物联网环境下的多维协同物流管理研究

  现代物流业是融合了运输、仓储、货运代理和信息等行业的现代服务产业，涉及多个领域，对于促进生产、拉动内需发挥着十分重要的作用。随着中国工业基础的迅速扩大及消费市场的不断兴起，中国的物流产业正处于一个快速发展的阶段。作为经济发展至关重要的一环，物流业已获得了决策部门的高度重视。物联网技术给物流行业带来的信息化、自动化、综合化的物流管理、流程监控技术手段不仅能为企业带来物流效率的提升、物流成本控制能力加强等效益，也整体提高了企业及相关领域的信息化水平，从而达到带动整个产业发展的目的。论文选题主要来源于 2009 年中国工程院“物联网在交通运输领域的应用”重大咨询项目，以及 2009 年国家发展改革委员会“物联网发展战略规划研究”咨询项目，并在此基础上进一步扩展。

本文研究思路按照提出问题——分析问题——解决问题来建立，第二章分析了现代物流企业面临的多维度协同问题，根据物联网四层架构提出了现代物流多维度协同分类。第 3 章、4 章、5 章和 6 章，针对第 2 章提出的各类不同协同问题，分别从技术协同、信息协同、服务协同和管理协同四个维度分析问题的症结所在，通过构建立仿真模型和算法，解决第 2 章中所提出物流企业面临的不协同问题。感知层，是物流物联网最基础的技术层，通过 RFID、传感器、条码、IPv6等感知技术，将货物信息、车辆信息、交通信息、路况信息和气候状况信息进行采集。网络层，通过无线和有线网络、GPS/GIS 技术，将海量信息收集到云端，通过云平台海量数据处理和融合。应用层，现代物流各应用模块共享和使用数据，在统一的物流协同服务平台中实现系统对接、数据交换和信息增值。管理层，政府主管部门、企业级个人用户，可以通过不同授权方式直接访问应用系统前端，通过各服务功能，实现对货物、车辆、道路状况、通关流程、金融货代、国际贸易等等流程进行全程跟踪、监控和管理。利用管理科学解决实际问题的方法有很多种，较为常见的有：比较研究法、定量研究法、历史研究法、案例研究法和问卷调查法等。比较研究法是指，通过对不同管理理论或管理方法异同点的分析研究，总结其优劣以借鉴或归纳出具有普遍指导意义的管理规律的方法；定量研究法是指，运用自然科学知识，把握管理活动与管理现象内在的数量关系，寻求其数量规律的方法；历史研究法是指，对前人的管理实践、管理思想和管理理论予以总结概括，从中找出带有规律性的东西，实现古为今用的方法；案例研究法是指，通过对现实中发生的典型管理事例进行整理并展开系统分析，从中把握不同情况下处理问题的不同手段，以达到掌握管理原则，提高管理技能的方法；问卷调查法是指，用书面形式间接搜集研究材料的一种调查研究方法。本文采用的研究方法归纳为：从结构上，采用了比较研究法、定量研究法及问卷调查法相结合的研究方法。每一章的第 1 节和第 2 节注重多维协同规律和管理理论的定性分析研究，第 3 节和第 4 节结合案例分析法注重定量分析，通过聚类算法、动态旅行商算法、LSQ 量表和 Servqual 量表、斑德分解法等模型，针对物流企业面临的问题建立仿真模型，通过数字实验验证解决方案的有效性。同时，在第 5 章中多次采用调查问卷法和专家评分法对数据进行收集和整理。其中，定量分析法是本文使用最多的管理学方法，定量分析法具体分为：比率分析法、趋势分析法、结构分析法、相互对比法和数学建模法。本文从物流企业存在的多维不协同问题入手，利用数学建模法，针对不同问题建立数学模型进行数字仿真，解决物流企业多维协同管理问题。

  物联网的经济价值和经济生命力取决于它能否“落地”于实体经济，物流业是物联网“落地”于实体经济的上佳选择。本章以物联网为背景，针对第 1章提出的物联网环境下现代物流面临的多维度协同问题，提出了现代物流多维度协同分类，基于协同学建立和求解现代物流系统多维度协同序参量方程，通过精确消去法求解系统序参量，解决了物流系统协同性关键因素不确定性问题，为物流系统优化和管理提供了理论依据。

