1、基于供应链物联网技术的产品质追溯系统可行性研究报告基于供应链物联网技术的产品质追溯系统可行性研究报告1.项目概述1.1项目提出背景、意义及必要性1.1.1 符合XX省产业模式转型发展的需要2010年的全国两会上，转变经济发展方式是代表委员们热议的话题之一。我省“三个发展”的核心“转型发展”也被中央国务院重视认可。在当前全球金融危机还未见底，人类保护生态、低碳经济的意识日益增强的大背景下，中央、国务院审时度势，提出了一揽子扩内需、保增长、调结构的政策措施。旅游业涉及到的行业超过110个，由于其特有的旅游消费功能成为扩大内需、调整经济结构的重要途径和手段。温家宝总理在XX考察时指出，旅游消费对住宿
2、的贡献率超过90%，对银行和铁路的贡献率超过80%，对文化娱乐的贡献率超过50%，对餐饮和商品零售业超过了40%。2009年12月1日，国务院下发了关于加快发展旅游业的意见，提出“把旅游业建成战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业”，国家开始从战略层面和全局高度指导和推进旅游业的发展。近年来，全国各地旅游业发展势头蓬勃强劲，河南省提出“旅游立省”，XX要建设国际旅游岛等，形成了百舸争流的竞争势态，在全国新形势下实施我省旅游电子商务综合服务平台，将新技术、新科研成果转化为现实的经济效益，提高我省旅游业的整体效率显得尤为迫切。1.1.2 符合高新技术产业发展的需要当前，发展高新技术产业已成为
3、当今世界经济发展的主旋律。XX 省作为全国重要的能源基地，发展高新技术产业有利于转变经济增长 方式，促进产业结构优化升级。有 利于提高经济发展质量，实现经济的可持续发展。当前XX省的高新技术产业还存在着很多问题，必须引起重视。总体实力偏弱，市场竞争能力不强与开发经费投入不足，高新技术的消化吸收经费相对较低，致使成果转化率低。此外，创业投资机构数量少、实力弱，政府各类科研基金管理封闭， 社会资金投入科技创新领域的渠道不畅、载体不健全。也导致了科技资金投入的不足。高科技人才缺乏，企业自主创新能力不强。因此，研发基于供应链物联网技术的产品质量追溯系统成为了发展高新技术的不二选择。1.1.3 完善食品
4、安全的监查，树立企业、政府形象食品质量安全不仅影响到人们的健康,甚至关系国家经济与社会的稳定。近年来,大量食品安全事件频频曝光,这一问题受到广泛关注。从经济学和管理学的角度,食品质量安全问题大致可分为两类:由生产厂商和经营厂商的败德行为及管理不善导致的食品质量安全问题,以转基因食品为代表的新技术的不确定性带来的食品质量安全问题。在任何社会经济中,食品无疑都是最重要的商品之一,食品安全事故不仅直接造成严重的经济损失,而且直接导致大量的食源性疾病的发生,引发生产力水平下降、经济效益减少、医疗费用增加、国家财政支出上升,还直接阻碍食品行业的正常生产、经营和贸易。这几方面形成合力,最终会导致国家的经济
5、发展受阻,甚至会影响到国计民生和社会的稳定。基于供应链物联网技术的产品质量追溯系统，是一套有效的食品监查追踪系统，可以及时发现和处理食品质量问题，保证食品安全，树立企业和政府的良好形象。1.1.4 符合广大人民群众的切身利益民以食为天、食以安为先，食品安全事关人民群众身体健康和生命安全，事关经济发展与社会和谐。党中央、国务院高度重视食品安全，采取了一系列政策措施，目前我国食品安全总体比较稳定。同时也要清醒地看到，食品安全的基础还较薄弱，形势依然严峻。必须充分认识保障食品安全的重要性和紧迫性，切实增强责任感和使命感，加强监管，标本兼治，从根本上改善食品安全状况，使人民群众吃得放心、吃得安全。 但
