基于產品多生命周期的閉環供應鏈信息采集與共享

賀 超， 莊 玉 良

（1.中國礦業大學管理學院，江蘇 徐州 221116；2.南京審計學院信息科學學院，江蘇 南京 211815）

一、引言

閉環供應鏈是正向供應鏈與逆向供應鏈的有機結合，由于其在促進環境保護、可持續發展、低碳經濟等方面的巨大潛力，閉環供應鏈概念一經提出，便迅速吸引了諸多理論研究者的關注。然而，閉環供應鏈管理在我國依然處于起步階段，真正在企業中予以實踐的并不常見。在閉環供應鏈中，回流產品/物料的回收、處理和再利用整個流程都與傳統的正向供應鏈有著本質的區別。在閉環供應鏈中，參與者、產品、處理方法等都是不確定性的來源，從而給閉環供應鏈實踐帶來了巨大挑戰。

閉環供應鏈的運作需要各參與方在業務流程上緊密協調，這必然依靠與閉環供應鏈運作有關的信息能夠在整個鏈條中共享。然而，所有被共享的信息首先需要獲取，但這恰恰是當前理論研究所忽視的方面。閉環供應鏈中的信息與回流產品/物料的屬性緊密相關，而這些不斷變化的屬性在時間軸上產生于閉環供應鏈的不同環節，且可能經歷多次回收再制造循環，即產品可能不僅存在一個生命周期，在很多情況下會存在多個生命周期，某些長壽命、高價值零部件更是如此。因此，要持續跟蹤這些信息的變化，為閉環供應鏈決策與業務處理提供支持，建立一個高效、可靠、與傳統管理信息系統完全不同的信息采集體系。這種面向產品多生命周期的閉環供應鏈信息采集體系是任何閉環供應鏈管理都必須解決的基礎性關鍵問題。

二、閉環供應鏈信息采集的特點與研究現狀

1.閉環供應鏈信息采集的特點

信息協調是供應鏈協調的重要方法之一，對于不確定性遠遠超過正向供應鏈的閉環供應鏈而言，信息協調的意義更為重要。然而，閉環供應鏈本身的特點，使得閉環供應鏈信息采集的難度遠比正向供應鏈高。

（1）閉環供應鏈信息內容更豐富，實時性要求更高。除正向供應鏈中的產品種類、數量、位置、價格等一般信息外，閉環供應鏈由于涉及最終產品的回收和再處理，還必須包括產品使用狀態，如維修次數、材料屬性，甚至要包括設備溫度、轉速等。顯然，這些數據很多都是實時變化的，對數據采集的要求更高。

（2）在閉環供應鏈中，是基于產品而非類別的信息采集。正向供應鏈中所有同型號的產品都是同質的，在進行數據采集時只需考慮到類別即可。然而，閉環供應鏈中產品的返回情況各不相同，其信息跟蹤必須深入到產品個體層次，這給閉環供應鏈信息采集帶來了編碼和數據存儲上的巨大挑戰。

（3）閉環供應鏈信息時空分布廣泛。由于對消費者需求響應和現金流周轉等方面的要求，正向供應鏈時間分布往往較短，且在空間上涉及消費者的信息不多。而閉環供應鏈則與此有著本質上的不同。閉環供應鏈中返回的產品，其生命周期因產品而異，如冰箱、汽車等高達十年以上，其中耐消耗部件可能被多次回收再利用。這就使得閉環供應鏈中信息采集和存儲的時間范圍被空前延伸了，且出現了多個生命周期，在空間上亦是如此。最終客戶在使用過程中，很可能會使產品發生位移，而數據采集則必然發生在更為廣泛的地理范圍之內。

（4）閉環供應鏈信息不確定性高，且產品價值不易衡量。閉環供應鏈中與產品回收及再處理相關的各種信息都具有明顯的不確定性，如產品的損壞部件及損壞程度、產品回流的時間和數量等。因此，閉環供應鏈運作對信息采集和共享的依賴遠遠大于正向供應鏈。此外，在處理回流產品時，為最大限度地再利用各部件價值，閉環供應鏈必須衡量并跟蹤每個部件的價值損耗比，以確保再制造的技術經濟合理性。這種部件價值損耗盡管意義重大，卻不易衡量，往往還需要人工判斷的參與，給閉環供應鏈信息采集帶來了巨大的成本和困難。

