供应链可视化关键技术研究

    1 信息技术在供应链可视化中的应用

    供应链可视化运作涉及到供应链管理的众多环节：采购、库存、生产、运输、销售，而且每个环节会涉及到整个链条上的不同企业、组织和部门，这使得供应链可视化需要处理的信息量大、信息来源多样化以及信息更新快。因此要及时、准确地掌握供应链上的信息，对供应链各个环节实行动态地控制和科学的管理离不开信息技术的支撑，供应链可视化的产生和发展与信息技术的应用密不可分，可以说没有当今高速发展的信息技术，供应链可视化就根本不可能实施。

    要实现供应链可视化，首先要做到信息共享。为了实现信息共享，需要考虑以下几个方面的问题：为系统功能和结构建立统一的业务标准；对信息系统的定义、设计、实施以及建立连续的实验、检测方法；实现供应商和用户之间的计划信息的集成；运用合适的技术和方法，提高供应链系统运作的可靠性，降低运行总成本；确保信息要求与关键业务指标一致。为此，在供应链运作中必然要依赖越来越多的现代信息技术的支持。

    供应链运作中的信息技术涉及面很广，条码技术、射频识别技术、网络技术、数据库技术、Internet/Extranet/Intranet、电子商务技术、EDI技术、XML技术等均与其相关。相关度较大的是这样两类；一是自动识别技术：二是信息交换及管理技术。自动识别技术用于信息的产生，信息交换及管理技术用于信息的控制与处理。

    目前应用较为广泛的自动识别技术有：条码技术（Barcode）及射频识别技术（RFID）。条码技术不仅在国际范围内为商品提供了一套可靠的代码标识体系，而且为产、供、销等生产及贸易的各个环节提供了一套可靠的代码标识技术，为实现商业数据的自动采集和EDI奠定了基础。条码技术实现成本低但识别精度受限于识别距离。射频识别技术的基本原理是电磁理论，其优点是不局限于视线，识别距离比光学系统远，射频识别卡具有读写能力，可携带大量数据信息，防伪功能。射频识别技术可实现“非接触式”识别，但费用较条码技术高而分别被应用于不同的场合。

    供应链信息交换及管理技术主要有Internet/Extranet/Intranet、电子商务技术、EDI技术、XML技术、数据库技术、数据仓库与数据挖掘技术等。目前应用最为广泛的是Internet/Extranet/Intranet、电子商务技术、EDI技术和XML技术。Internet/Extranet/Intranet是利用计算机网络的形式将企业内部信息、各个企业之间的信息以及企业外部市场中的相关信息有效地组织与集成；电子商务是在网络环境下的商业化应用，不仅仅是硬件和软件的结合，也不仅仅是电子商务，而是把买家、卖家、厂商和合作伙伴在Internet和Extranet结合的应用，它不仅包括直接带来利润的商品买卖活动，而且还包括所有借助网络技术和信息技术进行的支持利润产生的其他活动；EDI（Electronic Data Interchange）是按照协议的结构格式，将统一报文标准的经济信息，经过电子数据通信网络，在商业伙伴的电子计算机系统之间进行交换和自动处理。它是为提高信息流的速度和准确性而设汁的。而XML（Extensible Markup Language）是为了适应Internet的快速发展而最适合于WEB开发的信息标准化技术，为WEB数据带来了结构化、智能化与互操作性，可以大大降低数据管理与交换成本，能以更好的成本效益与灵活性实现电子商务供应链管理的信息处理。

    2 EDI在供应链可视化中的应用

    EDI是一种计算机应用技术，商业伙伴们根据事先达成的协议，对交易信息按照一定的标准进行格式化处理，并把这些格式化的数据，通过网络在他们的计算机系统之间进行交换和自动处理。这里所说的EDI标准。是指它的数据标准。EDI标准主要包括以下内容：语法规则，数据结构定义，编辑规则与转换，通信协议等。其标准有四种：企业专用标准、行业标准、国家标准和国际标准。