6、是，应当清醒地看到，我国食品安全基础薄弱，受产业发展水平、企业管理水平、消费结构水平、诚信道德水平等因素制约，当前的食品安全状况不容乐观，一些违法违规顽疾仍未根治，新的问题时有发生，屡禁不止，特别是以食品非法添加为代表的食品安全问题比较集中地暴露出来，人民群众反映强烈。食品安全体制机制、法规制度、技术能力等方面也存在许多薄弱环节，一定程度上引起人们对食品安全的担忧，影响着公众对食品消费的信心。1.2攻关目标和内容1.2.1基于供应链物联网技术的产品质量追溯系统的核心 EPC技术 EPC的全称是Electronic Product Code，中文译作产品电子代码或电子产品编码。它是为了提高供应链
7、供应链管 理水平、降低成本而新近发展起来的一项新技术，是一种编码系统。它建立在EANUCC(即全球统一标识系统) 条型编码的基础之上，并对该条形编码系统做了一些扩充，用以实现对单品进行标志。产品电子代码是下一代产 品标识代码，它可以对供应链中的对象(包括物品、货箱、货盘、位置等)进行全球唯一的标识。EPC存储在 RFID标签上，这个标签包含一块硅芯片和一根天线。读取EPC标签时，它可以与一些动态数据连接 EPC的信息编码方式可以与传统的条码兼容，但是其信息容量大大增强。弥补了条码技术不能识别到单品层 次的不足。同时由于EPC系统采用了比条码技术更为先进的RFID技术可以实现相对较远的距离快速识
8、读，并 且加强了标签的环境适应能力被誉为具有革命性意义的新技术。 RFID技术 RFID是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术。其所具备的独特优越性是其 他识别技术无法企及的。它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准，可自由工作在各 种恶劣环境下，可进行高度的数据集成。另外，由于该技术很难被仿冒、侵入，使RFID具备了极高的安全防护 能力。 一个最基本的RFID系统一般包括三个部份： (1)标签(Tag)：即射频标 签。由耦合元件及芯片组成。每个 标签具有唯一的电子编码。附着在 物体上标识目标对象一般电子标 签中保存有约定格式的电子数据。 且含有内
9、置天线用于和射频天线 间进行通信。 (2)读写器(Reader)：读取 (有时还可以写入)标签信息的设 备，可设计为手持式或固定式。它 可无接触地读取并识别电子标签中 所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。读写器通常通过读写器的RS232或RS485接口进一步与电脑 相连。或使用WLAN技术进行数据传送。所读取的标签信息被传送到电脑进行下一步处理。 (3)天线(Antenna)：在标签和读写器之间传递射频信号。读写器是RFID系统中比较重要的一个组成部分， 从最基本原理来说，读写器通过空间信道向射频标签发送命令，标签接收读写器的命令后做出必要的响应，由此 实现射频识别。一般情况下，读写
10、器能够接收来自应用系统的命令，并且根据应用系统的命令或约定的协议作出 相应的响应(比如回送收集到的标签数据等)。1.2.2物联网对供应链管理的影响分析从供应链管理有效实施所依靠的两大载体（计算机信息系统和供应链配送中心）上不难发现，每一次信息化产业浪潮的出现都能给供应链管理的发展带来契机。因此，物联网的出现也将为供应链管理过程中出现的一系列问题提供部分解决方案，并且为其在企业中的进一步有效应用带来机遇。下文分别通过分析物联网在供应链管理几大环节的应用以论证其对供应链管理发展的影响。运输环节。在运输环节，通过对在途货物和车辆贴上EPC标签，在运输线上的检查点上安装RFID接收转发装置，使供应商和
11、经销商能实时了解到货物所处的位置、状态及预计到达时间，还可以合理调度在途车辆，最大限度提高车辆利用率。仓储环节。在仓储环节，基于EPC的实时盘点和智能货架技术可保证企业对其库存实现高效管理。通过对货物的智能化管理，还可以提高仓储空间的利用率，使企业实时了解有关库存情况，从而降低库存成本，提高企业库存管理的准确性。 生产环节。在生产制造环节应用EPC技术，可以完成自动化生产线运作，在整个生产线上通过识别电子标签来实现对原材料、零部件、半成品和产成品的识别与跟踪，并且快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件，从而减少人工识别成本和出错率，提高效率和效益。除此之外，EPC技术还能帮助