2.閉環供應鏈信息采集與共享的研究現狀

盡管信息如何采集和共享對閉環供應鏈運作有著至關重要的影響，但當前這方面的研究卻相對欠缺，且多為采用WEB等技術對信息系統集成方面的研究。比較典型的包括：曹（Cao，Y.）等[1]提出了客戶機（C）/服務器（S）架構混合瀏覽器（B)/服務器（S）架構的第三方逆向物流信息系統；鄭曉靜、[2]張文學[3]在WEB技術基礎上分別提出了閉環供應鏈信息共享的作業、管理、戰略層級體系和異構數據的共享模式；常香云等[4]進一步提出了制造商主導型逆向物流信息集成平臺的概念模型和功能模型。類似的，計三有等人[5]考慮將閉環供應鏈各參與方管理信息系統進行集成，構建基于面向服務體系結構（Service Oriented Architecture，SOA）的閉環供應鏈信息系統框架。這些研究大多著眼于對閉環供應鏈上各企業管理信息系統的集成，對閉環供應鏈管理信息系統的框架進行了大量探討。然而，由于閉環供應鏈的復雜性，數據共享盡管存在可能，但流程一體化卻存在極大的困難，且僅僅依靠WEB技術并不能很好地解決閉環供應鏈信息共享的特殊性。因此，賀超等[6]以物聯網技術為基礎，對企業逆向物流管理信息系統進行了探討，但該研究局限于一個企業，并未將之延伸到整個閉環供應鏈。此外，也有一些學者側重于對信息共享本身的研究，如常香云等[7]對閉環供應鏈信息網絡集成問題的研究，王順林等[8]對閉環供應鏈上建立供需信息集成中心的討論等。這些研究僅僅強調應該予以共享，并未涉及企業應如何進行信息采集與共享。

三、閉環供應鏈信息采集與共享體系的設計

覆蓋整個產品生命周期的信息對于閉環供應鏈的運作效率和協調有著重要影響。因此，其信息采集必須在產品全生命周期時空范圍內，采用適合閉環供應鏈信息采集的技術，構建一個完整的信息采集體系。

1.基于產品多生命周期的信息分析

所謂產品多生命周期是指，在閉環供應鏈中，回流的產品在被生產之初，其中的某些零部件可能就是回收再制造的零部件。對于這些零部件，它們事實上經歷了多次產品生命周期，只是在不同的生命周期內其價值的部分被多次“重生”。因此，對于這些特殊零部件而言，對其信息的跟蹤不僅僅是全生命周期，往往是在多生命周期的范圍內進行。對于閉環供應鏈應采集的信息，喬伊納德（Chouinard）[9]等按信息類別進行過初步探討。然而，對信息采集而言，按照信息流程進行分析更為合理，即對于每一個生命周期，從產品生產、銷售、回收、再制造、再銷售直到廢棄的整個過程所應采集的信息進行分析。

閉環供應鏈可分為正向供應鏈和逆向供應鏈兩個環節，兩者之間有著非常緊密的聯系。閉環供應鏈上的信息也可分為正向供應鏈信息和逆向供應鏈信息兩部分。正向供應鏈信息包括產品從設計、物資采購、制造、銷售直至其在用戶手中被持續使用的整個過程。其中，設計信息是未來產品拆卸和再利用、再制造的基礎；采購物資信息是將來產品回收時，進行零部件復用和原材料再生的判斷依據；產品制造信息是未來進行回流產品數據挖掘時，提升產品制造水平的關鍵；銷售信息是所有售后服務的數據來源，也是逆向供應鏈數據跟蹤的起點；產品在用戶手中的使用、維修數據是逆向供應鏈運作和優化的前提，對產品回流操作效率、零部件再利用水平等意義更大。

逆向供應鏈信息包括產品回流計劃、產品檢測、產品拆卸、零部件價值測度與屬性跟蹤、再制造產品需求、再制造物料選擇、再制造生產、再制造產品銷售等諸多環節。其中，產品回流計劃針對的主要是本輪生命周期結束時的產品回收；產品檢測需要調用本輪生命周期開始時的原始物資數據；產品拆卸需要調用產品設計數據；零部件價值測度和屬性跟蹤是整個閉環供應鏈中價值回收的核心。針對每個零部件與物料的具體情況，對其剩余價值進行準確測度，在滿足客戶需求的前提下，使相近價值比例的零部件組裝成一個再制造產品，能夠實現所有組成產品的零部件的總體價值“重生”量最大化。一個最優的再制造產品投入市場后，便開始了新一輪產品生命周期正向供應鏈的信息采集和跟蹤過程。

2.基于物聯網的閉環供應鏈信息采集

顯然，在產品多生命周期的每一個生命周期循環中，正向與逆向供應鏈中的信息緊密關聯；在相鄰的生命周期中，上一生命周期的數據對本生命周期的數據具有重要影響。在這樣一個廣泛的時空范圍內，要采用傳統的信息技術進行跨企業的信息采集，是難以低成本、高效、準確完成的。而物聯網具有鮮明的實時、準確、智能及單件跟蹤等優勢，將成為未來閉環供應鏈信息采集體系最為重要的技術基礎。

為進行多生命周期的信息采集和跟蹤，供應鏈核心企業應進一步細化對產品層面的跟蹤，對構成產品價值核心，并有多生命周期的重要零部件進行編碼和跟蹤。這種編碼在其多生命周期中，可用來對零部件進行唯一識別，從而實現跨生命周期的數據跟蹤和分析。由于對單個產品及其零部件進行單體編碼，使得整個供應鏈需要跟蹤的實體數量空前龐大，對現有產品編碼體系帶來了本質的沖擊。電子產品代碼（Electronic Product Code，EPC）體系的逐步應用，為該問題的解決提供了理想的途徑，也為基于物聯網的閉環供應鏈信息采集體系奠定了基礎。