    EDI的目的是通过建立企业间的数据交换网来实现票据处理、数据加工等事务作业的自动化、省力化、及时化和正确化，同时通过有关销售和库存信息的共享来实现经营活动的效率化。需要指出的是，企业在应用EDI时不仅应关注在供应链参与各方信息来实现企业各自的经营目标和实现整个供应链活动的效率化。EDI的主要功能是表现在电子数据传输和交换、传输数据的存证、文书数据标准格式的转换、安全保密、提供信息查询、提供技术技术咨询服务、提供信息增值服务等。

    在使用EDI时，当事者之间必须预先确定EDI系统的结构和标准。一般来说 ，EDI系统由以下四个方面构成（图2所示）：关于信息传送方式的规定、关于信息表示方式的规定、关于系统运行操作的规定和关于交易业务的规定。其中最重要的标准化是信息传送方式的标准化和信息表示方式的标准化。

    图2  EDI系统结构

    EDI通讯主要采用增值网（VAN）方式，VAN是指通过利用通讯公司的通讯线路连接分布在不同地点的计算机终端形成的信息传递交换网络。VAN是实现EDI功能的外部设备，目前被广泛应用的销售时点数据，电子订货系统都是VAN应用的具体形式。

    下面简单说明EDI的操作程序：

    （1）当买方MRP系统生成购买某种零部件的长期预测与采购订单数据文件，发送到VAN服务提供商，同时依据这些数据在MRP系统中生成采购订单，应付帐款。

    （2）VAN服务提供商收到买方数据文件，通过翻译软件，转成EDIFACT接口文件。再将通过VAN送至卖方邮箱内。

    （3）卖方定时到邮箱内取回订单。通过EDI的翻译软件把这份订单翻译成卖方数据文件。卖方的系统把有关的数据传送给仓库或工厂，以及财务开票部门。

    （4）卖方的仓库或工厂填制装运单，编制提前发运通知，并将其传送到VAN服务提供商，由其翻译成买方数据文件，送至买方邮箱内。

    （5）买方接受提前发运通知后，有关数据自动进入收货部门文件，产生收货通知。收货部门的收货通知通过再传送给应付帐部门。

    由此整个交易过程，通过EDI贯穿而成，大大加速了交易过程，提高了通讯的准确性 实施EDI的效益可从以下一些方面反映出来：缩短交易时间，提高工作效率。避免重复操作。减少人为差错，提高工作质量。减少库存，提高资金回笼速度。

[page]    3 条码技术在供应链可视化中的应用

    条码技术是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术。它是为实现对信息的自动扫描而设计的。它是快速、准确而可靠地采集数据的有效手段。条码技术的应用解决了录入和数据采集的“瓶颈”问题，为供应链可视化提供了有力的技术支持。

    利用条码技术，可对企业的物流信息进行采集跟踪。通过对生产制造业物流跟踪，可满足企业针对物料准备、生产制造、仓储运输、市场营销、售后服务、质量控制等方面的信息管理需求。

    条码技术在物料管理方面的应用：

    （1）通过将物料编码并且打印条码标签，不仅便于物料跟踪管理，而且也有助于做到合理的物料库存准备，提高生产效率，便于企业资金的合理运用。对采购的生产物料按照行业及企业规划简历同意的物料编码从而杜绝因物料无序而导致的损失和混乱。

    （2）对需要进行标识的物料打印其条码标签，以便于在生产管理中对物料的单件跟踪，从而简历完整的产品档案。

    （3）利用条码技术对仓库进行基本的进销存管理，有效的降低库存成本。

    （4）通过产品编码，建立物料质量检验档案，产生质量检验报告，与采购订单挂钩建立对供应商的评价。

    在生产中应用产品识别码监控生产，采集生产测试数据，采集生产质量检查数据，进行产品完工检查，建立产品识别码和产品档案。有序的安排生产计划，监控生产及流向，提高产品下线合格率。