12、管理人员及时根据生产进度发出补货信息，使生产更加柔性化，同时也加强了对产品质量的控制与追踪。配送/分销环节。在配送环节，通过更新贴在商品上的EPC标签的信息，使管理员可以通过电脑实施精确的库存控制，大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。零售环节。在零售环节，通过利用配有嵌入式扫描器的货架，可以有效地监控商品的流动情况，还能起到货物防盗的作用。当商品存货数量降到偏低水平时，还能实现适时补货，减少库存成本。基于RFID技术的智能秤可以自动识别商品的类型，并按该商品来计量、计价和打印小票。在商场出口处，带有射频识别标签的商标由读写器将整车货物一次性扫描，并
13、能从顾客的结算卡上自动扣除相应的金额。这些操作无需人工参与，节约了大量人工成本，提高了效率，加快了结账流程，同时提高了顾客的满意度。 1.3项目形成成果、知识产权及完成时间1.3.1完整的产品质量追溯系统1.3.2创新的供应链物联网技术1.3.3共享全省食品市场供需行情数据，促进食品产业发展1.3.4挖掘整理全省食品行业数据，为政府决策提供依据1.3.3预计获得的知识产权商标、专利1.3.6项目进度规划及完成时间1、管理工作排序2、延时估算3、进度计划的编制1.）前期的市场调研：2个月2.）策划：2个月3.）系统研发：3个月4.）系统测试与完善：1个月5.）信息采集：与系统研发同步进行（4个月
14、）6.）系统应用测试与完善：2个月4、进度计划变更的控制进度2.项目立项的必要性及市场需求分析2.1项目技术攻关的必要性2.1.1物联网技术应用 从整个供应链来看，EPC系统和RFID技术能使供应链的透明度大大提高，物品在供应链的任何地方都被实 时追踪。安装在工厂配送中心、仓库及商品货架上的读写器能够自动记录物品在整个供应链的流动，从生产线到 最终的消费者全程记录。 EPC和RFID技术将在供应链的诸多环节上发挥重大的作用，主要体现在以下几个环节： 1生产环节 在生产制造环节应用EPC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
15、本和出错率，提高效率和效益。采用了EPC技术之后，就能通过识别电 子标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件。EPC技术还能帮助管理人员及时根据 生产进度发出补货信息实现流水线均衡、稳步生产，同时也加强了对产品质量的控制与追踪。 生产线发料过程中，首先系统进行生产任务自动排产；AGV小车满载按一定规则摆放物料，经过生产线每个 工位；安装在每个工位上的RFID读写器实时对经过的AGV小车进行扫描，即可实现自动识别当前工位需要的何 种物料、需要多少、是否已经全部到位等，当前工位员工即可根据配备的显示屏的提示，拿取生产物料。 在生产补料过程中，生产工位上的FRID自动识别当前工
16、位物料的剩余情况，实时将物料需求信息传送到 发料室，及时做好备料发料工作，保证生产线物料充足、不断料、不堆积等；提供现场物料周转率，使现场整洁。 2运输环节 在运输管理中在途运输的货物和车辆贴上EPC标签运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。因 此当货物在运输途中无论是供应商还是经销商都能很好的了解货物目前所处的位置及预计到达时间。 特别对于价值高的物品、危险易泄漏的物品、需要封箱运输的物品等，均可采用主动式RFID技术，将其封装 与箱内；如果出现非正常开箱。中央监控系统即可获得物品状况，及时报警，减少危害和损失。 3存储环节 在仓库里，EPC技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它
