基于物联网的逆向物流管理信息系统构建，本文主要内容关键词为：管理信息系统论文,物流论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
逆向物流对经济、环境和社会的巨大价值正日益被人们所重视，然而其实施的困难也引起了产学界的广泛关注。对于什么因素造成了逆向物流实践的滞后，研究者观点众多，然而逆向物流信息获取的困难是几乎所有学者都认可的一个重要因素。逆向物流过程中涉及的产品各种属性的不确定性对各种逆向物流作业都产生了巨大的影响，不但造成了低效率、高成本，还使得原本能够回收的价值被错误地浪费掉，大大减少了逆向物流的效益。及时、准确地了解产品在整个闭环供应链上的信息，是现代逆向物流管理的前提。自从道格尔迪(Daugherty)[1]、[2]在2002年、2005年通过实证研究证实了信息系统和逆向物流绩效之间存在正相关后，相关的研究更为活跃。发展逆向物流一个最重要的环节就是引入横向记录产品众多属性、纵向记录产品整个生命周期诸多信息的逆向物流管理信息系统，以帮助企业提高相关业务操作和管理决策的效率。在闭环供应链中，信息流的意义较一般正向供应链更为显著，甚至成为企业实施有效逆向物流管理的关键。
二、逆向物流管理信息系统的研究现状
1.现有文献研究现状
对回流产品的信息进行跟踪，很早就引起了逆向物流研究者的注意，这方面的研究甚至扩展到了对整个生命周期信息的跟踪。蒂埃里(Thierry)[3]于1995年、鲁兹(Lutz)和钟(Zong)[4]于1998年都曾提出在产品中放置一个传感器，以记录产品生命周期中的各种信息，供逆向物流决策使用。这种思路对于逆向物流信息跟踪有着重要的意义，然而当时因成本及技术等一系列问题，并没有得到广泛地重视。随后，也有学者提出建立基于互联网的产品再制造信息动态网络数据库，记录产品所有相关信息，并供整个供应链上相关企业使用。[5]这种方法的关键在于数据的获取和更新，而这恰恰是最为困难的方面。
物联网的研究自从麻省理工的Auto-ID中心建立后便引起了业界的广泛兴趣，它的出现更是为逆向物流信息管理中的数据采集、更新及共享提供了一个非常理想的平台。无线射频识别技术(RFID)所具有的非接触、远距离、多目标快速识别的功能是传统数据获取方式难以匹敌的，尤其是其可标识至单品，而非传统条码仅能跟踪类别的功能，更是使逆向物流信息系统所强调的对每一个产品生命周期跟踪成为可能。
由于其优异的特性，RFID迅速进入供应链管理领域，在2003年沃尔玛宣布将全力推进RFID应用后，将其引入逆向物流领域，解决数据的采集及跟踪问题的研究开始出现。比较典型的如许志端[6]在对电子产品逆向物流研究中，提出通过产品电子代码(Electronic Product Code，EPC)建立一个电子废旧品回收供应链的信息共享平台。这实际上就是为了逆向物流目的而建立的物联网。
虽然物联网在逆向物流中的应用已得到了学者的支持，但如何将其与逆向物流信息系统结合起来，真正为回流产品的收集、价值测度、再制造提供支持，仍缺少深入的探讨。
2.逆向物流管理信息系统的特点
逆向物流管理信息系统是企业众多管理信息系统的一种，然而由于逆向物流本身的不确定性和复杂性，逆向物流管理信息系统还具有一些其他管理信息系统所不具备的特点。
(1)逆向物流管理对信息的依赖性高。信息已成为企业运营的核心资源之一，而逆向物流管理由于所处理对象的各种属性不确定性非常大，因此对回流产品进行何种逆向物流处理就完全依赖于管理人员对相关信息的掌握程度，信息系统成为逆向物流管理的核心要素。
(2)信息分布分散，信息产生主体多样。逆向物流回流产品的信息，除了产品的出厂信息外，更多的是在由物流、分销、零售以及消费者所组成的下游供应链上。尤其是消费者，其分布范围广泛，使得企业信息收集的难度较正向物流明显增加。
(3)信息跟踪时间跨度大。逆向物流中的信息跨越了产品的整个生命周期，这也是循环经济的基础。而很多产品在供应链和消费者手中，时间跨度会长达数年甚至十余年，如何在这样一个长的时间范围内连续不断地准确记录产品的数据，成为逆向物流信息系统必须解决的一个重要问题。
(4)信息记录的属性多样，且与产品的类型相关。由于逆向物流的目标是最大化回收资源，对回流产品进行价值再利用，因此需要考虑的因素非常多，这就造成了产品信息的属性种类异常多。这种产品信息属性的增加，对数据及库存管理的复杂性有重要的影响。
(5)数据维护的复杂性增加。一般的管理信息系统，产品生产后一段时间(如保修期)，便可将相关信息予以删除，且数据在整个存在时期内一般不会变化。而逆向物流管理信息系统中的数据更新量大，且数据删除并不能以时间为限，往往会造成数据量的急剧增长。
