of Work， PoW）過程中調整哈希值，確保生成的哈希值符合一定的條件（如前k位為0）。整個過程確保了每個區塊的哈希值不僅依賴當前區塊的數據，還與前一個區塊相關聯，因此任何對某一區塊的篡改都會改變整個鏈的哈希值，使得篡改無效。區塊鏈中的共識機制，如工作量證明（PoW）或權益證明（Proof of Stake， PoS），進一步確保了供應鏈各參與方的數據同步和一致性。在PoW模型中，每個區塊的添加需要解一個復雜的數學問題，即尋找一個使得Hcurrent符合特定條件的nonce，這個問題的解計算復雜度為：

n為哈希值的復雜度。通過這種機制，區塊鏈能夠防止惡意節點篡改數據，確保供應鏈數據的安全性和一致性。

3.3.2 加強物聯網設備安全協議的完善

加強物聯網設備安全協議的完善，是保障智能物流供應鏈數據安全與設備運行穩定性的關鍵措施。物聯網設備通過傳感器、通信模塊等與外界進行數據交互，但設備本身容易受到各種攻擊，如中間人攻擊、設備劫持和惡意軟件植入。為此，需通過強化安全協議來提升物聯網設備的防護能力，確保數據的機密性、完整性和可用性。具體措施包括：采用端到端加密協議（如TLS/SSL）確保數據傳輸過程中的安全，防止信息在網絡中被竊取或篡改。使用雙因素認證或基于公鑰加密的身份驗證機制，防止未經授權的設備接入網絡。通過OTA（Over-The-Air）技術及時更新設備固件和安全補丁，修復漏洞，提升設備的抗攻擊能力。進一步引入輕量級加密算法，如橢圓曲線加密（ECC），以在低功耗設備中提供高效的安全保障。

4 結語

基于物聯網技術的智能物流供應鏈管理方法的研究，展示了物聯網在提升供應鏈透明度、效率及安全性方面的巨大潛力。通過引入先進的技術，如RFID、區塊鏈和智能運輸系統，物流供應鏈可以實現全面的智能化和高效化管理。未來，隨著物聯網技術的不斷完善和普及，智能物流供應鏈將更具靈活性、響應性和可持續性，為全球供應鏈管理帶來革命性的變革和發展。

參考文獻：

[1]程國政，胡志敏.港口集裝箱多式聯運中物聯網技術的應用分析[J].中國航務周刊，2024（32）：48-50.

[2]李晚春，孔陶茹.基于物聯網技術的虛擬物流中心運行平臺設計與應用[J].自動化與儀器儀表，2024（07）：297-301.

[3]張琪，韓曉.基于物聯網技術的制造企業供應鏈管理模式發展路徑探究[J].物流科技，2024，47（14）：120-123.

[4]劉平，高爽.物聯網技術在貨物運輸跟蹤與預測算法中的應用[J].智能城市，2024，10（06）：17-19.