    条码技术在仓库管理的应用：

    （1）货物库存管理管理仓库管理系统根据货物的品名、型号、规格、产地、牌名、包装等划分货物品种，并且应用于仓库的各种操作。

    （2）在产品入库时将库位条码号与产品条码号一一对应，在出库时按照库位货物的库存时间可以实现先进先出或批次管理的信息。

    （3）采用产品标识条码记录单件产品所经过的状态，从而实现了对单件产品的跟踪管理。

    （4）条码技术课采集货物单件信息，处理采集数据，建立仓库的入库，出库，移库，盘库数据。

    在产品销售方面，通过在销售、配送过程中采集产品的单品条码信息，根据产品单件标识条码记录产品销售过程，完成产品销售链跟踪，这样也能预防窜货。条码技术在物料管理方面的应用：

    （1）根据产品标识建立产品销售档案，记录产品信息、重要零部件信息。

    （2）通过产品上的条码进行售后维修产品检查，检查产品是否符合维修条件和维修范围，同时分析其零部件的情况。

    （3）通过产品标识号反馈产品售后维修记录，监督产品维修点信息，记录统计维修原因，建立产品售后维修档案。

    （4）对产品维修部件实行基本的进、销、存管理。通过产品的售后服务信息采集与跟踪，为企业产品售后保修服务提供了依据，同时能够有效地控制售后服务带来的困难。

    4 RFID在供应链可视化中的应用

    无线射频识别技术（RFID）实际上是自动识别技术（AEI）在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些现金的技术手段，实现人们对各类物体或设备（人员、物品）在不同状态（移动、精致或恶劣环境）下的自动识别和管理。

    RFID技术的基本原理是电磁理论，利用无线电波对记录媒体进行读写，识别的距离可达几十厘米到几十米。射频系统的优点是不局限于视线范围，其识别距离比光学系统更远，射频识别卡还具有读写能力，可携带大量数据，具有极高的保密性，且有智能功能。RFID技术最重要的优点是它的非接触性作业。这种优点使得它能够穿透障碍物来阅读标签，在条形码无法使用的条件下依然能够正常作业。

[page]    RFID可确保任何供应链的高质量数据交流，使供应链可视化的能力进一步提高实，它可彻底解决“源头”产品跟踪解决以及在供应链中提供完全透明度的问题。RFID系统通过为每一件货品提供单独的识别身份及储运历史记录，从而提供了一个详尽而具有独特视角的供应链，解决了上述两个问题。RFID系统并不是采用中央计算机来记录每个托盘或货品箱的位置。RFID系统能够清楚地获知托盘上货箱甚至单独货品的各自位置、身份、储运历史、目的地、有效期及其它有用的信息。RFID系统能够为供应链中的实际货品提供如此详尽的数据，并在货品与其完整的身份之间建立物理联系，用户可方便地访问这些完全可靠的货品信息。

    RFID技术在供应链可视化的应用如下：

    （1）销售环节。RFID可以改进销售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库存，提高效率，减少出错。同时，智能标签能够对某些具有时效性商品的有效期限进行监控。

    （2）存储环节。在仓库里，RFID技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。另外，在整个仓库管理中，通过将供应链系统制定的收获计划、取货计划、转运计划等与RFID技术相结合，能够高效地完成各种业务操作。

    （3）生产环节。在生产制造环节应用RFID技术可以完成自动化生产线运作，实现在整个生产线上对原材料、零部件、半成品和产成品的识别与跟踪，减少人工识别成本与出错率，提高效率和效益。

    5 EAI在供应链可视化中的应用

    企业应用集成（EAI）是将基于各种不同平台、用不同方案建立的异构集成的一种方法和技术。EAI通过建立底层结构，来联系横贯整个企业的异构系统、应用、数据源等，完成在企业内部的 ERP、CRM、SCM、数据库、数据仓库，以及其他重要的内部系统之间无缝地共享和交换数据的需要。有了 EAI，企业就可以将企业核心和新的Internet解决方案结合在一起。

    EAI将进程、软件、标准和硬件联合起来，在两个或更多的企业系统之间实现无缝集成，使它们就像一个整体一样。尽管EAI常常表现为对一个商业实体（例如一家公司）的信息系统进行业务应用集成，但当在多个企业系统之间进行商务交易的时候，EAI也表现为不同公司实体之间的企业系统集成，例如B2B的电子商务。

