基于物联网的逆向物流信息系统构建

陈百云

（中南财经政法大学，武汉，430073）

摘要 逆向物流的复杂性使信息及时、准确地获取对于逆向物流供应链各节点企业显得尤为重要。本文介绍了逆向物流信息系统的特点，并利用物联网技术，试图建立基于无线射频识别（RFID）技术的逆向物流信息管理系统，最后说明该系统在实际应用中面临的挑战。

关键词 逆向物流；物联网；信息系统

一、引言

近年来，随着可利用资源的逐渐减少，人们的环保意识逐渐加强，越来越多的企业开始关注废旧物品的重复利用，许多国家也加强了这方面的立法力度。在政府“生产商衍生责任”制度及节约成本等各种经济因素的驱动下，废旧物品的回收再利用成为了全球制造业，特别是高科技产品制造业的一个热点问题。这一现象催生了一种从消费者回到生产商的新型物流，这种与传统物流方向相反的物流就是近来受到广泛关注的“逆向物流（Reverse Logistics）”。然而，逆向物流信息难以获取，涉及产品属性的不确定等因素对逆向物流作业产生了巨大的影响，成为了导致逆向物流发展滞后的重要因素之一。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。本文基于物联网技术构建具有全面感知、智能处理等特征的逆向物流信息系统，使正、逆向物流真正首尾连接起来，形成一个完整的闭环物流系统。系统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，可形成一个不断改进的闭环供应链体系。当然，还需要认识到，这一系统的全面实施还面临着许多挑战，技术可行性、经济可行性、管理可行性等方面还存在着许多亟待解决的问题。

二、逆向物流信息系统构建研究现状

（一）国内外研究现状

20世纪90年代，就有学者开始对回流产品的信息跟踪进行研究。Thierry（1995）[1]、Lutz和Zong（1998）[2]都曾提出在产品中放置一个传感器，用来记录产品生命周期中的各种信息，供逆向物流决策使用。这一思路对于逆向物流信息收集具有重要意义。然而，当时由于成本及技术等因素的影响，未能得到广泛的应用。此后，也有学者提出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。这种方法的关键在于数据的获取和更新，而这正是最难实现的部分。

目前，我国物流信息系统的发展处于探索和起步阶段，物流业整体信息化水平比较低。物流信息系统的构建大多针对正向物流而言，对逆向物流的研究集中在成员功能、成员选择、选址定位、库存控制等方面，对逆向物流信息系统的结构，信息类型和信息集成等问题鲜有研究。程艳霞、岳辉（2005）[3]展开了基于互联网的物流信息系统构建的研究。他们认为，这一系统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。郭腾达，李向阳（2007）[4]利用多Agent技术，对逆向物流信息系统的构建提出了概念性的设计。但是，系统结构复杂，在实际的供应链管理中，难以得到广泛应用。

伴随着物联网技术的发展，无线射频识别（RFID）技术所具有的非接触、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。它的出现为逆向物流信息管理中的数据采集、更新及共享提供了非常理想的系统。2003年，沃尔玛开始全力推进RFID技术的应用，解决数据的采集及跟踪问题。许志端（2006）[5]在对电子产品逆向物流的研究中，提出通过产品电子代码建立一个电子废旧物品回收供应链的信息共享系统。

（二）逆向物流信息系统的特点

逆向物流系统的主要任务是收集和运送废旧物品。由于逆向物流本身的不确定性和复杂性，它具有一些与其他信息管理系统不同的特性，如图1所示。

1．系统高度复杂。从消费者或终端市场回收的物品在时间、数量和质量上具有高度不确定性，以及逆向物流系统内部物流相互影响，导致系统对逆向物流缺乏有效控制，从而增加了系统的复杂性。