  2.1  现代物流管理面临的多维度协同问题 

  现代物流面临多维度协同管理需求，一是从传统物流转变为现代物流的过程中，物流业面临着技术革新、产业重组和优化升级等问题，管理的职能、对象和方法必须随之改变。二是作为现代服务业的物流业，要适应信息技术发展和个性化需求的变化，灵活应对，提高服务质量，降低物流成本，合理配置资源更加重要。三是，管理的分散化和条块化，已经不能满足物流管理的需求，多种管理需求，协同管理成为物流企业必须面对的问题。传统的物流管理将各个管理模块分割开来，制定不同的管理计划和条例，运用独立的管理系统，使得整个物流管理出现沟通不畅、信息孤岛、部门分制等效率底下的现象，无法实现管理协同。本文以某物流企业为例（以下称为物流企业 Z），分析该物流企业所面临的多维度协同管理问题，从不同维度上提出协同需求，并针对多维度协同问题，运用管理学方法，通过数字仿真，解决不同维度上的协同管理问题。算法模型的选取和构建思想是，以最简单和通俗易懂的方法解决企业最急迫的问题，目的是提高物流企业 Z 管理水平，增强物流系统协同性。虽然物流企业 Z 拥有国内最大的物流网点，在多物流管理运营中占有龙头地位。但随着我国现代物流业的迅速发展，第三方、第四方物流企业的兴起，对物流企业 Z 带来了巨大冲击。新的物流企业不仅具有新的管理理念和服务理念，更因为专注于现代物流业，彻底剥离与生产物流间的依存关系，使得新的物流企业更能在降低物流成本的同时，满足了大众多样化的需求。物流企业 Z 面临的管理协同问题主要为以下四类：战略管理协同问题、配送管理协同问题、服务质量管理协同问题和仓储管理协同问题。

  2.2  物联网环境下现代物流多维度协同分类   
  据 2.1 节分析，物流企业在管理过程中面临多重协同问题。本节从物联网四层架构基础上，针对物流企业面临的多维度协同管理问题，从四个维度定义多维度协同分类，并分析物流企业在四个维度协同分类上所表现出来的现象，从而建立物流系统序参量方程。多维度指的是两个以上不属于同一类型的协同需求形成的特定状态。现代物流面临着复杂多样的协同需求。物联网体系下的现代物流存在以下协同特征：（1）多维性。物联网体系下的现代物流协同第一特征就是多维性。从感知层分析有技术协同，包括关键技术的攻关、建立标准化体系等；从网络层分析有信息协同，包括通过传感网、无线和有线通信网实现信息协同；从应用层分析有服务协同，包括与上下游供应链企业间的竞争与合作、为客户提供智能感知的、快速响应的、增值服务和个性化的服务，并能通过服务质量评估快速反馈，改善服务质量；从管理层分析有管理协同，主要指现代物流企业内部管理及政府部门的调控引导上，主要体现在通过对企业系统各子系统或要素进行协同，实现它们之间的优化组合与配置，进而产生一个在结构、功能等方面远远超越于原有组织系统的、具有新的生命体的系统，达到协同效应之目的，即所谓的 2+2>4 的效应。（2）共存性。现代物流各维度协同共同存在，一个维度的协同状态的存在并不排斥其他维度协同存在，很多时候多个维度协同往往相互促进。（3）合作性。现代物流存在多维度协同的特征是由企业本身特点所决定的，企业上下游供应链的竞争合作、同行企业的同盟合作、企业内外部的管理合作形成了现代物流企业多种维度协同的合作性特征。（4）信息共享性。现代物流不同于生产性物流的一大特征就是信息的共享性，现代物流企业基于新一代信息网络、信息技术，实现了高度信息共享和实时信息互动，大大减少了由于信息孤岛而导致的管理部门沟通不畅、办公自动化无法实现、牛鞭效应和人为因素干扰等造成的企业运作低效率问题。根据物流企业在管理过程中所面临的协同问题，本文将从物联网四层架构的基础上，提出物流企业多维度协同分类，即：技术协同、信息协同、服务协同和管理协同。并针对四个维度的协同展开本文的研究内容，同时从四个维度上解决物流企业 Z 所面临的管理协同问题。与物联网相关的物流标准与技术主要有条码技术、射频识别技术、传感技术、无线传感器网络技术、定位技术、产品电子码技术、电子数据交换技术、智能管理和决策等。技术协同是现代物流多维度协同中最为基础的协同需求。技术层协同主要是指通过协同技术，为平台各节点提供实时交互的共享与沟通环境，其主要目的是实现平台各节点间的同步运作与信息协同，同时增加端到端的透明度，提高决策的快速性和有效性。技术协同市系统平台实现协同的基础和关键，它为战略协同和业务流程协同提供有力的支持。与物流相关的信息量非常多，且对信息的准确性和及时性要求较高。其中主要包括采购信息、供货信息、订单信息、订单财务信息、运输成本信息、出车记录信息、货物信息、车况信息、库存信息、货物需求信息、货物车载信息、车辆位置信息、通关信息等等。网络就像人体的血管，而信息就如同血管中流动的血液，只有血液的健康流动才能使得整个物流系统高效地运作起来。信息不协同，很大因素是物流系统的老化、各子系统不兼容、数据格式不统一、信息孤岛等因素。现代物流协同系统解决的正是多个子系统协同运作的问题。

  3.1  感知层物流技术协同问题的提出 

  3.2  感知层物流技术协同问题的分析 

  3.3  感知层物流技术协同问题的解决方法 

  3.4  仿真分析 

  4.1  网络层物流信息协同问题的提出 

  4.2  网络层物流信息协同问题的分析 

  4.3  网络层物流信息协同问题的解决方法 

  4.4  仿真分析 

  5.1  应用层物流服务协同问题的提出 

  5.2  应用层物流服务协同问题的分析 

  第 6 章   基于管理层的现代物流管理协同研究

  结    论