    EAI包括的内容很复杂，涉及到结构、硬件、软件以及流程等企业系统的各个层面：（1）业务过程集成。当对业务过程进行集成的时候，企业必须在各种业务系统中定义、授权和管理各种业务信息的交换，以便改进操作、减少成本、提高响应速度。业务过程集成包括业务管理、进程模拟以及综合任务、流程、组 织和进出信息的工作流，还包括业务处理中每一步都需要的工具。

    （2）应用集成。为两个应用中的数据和函数提供接近实时的集成。在一些B2B 集成中用来实现CRM系统与企业后端应用和Web的集成，构建能够充分利用多个业务系统资源的电子商务网站。

    （3）数据集成。为了完成应用集成和业务过程集成，必须首先解决数据和数据库的集成问题。在集成之前，必须首先对数据进行标识并编成目录，另外还要确定元数据模型。这三步完成以后，数据才能在数据库系统中分布和共享。

    （4）集成的标准。要实现完全的数据集成，必须首先选择数据的标准格式。集 成的标准化促成了信息和业务数据的共享和分布，构成了企业应用集成的核心，包括COM+/DCOM、CORBA、EDI、JavaRMI和XML。

    （5）平台集成。要实现系统的集成，底层的结构、软件、硬件以及异构网络的特殊需求都必须得到集成。平台集成处理一些过程和工具，以保证这些系统进行快速安全的通信。

    6 GPS在供应链可视化中的应用

    全球定位系统（GPS）是利用分布在约2万公里高空的多颗卫星对地面目标的状况进行精确测定以进行定位、导航的系统，它主要用于船舶和飞机导航、对地面目标的精确定时和精密定位、地面及空中交通管制、空间与地面灾害监测等。

    GPS车载定位系统是以计算机快速处理信息为基础，接收和处理肥信息，查询GIS数据库，并显示车辆在电子地图上的精确位置。利用这些信息选择路径或者在总控制对车辆进行监控调度。

    下面简要说明GPS的工作原理：当GPS接收机在接收到GPS卫星定位数据后，自动计算出自身所处的地理位置的坐标，由GPS传输设备将计算出来的位置坐标数据连同传感器信息由车载控制单元处理后经GSM通信机发送到GSM公用数字移动通信网，短信息服务中心通过与信息中心连接的专线将数据送到监控平台上，中心处理器将收到的坐标数据、其他数据还原后，与GIS系统的电子地图相匹配，并在电子地图上直观地显示车辆实时坐标的准确位置，用户课在网上进行自由车辆信息的收发、查询等工作，在电子地图上清楚而直观地掌握车辆的动态信息（位置、状态、行驶速度等）。同时还可以再车辆遇险或出现意外事故时进行种种必要的遥控操作。

    GPS车辆动态信息监控平台同时融合了GPS卫星定位技术、GSM数字通信技术、GIS地理信息系统技术以及Internet技术等多种目前世界上先进的科技成果。各物流企业可进入网络GPS监控界面对车辆进行监控、调度、及时定位等多项操作，从而实现车辆实时动态信息的全程管理和其他功能。

    GPS在供应链的用途可分为水、陆、空三方面的用途。在陆上可用于汽车自定位、跟踪调度、陆地救援。我国现已有数十家公司在开发和销售车载导航系统。在水上可用于内河及远洋船队最佳航程和安全航线的测定、航向的实时调度、监测及水上救援。在空中可用于空中交通管理、精密进场着陆、航路导航和监视。此外，GPS还可用于铁路运输管理，只要知道火车的车种、车型、车号、就可以立即从近10万公里的铁路网上流动着的几十万辆货车中找到该货车，还能得知，这辆货车现在何处运行或停在何处，以及所有的车载货物发货信息。

[page]    7 GIS在供应链可视化中的应用

    地理信息系统（GIS）是融计算机图形学和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信心准确真实、图文并茂地输出给用户，以满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种堵住决策。其核心是管理、计算、分析地理坐标位置信息及相关位置上属性信息的数据库系统。它表达的是空间位置及所有与位置相关的信息，其信息的基本表达形式是各种二维或三维电子地图。