对于逆向物流管理而言，信息系统的意义更大于一般的企业管理活动，而其特点又成为建立逆向物流管理信息系统的重要困难。当前虽然有的企业在实践中开发出了一些逆向物流管理信息系统，如美国专业逆向物流管理公司Genco，即利用逆向物流处理软件接受消费者退货并进行处理。[7]但现有的逆向物流管理信息系统大多只是解决了某一部分的问题，无法真正满足逆向物流管理的需要。由此，这个领域也成为逆向物流研究中的热点之一。
三、基于物联网的逆向物流管理信息系统构建
1.基于物联网的逆向物流管理信息系统功能结构
由于逆向物流管理信息系统的特点，一些学者基于互联网展开了相关研究，比如程艳霞、[8]岳辉[9]等认为，功能主要包含信息共享、运输、退货、查询、回流产品管理等几个模块，其参与主体也包含了供应链上下游企业，直到最终客户。但是类似的研究都对信息如何采集未进行深入研究，而该问题恰恰是逆向物流管理信息系统的关键难点之一。为此，也有学者考虑利用物联网建立逆向物流信息系统，[10]但其将对象命名服务(Object Name Service，ONS)与制造商和销售商管理信息系统并列的思路，对于企业开展具体的逆向物流运作缺乏可操作性。
本文在生产者责任延伸的前提下，从供应链核心企业的角度，提出了一个基于物联网的逆向物流管理信息系统。该系统涉及供应链的下游，直至最终消费者，服务于核心企业对本企业产品的逆向物流管理。这个逆向物流管理信息系统是建立在物联网上的一个信息平台，包含数据初始化、数据跟踪/采集、回流产品处理决策支持以及回流资源再利用信息管理4个主要功能，包含产品信息数据库和经过方法库、模型库加工与挖掘后的逆向物流回流产品决策数据库两个数据库，如图1所示。
在基于物联网的逆向物流管理信息系统中，产品信息数据库中存储了产品回流前生命周期中的相关数据，它包含两个部分：产品在企业制造过程中所产生的相关数据以及产品在离开企业后所产生的相关数据。前者在企业内部，多为生产过程中的相关数据，可以由企业直接进行管理，现在很多优秀企业都能够较好地完成相关的信息记录工作，称之为产品的初始物料信息。后者是产品离开企业一直至产品回收到处理部门前所发生的所有数据记录，包括产品在销售渠道中、消费者购买、使用以及售后维护过程中发生的数据。这些数据来自于企业外部，企业收集存在较大的困难，但却是回收后的产品逆向物流处理时最为关键的参考因素之一，也是前期研究的薄弱环节。在新的管理信息系统流程中，这部分数据通过物联网进行收集，且及时记录到企业的数据库中，与产品的初始物料信息一起组成产品的即时状态信息，即产品信息数据库。
当产品由于某种原因回到逆向物流处理部门时，无论是原始设备制造商或是第三方独立逆向物流服务提供商，都可以根据产品所附带的网络存储“地址”访问相关的服务器，获取与该产品从生产过程到回收再利用时为止的所有相关信息。在此基础上，管理信息系统驱动方法库和模型库中相关的方法、模型，对产品信息数据库中该产品的相关数据进行加工和挖掘，生成回流产品决策数据，供逆向物流管理部门在决定对该产品进行何种方式处理时参考，这部分即为回流产品处理决策支持系统。
随着循环经济的推进，供应链管理不再是仅仅考虑正向的开环供应链，而是同时考虑正向和逆向的闭环供应链，而供应链的优化也应该建立在闭环供应链的角度上。因此，对产品逆向物流过程中的相关数据进行分析，为产品的设计、制造、原材料采购等环节提供参考，以在随后产品的生命周期过程中，减少资源和能源消耗，从而实现循环经济的目标。该模块称为回流资源再利用管理模块，与初始物料信息是正向物流与逆向物流间的下游接口一样，该模块是正、逆向的上游接口。通过这两个模块，正、逆向物流真正首尾连接起来，从而形成一个完整的闭环物流系统。
基于物联网的逆向物流管理信息系统
初始物料信息管理 物联网信息跟踪管理 回流产品处理决策支持系统 回流资源再利用信息管理
产品信息数据库 方法库模型库 回流产品决策数据
图1 基于物联网的逆向物流管理信息系统功能结构
RFID 接收器 计算机 EPC ONS Internet/Intranet EPC PML PML服务器
模型库、方法库 逆向物流回收部门 回流预测 再处理数据 回流物料处理部门
设计、采购、制造、客户服务等部门
图2 基于物联网的逆向物流管理信息系统基本流程
2.基于物联网的逆向物流管理信息系统流程
在基于物联网的逆向物流信息系统中，覆盖整个生命周期的产品信息，通过物联网记录到企业的实体标记语言(Physical Markup Language，PML)服务器中，由供应链核心企业统一进行管理，其流程如图2所示。