2．系统目标复杂多样，即系统结构的设计除了要满足成本和供应的要求外，还要考虑环境保护等因素。

3．系统天生供需不平衡，即废旧物品的供应常常与生产商的需求不匹配。

4．系统具有“从多到少（many to few）”的特性，即物流从多个方向向少数地点汇聚。

由图1可知，逆向物流系统比传统的“生产-分销”物流系统更加复杂。这种复杂性不仅体现在系统内部各成员的相互影响，而且还体现在特定的修复操作过程随着回收物品的不同而不同。

对于逆向物流管理而言，信息系统系统的构建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信息系统所要面临的重要难题。当前虽然有企业在实践中开发出了一些逆向物流信息管理系统，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。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RFID技术的逆向物流信息系统构建

（一）基于RFID技术的逆向物流信息系统功能结构

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RFID技术的逆向物流信息管理系统。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系统，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2所示。

在这个系统中，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产生的所有数据记录，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产生的数据。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为止时的所有相关信息。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。

（二）基于RFID技术的逆向物流信息系统流程

在基于RFID技术的逆向物流信息系统中，信息覆盖到产品的整个生命周期，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3所示。

在这个流程中，企业首先可以通过射频识别（RFID）技术将产品的相关信息记录到实体标记语言（PML）服务器中，当产品离开企业，主要通过物联网跟踪记录相关数据。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。由此可以看出，在逆向物流信息管理系统中，物联网是整个流程得以有效运行的关键。

四、面临的挑战

虽然基于物联网的逆向物流信息系统较传统的物流信息管理系统有明显的优势，但是其广泛应用仍面临着一些挑战，主要归纳为以下几个方面。

（一）技术方面

当前，物联网的发展为逆向物流信息系统中数据的采集、更新及共享提供了非常理想的系统，但其可靠性仍难以达到广泛应用的程度。比如，在回流产品中，金属制品的回流价值相对较高，但是射频技术恰恰对金属产品的识别率相对较低。此外，物联网还处在发展的初级阶段，相关的技术标准不统一也阻碍其广泛应用。

（二）经济方面

物联网的应用对商业的影响可以与互联网相比，但其所需要的投资甚至比互联网还要高，而且涉及供应链的各个环节，并不仅是IT企业。同时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，这对很多企业来说都是一笔不小的开支。

（三）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管理系统良好运作的前提。另外，下游供应链和消费者处于商业秘密及隐私的考虑，也可能对射频识别技术持一定的怀疑态度。

五、结语

对逆向物流信息系统的构建，及时、准确地获取信息是成功的关键。基于物联网技术的逆向物流信息管理系统是未来逆向物流信息管理发展的主要方向，虽然目前物联网技术还不成熟，但这需要从技术及管理两方面着手，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。未来，在逆向物流信息系统构建这一领域还有许多问题值得我们深入探索，比如如何降低系统构建成本，如何保证数据安全性，如何打消下游消费者对电子射频技术的一些疑虑等，都是我们需要进一步思考的。

参考文献

[1] Thierry M C, Salomon M, Van Nunen J, et al. Strategic Issues in Product Recovery Management[J]. California Management Reviews, 1995（02）.

[2] Lutz Guenther Scheid, Zong S. An Approach to Achieve Reusability of Electronic Modules[C]. Proceeding of the IEEE International Symposium on Electronic and the Environment[A]. Oak Brook, IL, 1998.

[3] 岳辉，叶怀珍．第三方逆向物流信息系统分析与设计[J]．物流技术，2005（20）.

[4] 郭腾达，李向阳．基于多Agent的逆向物流信息管理系统设计研究[J]．情报科学，2007, 25（z1）.

[5] 郭茂，蔡建国，冯坤．基于Internet的再制造产品关键信息管理[J]．机械设计与研究，2002（05）.

[6] 许志端．基于产品电子代码的电子废旧品回收信息共享系统研究[J]．中国流通经济，2008（02）.

[7] 达庆利，黄祖庆，张钦．逆向物流系统结构研究的现状及展望[J]．中国管理科学，2004, 12（01）.