    GIS的结构组成如图3所示：

    图3 GIS结构组成

    GIS首要的基本功能是将地理事物和现象的空间分布在地图上最直观地反映出来，即地理数据可视化。其桌面电子地图功能可将数据直观的输出给用户，地图显示的内容根据用户需求的不同而动态调整，并能由用户交互式地操作指定。用户可进行数据库的查询、计算、统计和分析等操作，同时可以进行针对地图的基本操作。

    下面对集成GIS在配送、仓储、运输、装卸、搬运四方面如何实现可视化展开论述。

    在配送环节，由于涉及到交通状况、地理位置、设施等地理信息，所以GIS在这个环节能够得到充分的应用。通过将配送信息、商品信息与地理信息进行集成，实施有效的配送管理，从而能够达到GIS与MIS的无缝集成，系统间优势互补，大大提高了物流配送的效率。为了快速找到用户的准确位置，利用GIS的空间定位功能，就能很快在地图上把用户的位置标识出来；利用地理行政区域、地形图、交通路况等信息，以及GIS的网络分析功能，进行路线选择；根据路线的长度、道路的阻碍因子、车速等，结合GIS的统计功能，能够很快计算出沿途花费的时间，为按时送货到指定地点提供保证。

    GIS在仓储环节的应用表现为能详细反映仓库、货架的布局、商品的数量和分布等情况，这些信息是适时更新的。在仓储中心的平面电子地图上，详细说明了商品的存放位置，以及收每种商品的库存和商品的基本信息。在物料或者产品需要入库时，如果采用人工的方式查询仓库的库存状态是很困难的，但利用GIS进行仓储管理，就可以随时查看任何仓库的状态，物料的存放位置，指导物料出入库。GIS强大的空间查询和直观的表现形式，能够高效的完成仓储管理。

    企业选择何种运输方式：铁路、公路、航空、水路、管道还是联合运输等，都需要考虑运价，承运人的服务水平，政策等多种因素。为了做出合理的决策，即选择何种运输方式和承运人，企业需要以GIS为工具，综合各方面的因素，选出最优的方案。由于运输跟路线、路况、居民地等地理要素有关，所以在分析的过程中，一方面要考虑商业方面的因素，另一方面还要考虑地理因素。利用GIS的路径分析功能就可得出街区道路最短路径，具体操作是只要设置路线的起点和终点，就可以在所有的路径中分析出一条最短路径来。

    在装卸搬运环节，进行搬运路线的设计是很重要的，搬运路线的优劣直接关系到物流成本的高低。可以通过GIS的编辑功能进行路线设计，添加属性字段，利用GIS的网络分析功能，综合考虑各种条件因素，进行最优搬运路线的选择。路线由节点和网线组成，在分析前，对节点和网线分别赋于权值，或者设置一些障碍因子，最后统计分析得出最优结果。

    8 电子商务在供应链可视化中的应用

    电子商务是指企业用电子过程代替物理活动并且在企业、供应商和客户之间建立新型的合作关系。电子商务使不同企业之间，以及企业内部各部门之间产生交互作用。

    电子商务促进了企业合作，建立企业与客户之间业务流程的无缝集成。最终达到生产、采购、库存、销售以及财务和人力资源管理的全面集成，使物流、信息流、资金流发挥最大效能，把理想的供应链运作变为现实。

    通过实施基于电子商务的供应链管理，可以实现供应链系统内的各相关企业对产品和业务进行电子化、网络化管理。同时，供应链中各企业通过电子商务手段实现有组织、有计划的统一管理，可减少流通环节，降低成本，提高效率，供应链管理达到更高的水平，促进各相关企业的业务发展。

    基于电子商务供应链交易设计信息流、产品流和资金流。供应链中的企业借助电子商务手段可以在互联网上实现部分或全部的供应链交易，从而有利于各企业掌握跨整个供应链的各种有用信息，及时了解顾客的需求以及供应商的供货情况，同时也便于让顾客网上订货并跟踪订货情况。

    电子商务是供应链可视化的核心。电子商务使得企业间供应链的整合可以更有效的达成，使供应链上的各企业关注自己核心竞争力的培养，并与其他企业成为一个协调发展的有机体，从而达到全面提高企业竞争力的目的。

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