在生产过程中，企业可通过传统的信息记录方式，也可通过射频识别技术(Radio Frequency IDentification，RFID)将产品的各个组成部分的信息记录到实体标记语言服务器中。当产品离开企业后，主要通过物联网记录相关数据。当供应链上的主体对产品进行某种操作后，通过接收器接收产品射频识别标签上传来的信息，并将其传递给计算机。计算机将产品电子代码(Electronic Product code，EPC)通过因特网/内部网(Internet/Intranet)传递给对象名解析服务器(Object Naming Service，ONS)，由其指向存储该产品信息的实体标记语言服务器，并将信息存入其中。企业实体标记语言服务器中所存储的就是产品信息数据库。
逆向物流回流产品的返回存在巨大的不确定性，这为逆向物流管理带来了重大的挑战。然而通过分析产品在供应链上的情况，可以对其回流数据进行更准确的预测，以增加逆向物流管理的主动性，提高管理水平。产品回到逆向物流管理部门后，由射频识别标签获取产品电子代码，通过内部网驱动相关的模型库和方法库，调用该产品的相关数据。计算机将其产品电子代码传送到对象名解析服务器上，找到记录产品数据的实体标记语言服务器，获取相关数据。模型库在运算完成后将回流产品的再处理数据提供给回流物料处理部门，为其提供决策支持。系统将定期或不定期地对回流预测数据和再处理数据等进行数据挖掘，为设计、采购、制造以及客户服务等部门工作提供参考，以改进各自的业务，形成一个不断改进的闭环供应链体系。在逆向物流管理信息系统中，物联网是整个流程得以有效运行的关键。
四、基于物联网的逆向物流管理信息系统的障碍
虽然基于物联网的逆向物流管理信息系统较传统的管理信息系统有明显的优势，但其广泛应用仍存在一定的制约，其障碍主要可以归结为以下几个方面。
1.硬件技术方面
物联网虽然对产品识别与信息跟踪有非常广泛的用途，但其可靠性仍难以达到广泛应用的程度。对于逆向物流管理而言，金属产品，如机动车、家电、信息技术产品等，回流价值高，是逆向物流管理的重点行业，而射频识别技术恰恰对金属产品的识别率相对较低。此外，物联网相关技术标准的不统一也是一个重要的障碍。
2.数据安全和权限管理方面
由于信息对于整个逆向物流运作环节的重要影响，因此保证每个独立的合法用户能够及时对相关信息进行访问、加工、存储等作业，是整个系统能够有效运行的关键。然而，由于逆向物流中的产品在整个生命周期中所有权变更较为复杂，传统的几种密钥加密体系都存在一些不足。如何保证逆向物流各环节中的合法用户能够对数据进行访问和操作，同时又能够阻止非授权用户对这些数据的非法访问和篡改，以保护消费者的隐私，并保证本系统所提供的逆向物流业务与决策信息的可靠性，是现有的数据安全管理中必须解决的基础性问题。
3.经济方面
物联网的应用对商业的影响可以与互联网相比，其所需要的投资甚至比互联网还要高，而且涉及到供应链的各环节，并不仅是IT企业。国外曾有家经营750家连锁商场的零售商对其公司的物联网建设作过一个预算，在包装箱和单品层次实施射频识别技术的投资分别为2500万美元和2亿美元。由于单品的射频识别标签难以回收，实际使用中成本可能会更高，这对很多企业都是一笔不小的开支。
4.管理方面
逆向物流涉及供应链上的诸多环节，包括最终消费者。企业通过物联网获取信息也必须依靠企业外部的实体。如何设计一套供应链协调机制，使外部实体有动力保证数据的及时、准确记录，甚至提前获知返回信息等，必将成为逆向物流信息系统良好运作的前提。另外，下游供应链和消费者出于商业秘密以及隐私的考虑，也可能对射频识别技术抱有一定的疑虑。这些都是物联网推广所必须解决的关键问题。
五、结论
对于逆向物流管理而言，准确、及时的信息是成功的基础，无论是产品的回收管理、再利用，还是废弃处理，都离不开逆向物流信息系统的支持。基于物联网的逆向物流管理信息系统较好地解决了逆向物流管理对信息系统的特殊要求，是未来逆向物流信息管理的重要发展方向。虽然物联网在实际应用中仍存在一些问题，这需要从技术以及管理两方面着手，不但要调动核心企业的力量，还需要相关企业、政府、行业协会以及消费者的共同支持才能够得以逐步解决。
由于基于物联网的管理信息系统与电子商务平台紧密结合，当供应链核心企业建立自身的逆向物流管理信息系统后，可以借助电子商务手段，将其进一步建构成一个跨企业甚至是跨行业的逆向物流管理电子商务平台。这种逆向物流电子商务平台的建立，不但会为企业带来良好的社会声誉以及在行业竞争中的巨大优势，而且还将创造诸多明显的社会效益。