基于物联网的生产物流系统研究现状及展望

摘 要：企业生产物流是指原材料采购、生产过程中所产生的仓储、包装、运输等一系列的物流全过程。随着企业合作范围扩大，各个环节复杂程度和交互行为加大。物联网作为新一代信息技术，在企业应用已非常广泛。但是，还是有不少企业正在权衡是否将物联网技术引入到供应链系统当中。因此，文章对近年来生产物流系统动态性、系统动力学仿真、基于物联网的实时生产物流系统等方面的研究做了深刻的剖析。

关键词：物联网；生产物流系统；研究现状；展望

前言

企业生产物流包括企业内部生产物流和企业外部生产物流。内部物流是指产品在生产过程中所产生的物流活动；外部物流是指企业将成品配送给客户过程中的物流活动。随着企业之间的合作战略伙伴关系范围扩大，以及供应链外部环境的变化，生产、仓储、配送各个环节的复杂程度和不确定性的交互行为加大。为解决这一类的动态性问题，需要对生产物流系统进行动态性分析。系统动力学（System Dynamics， SD）为解决动态性复杂问题提供了方法、理论、观点和工具。系统动力学通过对系统建模，改变系统的结构和信息之间的关系，使得建立出来的模型系统达到具有统计学意义上的动态性的鲁棒性结构。早前大部分研究学者运用系统动力学对还未建立的系统（生产系统、物流系统等）进行模型构建和仿真，通过改变系统的结构来了解系统动态行为的趋向和性能，对系统进行结构配置，使得系统具有较好的鲁棒性能以及优异的系统性能。但是，由于现在系统环境越来越复杂，例如：各种信息变化不可统计、无法捕获，以及系统运作过程中的动态性越来越多，使得原来鲁棒性结构的系统已经不能适应现在的环境，而不能再保持较好的鲁棒性，如果将原来已经构建好的系统重新构建，则导致成本很高，是不太可能的。因此，我们需要通过改变系统的信息交互机制，使得系统在原有的鲁棒性结构下，重新达到统计学意义上动态性的鲁棒性系统。作为一项新的信息技术，物联网（Internet of Things， IOT）的应用可以为系统的数据采集、传输提供良好的契机。

1 生产物流系统执行动态性

在生产制造方面，郑力等指出制造系统的复杂性问题十分突出，且由于社会、经济等方面的数据不准确性、事件发生概率的随机性等，使得环境出现不可避免的动态性[1]；在物流方面，朱卫锋等运用自行开发的复杂物流系统仿真工具CLSim对复杂物流系统订货点量问题进行了仿真及优化[2]；在生产物流系统方面，梁珍英以制造企业的生产物流系统为核心，对供应链上、下游环节等因素进行了研究和分析，并针对出现的问题提出了相应的措施，从而提升企业的管理水平、运作效率及经济效益[3]。

2 生产物流系统动力学仿真

系统动力学是由麻省理工学院的Forrester教授于1956年创立的一门研究系统动态复杂性的科学方法。

在供应链方面，系统动力学的应用非常的广泛。彭志高等根据供应链系统与系统动力学的特点，对供应链网络结构进行分析，论述了基于制造业企业供应链系统有关的关键因素，并逐步探讨了供应链网络系统动力学模型的建立方法和过程[4]。刘媛媛等利用系统动力学对“啤酒游戏”进行仿真分析，通过比较二级、三级、四级供应链各节点企业订货率的波动情况，对供应链结构本身是造成“啤酒游戏”中“牛鞭效应”的内在原因进行了深入的探讨[5]。

在信息交互机制方面，张力菠等利用系统动力学方法对两级供应链系统的动态仿真模型进行构建，发现随着补货周期的延长，“牛鞭效应”呈现单调递增的变化趋势，并可以找到一个最优的补货周期[6]。

3 基于物联网的实时生产物流执行系统

物联网在供应链执行系统的应用越来越普遍。在制造仓储领域，钱洪法提出物联网技术对制造业的作用主要体现在：生产智能化、物流追踪化、服务及时化[7]；在物流配送方面，朱文和将物联网技术应用在智能化物流配送服务中，进一步通过效益对比验证了物联网技术能够提高企业仓储及物流配送效率，降低配送成本[8]。

4 结束语

综上，已有文献缺少从动态系统的角度来定量化地探讨、评价物联网系统及其配置方案的可行性，具体表现在：（1）在系统设计方面，学者们侧重于信息系统框架及部署软、硬件设施，却忽略了系统中各要素动态性及它们之间的复杂关系，导致企业运作动态性增强；（2）在物联网效能方面，文献大多从对长时间窗下的绩效指标进行研究，而较少研究短时间窗下的局部的动态性对系统整体运行表现的影响。因此，在以上两个方面还需要更多的学者花费更多的精力去探讨。

参考文献

[1]郑力，江平宇，乔立红，等.制造系统研究的挑战和前沿[J].机械工程学报，2010，46（21）：124-136.

[2]朱卫锋，费奇，陈学广.复杂物流系统订货点量仿真优化调整策略[J].华中科技大学学报：自然科学版，2006，34（12）：114-116.

[3]梁珍瑛.制造企业生产物流系统的分析与评价研究[D].西安：西安理工大学，2010.

[4]彭志高，滕春贤.基于系统动力学的供应链网络仿真模型的研究[J].哈尔滨理工大学学报，2007，12（2）：153-156.

[5]刘媛媛，王海燕.供应链节点变化对牛鞭效应影响的系统动力学仿真研究[J].物流技术，2006（6）：50-53.

[6]张力菠，陈杰，马义中.基于时间的VMI整合补货模式的系统成本与牛鞭效应[J].系统工程，2006，24（10）：26-33.

[7]钱洪法.刍议物联网在制造业信息化中的作用[J].计算机光盘软件与应用，2013（19）：42-43.

[8]朱文和.基于物联网技术实现供应链全过程的智能化物流配送服务[J].物流技术，2010，29（13）：172-173.