17、能用来实现自动化的存货和取货等操作。 基于EPC的实时盘点和智能货架技术保证了发货退货的正确性以及补货的及时性；而仓储区内商品可以实现 自由放置，提高仓储区的空间利用率并能够提供有关库存情况的准确信息；从而降低了库存，增强了作业的准确 性和快捷性，提高了服务质量，降低了储存成本，节省了劳动力和库存空间，同时减少了整个供应链中由于商品误 置、送错、偷窃、损害和库存、出货错误等造成的损耗。 4零售环节 物联网可以改进零售商的库存管理，实现适时补货。有效跟踪运输与库存，提高效率，减少出错。比如：当 贴有标签的物件发生移动时货架自动识别并向系统报告这些货物的移动。智能货架会扫瞄货架上摆放的商品。 若是
18、存货数量降到偏低的水位，或是侦测到有人偷窃，就会通过计算机提醒店员注意。因此，能够实现适时补货， 减少库存成本，还能起到货物防盗的作用。 智能秤能根据果蔬的表皮特征、外观形状、颜色、大小等自动识别水果和蔬菜的类别，并按该商品来计量、 计价和打印小票：在商场出口处，带有射频识别标签的商标由读写器将整车货物一次性扫描，并能从顾客的结算 卡上自动扣除相应的金额。这些操作无需人工参与，节约了大量人工成本，提高了效率，加快了结账流程，同时 提高了顾客的满意度。 另外EPC标签包含了极其丰富的产品信息例如生产Et期、保质期、储存方法以及与其不能共存的商品，可 以最大限度的减少商品耗损。 5配送分销环节 在
19、配送环节采用EPC技术能大大加快配送的速度。提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工数 量、降低配送成本。 如果到达配送中心的所有商品都贴有EPC标签在进入配送中心时，装在门上的读写器就会读取托盘上所有货 箱上的标签内容并存人数据库。系统将这些信息与发货记录进行核对，以检测出可能的错误，然后将EPC标签更 新为最新的商品存放地点和状态。这样管理员只需操作电脑就可以轻松了解库存、通过物联网查询商品信息及通 知供应商商品已到或缺货。这样就确保了精确的库存控制甚至可确切了解目前有多少货箱处于转运途中、转运地、 始发地和目的地。以及预期的到达时间等信息。 6集装箱、港口、码头、报关报检环节 用无
20、线射频识别(RFID)技术。通过安装在出入境车辆上的RF电子卡(或RF PDA)与分布在口岸监管区域 的无线射频基站群的无线信息交互，实现对出入境人、车辆、货物实施电子化管理，从而取代了长期以来依靠司 机填写纸质出入境车辆检验检疫监管簿申报的管理方式，实现出入境车辆及货物的快进快出、大进大出。 集装箱上的电子标签可以记录固定信息，包括序列号、箱号、持箱人、箱型、尺寸等；还可以记录可改写信 息。如货品信息、运单号、起运港、目的港、船名航次等。 集装箱RFID自动识别系统完成装箱数据输入、集装箱信息实时采集和自动识别；通信系统完成数据无线传 输；集装箱信息管理系统完成对集装箱信息的实时处理和管理，
21、能完成数据统计与分析，向客户提供集装箱信息 查询服务。而港口集装箱管理系统可以监测、记录经过道口的集装箱、拖运车辆、事件发生时间、操作人员、集 装箱堆放位置等信息：具有形象的3D集装箱堆场地图和放箱、找箱功能。 2.2项目的市场需求分析2.2.1XX省食品安全体系完善的迫切需要食品安全关乎人民群众的切身利益，关乎社会的和谐稳定。2011年3月至5月，全国人大常委会执法检查组开展了食品安全法执法检查工作。6月29日，十一届全国人大常委会第二十一次会议举行第二次全体会议，全国人大常委会副委员长路甬祥代表执法检查组向会议报告了检查情况： 当前的食品安全状况不容乐观。尤其是少数食品生产经营者不讲诚信道