以EPC為基礎，在每個生命周期的正向和逆向供應鏈中，各有關參與方都將相關信息及時通過讀卡器上傳到相應的實體標記語言（Physical Markup Language，PML）服務器中。不同的零部件和產品既可由各自的生產企業提供PML服務器，也可由供應鏈核心企業提供PML服務器。在某些情況下，還可由第三方企業為整個閉環供應鏈提供專業信息采集和存儲等服務。在每次對該產品或零部件進行某種操作時，通過接收器接收其射頻識別（RFID）標簽上傳來的信息，并將之傳遞給計算機。計算機將產品的EPC通過廣域網（Internet）/局域網（Intranet）傳遞給對象命名服務器（Object Name Service，ONS），由其指向存儲該產品信息的PML服務器，并將信息存入其中。[10]這種信息采集方式將產品和信息分離，可在整個閉環供應鏈的多生命周期中對產品和零部件的各種相關信息進行持續采集和存儲。

3.基于物聯網的閉環供應鏈信息共享

所有信息采集的目的都是應用，而在供應鏈中，信息價值的最大化在于信息在供應鏈上下游的共享，基于物聯網的閉環供應鏈也是如此。由于產品的信息存在于多個生命周期中，因此如何持續對相關信息進行記錄，并使每一個需要信息的閉環供應鏈參與方都能及時獲取相關信息，便成為一個非常復雜的問題。

當產品或零部件進入下一個生命周期時，所涉及的閉環供應鏈實體可能與其上一個生命周期有很大不同。在這種情況下，閉環供應鏈中的信息在跨產品生命周期的時空范圍內共享，必須保證海量的存儲和運算量，同時還要能夠進行訪問控制。基于閉環供應鏈的云平臺是信息共享一個很好的工具，如圖1所示。

在閉環供應鏈的云平臺中，存在大量的PML服務器群，與本供應鏈相關的產品和零部件的各種信息都被持續記錄，并能為所有閉環供應鏈相關實體訪問和更新。通過這樣一個涵蓋閉環供應鏈中產品多生命周期的物聯網信息采集和共享體系，閉環供應鏈上各參與實體間才有可能實現有效協調，真正實現閉環供應鏈管理的社會經濟效益。

四、閉環供應鏈信息采集與共享體系面臨的挑戰

當前的閉環供應鏈協調研究大多在信息共享假設基礎上進行，而企業實踐往往難以滿足這個前提。這種理論與實踐脫節的情況，與當前閉環供應鏈中的業務模式及信息管理體制有著密切的關系。本文提出的新的信息采集體系也會遇到現有技術和管理上的挑戰。

從技術上，必須考慮多實體大量數據訪問的安全控制機制。由于跨生命周期的閉環供應鏈中實體眾多，且不同生命周期可能在不同的閉環供應鏈中運行，眾多實體對存儲于PML中數據的訪問不能泄露供應鏈商業秘密，對數據的修改也需要有安全控制機制予以核實，以確保所有數據的及時性和準確性。

在信息管理模式上，新的信息采集體系對數據管理的要求，與傳統供應鏈相比有著明顯的不同。由于本文提出的信息采集體系資源消耗較大，并非閉環供應鏈上的每一個企業都能承擔，而核心企業負責數據管理又容易造成供應鏈權力過于集中。同時，閉環供應鏈信息來源的多樣性，也使得流程某一方進行全面的信息管理存在一定困難。因此，引入一個第三方作為閉環供應鏈信息協調服務提供商，是一個比較合理的選擇。這是新技術經濟環境下，閉環供應鏈上新的生態位，是整個閉環供應鏈運行的使能器和效率的加速器。

五、結論

閉環供應鏈管理是一種產品多生命周期的管理，涉及的實體和時空范圍異常廣泛。及時收集閉環供應鏈中產品和零部件的各種信息，對于提升閉環供應鏈反應速度及處理的科學性有著重要價值?；谖锫摼W技術的閉環供應鏈信息采集與共享體系，能夠較好地解決其面對的特殊問題，但其自身的實現也面臨技術和管理上的諸多挑戰。隨著我國經濟改革與發展方式的持續改進，閉環供應鏈將日益受到各方重視，基于產品多生命周期的閉環供應鏈信息采集與共享體系必將成為未來閉環供應鏈實踐中不可或缺的運作與競爭前提。

＊本文受國家自然科學基金“再制造閉環供應鏈的政府獎懲機制研究”（項目編號：71102164）、教育部人文社會科學研究基金“基于閉環供應鏈產品信息共享路徑的回流物料價值測度體系及其應用研究”（項目編號：10YJA630235）、“閉環供應鏈視角下廢舊電器電子產品回收再利用的政府獎懲機制研究”（項目編號：10YJC630249）資助，是江蘇省教育廳2012年度高校哲學社會科學研究指導項目“基于物聯網的制造業閉環供應鏈協調研究——以工程機械行業為例”（項目編號：2012SJD630116）、中國煤炭工業協會科學技術研究指導性計劃項目“基于物聯網的煤炭閉環物流管理體系研究”（項目編號：MTKJ2010-237）的部分研究成果。

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