22、德，目无法纪，唯利是图，加之有些地方和部门重视不够，监管措施不到位，致使一些领域和地方的食品安全问题仍然比较突出。近期，“瘦肉精”、“染色馒头”等食品安全事件的集中暴露，造成了十分恶劣的影响，加剧了人民群众对食品安全的担忧。 六大突出问题制约食品安全：一是一些食品生产经营企业法律意识淡薄，诚信道德低下。目前，一些食品生产加工企业和从业人员唯利是图，置法律、道德和人民群众的生命健康于不顾，肆无忌惮地生产加工有毒有害食品，而且手段不断翻新。二是一些地方和部门监管缺失，对违法行为打击不力，使食品领域违法犯罪行为得不到有效遏制。路甬祥表示，目前，食品安全源头监管薄弱，是一个相当突出的问题。近年来的食品
23、安全案件，大多发生在食品生产源头和初加工环节。因此，依法加强源头监管、消除安全隐患，是需要各级政府高度重视并尽快予以解决的重大问题。三是体制调整尚未完全到位，某些职责分工不明确，造成一些环节监管缺失。在实际监管工作中监管交叉和监管空白同时存在，一些地方在发生问题后甚至出现相互推诿的现象。食品安全综合协调的体制机制尚未理顺。 通过分析,XX省食品生产加工企业大多数企业规模偏小；食品生产加工企业食品安全管理体系、管理水平的落后,生产负责人和质量负责人文化教育素质整体偏低；从业人员对食品安全知识认识态度和行为亟待加强；食品生产过程中各环节的情况及控制体系较差,甚至有部分企业失控；食品的检验检测能力较
24、差,从事检验检测的人员专业素质偏低；食品生产企业所遵循的质量标准不齐全。 结论：食品安全问题是关系到人民健康和国计民生的重大问题,为人民提供足够的、安全的食品是食品生产企业的首要任务和责任。食品生产企业对从业人员必须严把从业准入条件,制定从业人员的食品安全知识培训制度；完善食品质量标准体系；食品生产企业的必须具备食品质量检验检测能力和水平,确保能对其所生产的食品进行全面检验检测；食品生产企业应加强食品生产的过程控制,政府应分阶段把食品生产企业实施并通过IS09000体系、IS014000体系、GMP、HACCP体系管理作为食品企业准入的条件；政府应加快食品企业的产业化指导,提高食品生产企业的工
25、业化、规模化水平。对传统食品企业应尽快制定传统食品的地方标准,提高食品生产企业准入条件,促进传统食品生产企业快速作强。食品安全的现状亟待食品安全体系的完善，基于供应链物联网技术的产品质量追溯系统，将在最大程度上跟踪食品生产、流通过程，及时检测食品安全，将食品质量问题扼杀在萌芽状态，同时，基于供应链物联网技术的产品质量追溯系统还可在食品质量问题出现后，查找到问题源，以合理解决食品质量问题并制定相应的预防措施。此系统必将在很大程度上完善食品质量安全体系。2.2.2带动高新技术产业发展，转变经济增长方式的需要高新技术是现代生产力中最活跃的因素和最主要的支撑力量，高新技术产业的发展水平已经成为衡量一个
26、国家和地区经济实力和竞争力的主要标准。高新技术的概念是一个动态的概念，目前，国际上公认的并列入21世纪重点研究开发的高新技术领域，包括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技术等。在现代经济社会，经济增长的主要来源是技术进步和知识进步，而高新技术产业能够使高新技术成果转化为经济效益，推动经济增长和发展。 我国高新技术产业正从小到大、由弱变强，开始步入发展的快车道。高新技术产业规模迅速扩大，产值迅速增加，年均增长达20%以上，超过同期全部工业年均增长速度10多个百分点，已经成为我国经济发展中最有活力的部分。 高新技术产业发展的良好势头，正在逐步完善着我国的产业结构，使我国的经
27、济增长方式由粗放型向集约型转变。物联网技术是一种新型的高新技术，并以迅猛的势头在发展，基于供应链物联网技术的产品质量追溯系统，是以物联网为基础的高新技术，将其与现今的食品安全问题相结合，必将使我国的食品产业和高新技术产业得到一次大发展，并进一步推动我国经济增长方式的转变。3.相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础3.1国内外技术现状、专利等知识产权情况分析和国内现有的工作基础3.1.1物联网技术 以物联网为核心的信息技术发展被誉为第三次信息技术革命，2009年以来全球各国都在大力推动物联网的技术发展与应用。中国政府对物联网的发展极为重视，加快物联网的研发应用写进了政府工作报告，一系
28、列物联网发展的产业政策及规划相继出台，物联网已经上升为国家战略。目前物联网感知技术更加丰富，除RFID技术以外，面向所有感知技术开放，凡是能够起到自动感知的技术体系都可以纳入物联网感知技术体系，目前常用的传感知技术、RFID技术、GPS卫星定位与识别技术、视频识别或机器视觉技术等都可纳入物联网终端感知技术体系；网络方面，互联网、传感网、局域网、电视网、电信网也在走向融合，也可纳入物联网网络技术体系；智能应用则更加广泛了，从而打开了智能物联网发展创新的空间。 一、物联网概念与主要技术体系物联网就是“物物相连的互联网”，即通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫
29、描器等信息传感设备，按约定的协议，根据需要实现物品互联互通的网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。物联网的特征主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应该具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。二、物联网技术在产品质量追溯系统的应用状况分析（一）感知技术应用状况在中国供应链信息化领域，应用最普遍的物联网感知技术首先就是RFID技术。RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用，RFID技术
30、主要用来感知定位、过程追溯、信息采集、物品分类拣选等。其次是GPS/GIS技术。供应链信息系统采用GPS/GIS感知技术，用于对供应链运输与配送环节的车辆或物品进行定位、追踪、监控与管理；尤其在具有运输环节的供应链信息系统，大部分均采用了这一感知技术。视频与图像感知技术居第三位。这一技术目前还停留在监控阶段，还需要人来对图像分析，不具备自动感知与识别的功能，在供应链系统中主要作为其他感知的辅助手段，也常用来对供应链系统安防监控，用于供应链运输中的安全防盗等，这一系统往往会与RFID、GPS等技术结合应用。传感器的感知技术居于第四位。传感器感知技术及传感网技术是近两年才在供应链领域得到重视与应用
31、的技术，目前传感器感知技术也是与GPS、RFID等技术结合应用，主要用于对危险供应链系统、粮食供应链系统、冷链供应链系统的物品状况及环境进行感知。传感技术丰富了供应链物联网系统中的感知技术手段，在食品、医药冷链供应链和危险品供应链具有广泛应用前景。扫描、红外、激光、蓝牙等其他感知技术在供应链领域也有零星应用。这些技术主要用在自动化供应链中心自动输送分拣系统，用于对物品编码自动扫描、计数、分拣等方面，激光和红外也应用于供应链系统中智能搬运机器人的导引。（注：上述扫描指自动输送分拣机上的条码扫描，不包括手持终端的条码扫描）。根据对相关资料的统计分析，多项感知技术集成应用的情况也较多，如RFID技术
32、与传感器技术结合；如：GPS技术与RFID技术结合，如：车载视频与GPS技术结合等等。（二）网络与通信技术应用状况现代供应链的特点就是系统化和网络化，目前供应链系统全部是网络化的运作，很少有供应链系统是点对点的单线管理与优化。因此供应链信息化的最大趋势就是网络化与智能化。目前供应链系统，企业内部的生产管理系统往往是与企业生产系统的运作与管理相融合，供应链作为生产系统的一部分，在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部供应链的网络架构，往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。在公司，面对大范围的供应作业，由于货物分布在全国各地，并且货物在实时移动过程中，因此供应的网络化信息管理往往是借助于互联网系
