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[摘要]本文针对过程工业高能耗、高污染的特点，提出基于物联网技术的过程工业绿色供应链构建策略，给出了包含技术支持层、核心业务层和绿色运作层等三层架构的过程工业绿色供应链模型，并对其实现进行了详细的论述。过程工业绿色供应链的实施将有效降低过程工业全产业链能耗和污染，提高供应链的效率，同时为绿色供应链管理理论的实际应用提供新的思路和方法。
[关键词]过程工业；绿色供应链；物联网；模型构建
[中图分类号]F407 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）38-0018-02
1过程工业对绿色供应链的需求
1.1过程工业生产特点
过程工业（process industry）是进行物资转化的所有工业过程的总称，包含大部分重工业，如化学、能源、冶金、建材、石油炼制、核能、生物技术以及医药等工业，它是一个国家的基础工业，对发展国民经济、增强国防力量起着关键作用。与离散生产制造过程相比，过程工业具有许多不同之处。
第一，大批量连续性生产。这是过程工业的主要特点。即物料流和工作流连续稳定，生产装置内各工序间衔接紧凑、严密，工艺流程相对稳定不变，也没有缓冲单元。相应地，新开工成本高、时间长，一般不允许轻易停工。第二，优化目标较多。离散生产制造企业以缩短供货周期，提高设备利用率为主要优化目标。而过程工业企业优化目标则较多，通常以安全、稳定、均衡、长周期、高负荷、高质量、高收率、低物耗能耗和小污染为目标，寻求多目标的平衡和优化。第三，自动化水平高。过程工业对自动化的依赖性比较强，计算机控制的应用较早，基础自动化水平比离散制造业高。但是，过程工业管理中“自动化孤岛”现象严重，下层的自控系统和上层的管理决策信息系统严重脱节。第四，新产品开发难度大、周期长。过程工业往往需要经过试验研究，由研究院和设计院提供产品工艺、流程，同时经常需要新建生产线，投资大，周期长。第五，环保问题严重。过程工业在生产产品的同时，一般都有废弃物生成和排放，且许多生产过程和物料具有高温、高压、易燃、易爆和剧毒等特点，因此安全保障问题和故障诊断在过程工业中显得相当重要。第六，生产高能耗。过程工业生产过程能耗较高，我国许多化工、冶金等产品的平均单位能耗比国外高出一半到一倍多。同时，高能耗本身带来高污染并和低效益紧密联系。
1.2过程工业对环境的影响
如上节所述，过程工业的快速发展在促进社会生产力和人类生活水平不断提高的同时也引发了一系列严重的环境问题。首先，过程工业污染比较严重。据估计，在美国约75 %的固体废物来自过程工业。其次，部分过程工业资源利用率低，综合利用差，废弃物潜在的资源利用价值常常高于目标产品。如我国特有的矿产资源钒钛磁铁矿的铁利用率仅为4.9 %，而化工行业生产1吨铬盐会产生近3吨毒性废渣。然后，过程工业能耗高，中国某些过程工业的能耗是美国、日本的2～4倍，煤的开采和燃烧造成的污染和能源浪费更是量大面广，不仅流失大量可用资源，也严重污染水体、土壤和环境等。[1-2]
2绿色供应链概念的提出
1996年，密歇根州立大学的制造研究协会（MRC）进行一项“环境负责制造（ERM）”研究，提出了绿色供应链的概念。绿色供应链以绿色制造理论和供应链管理技术为基础，强调对产品整个生命周期的绿色运作和管理，涉及供应商、制造厂、销售商和用户等多个环节，同时在追求资源消耗和环境影响（负作用）最小的同时追求降低供应链成本，因此绿色供应链具有系统性、集成性和实用性等特点。 Beamon，B.M.（1999）指出绿色供应链与传统供应链的区别在于：完整的绿色供应链系统不仅包含传统供应链的内容，另外增加了从最终顾客逆向的产品和包装的回收、再利用流程，以及从顾客、零售商、分销商、制造商，到供应商的逆向再循环过程，从而形成一个封闭的回路。[3]
在国内，但斌（2000）较早研究绿色供应链，认为绿色供应链是“一种在整个供应链中综合考虑环境影响和资源效率的现代管理模式，它以绿色制造理论和供应链管理技术为基础，涉及供应商、生产厂、销售商和用户，其目的是使得产品从物料获取、加工、包装、仓储、运输、使用到报废处理的整个过程中，对环境的影响（负作用）最小，资源效率最高”。[4]杨浩军（2012）探讨了鲜活农产品绿色供应链管理的内涵、运行目标、运作模式与运作机制等内容[5]。这些研究成果为过程工业绿色供应链管理的构建提供了一定的参考和借鉴。
3过程工业绿色供应链模型的构建
基于物联网的过程工业绿色供应链体系如下图所示。包括技术支持层、传统供应链层和绿色供应链层等三个层次。供应链的核心为重化工和精细化工类企业，其上游是为其提供原辅料和各种动力供应的供应商，其下游是分销、零售以及最终消费者环节。因此，通过物联网技术的应用将改变信息感知和传递的方式，对上述相互合作的相关企业进行资源集成和业务集成，实现高效的正向物流和逆向物流，从而达到供应链全过程绿色、环境友好的目标。
以下详细介绍三个层次的基本内容：
3.1技术支持层
物联网（The Internet of things）指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。其基本特征为：全面感知、可靠传送和智能处理。物联网体系结构自下向上分为：感知、接入、互联、服务管理和应用等。通过物联网技术，能够实现供应链之间的信息无缝整合，状态即时沟通，动作即时协作，从而构建统一的绿色供应链信息平台，在该平台上提供供应链全过程的智能化服务模式。因此，以物品状态信息作为流动主体的物联网技术，正是构建面向过程工业的绿色供应链体系的关键所在。
面向过程工业绿色供应链系统的物联网技术由物联网感知技术、互联网接入技术以及专业管理和服务系统所组成。首先，将射频识别、二维码、传感器、GPS等感知、捕获、测量设备部署在过程工业供应链全过程中原辅料供应、生产流程、污染处理、再制造、分销配送、终端客户等各个环节，实时对物体属性、环境状态、行为态势等静态/ 动态的信息进行大规模、分布式的信息获取与状态辨识。其次，通过现有的移动通信网（如GSM网、TD-SCDMA网）、无线接入网、无线局域网（WiFi）、卫星网等基础设施的接入，将来自感知层的信息资源整合成一个可以互联互通的大型智能网络，为上层供应链管理和大规模应用建立一个高效、可靠、可信的基础设施平台。然后，通过具有超级计算能力的中心计算机群，对网络内的海量信息进行实时的管理和控制，使供应链核心企业能够对采购业务流程、生产业务流程、仓储业务流程、运输业务流程、回收业务流程、再利用业务流程以及污染处理业务流程等供应链全程进行实时的追踪和监控，即时掌握物流活动状态，并对状态进行实时响应，智能应对，辅助实现智能化的决策和控制。
3.2核心业务层
在核心业务层中，过程工业核心企业（重化工和精细化工类企业）通过整合上下游企业的业务流程，使得供应链上的物流、信息流和资金流无缝连接，实现快速、高效的向终端客户提供恰当的产品，并及时处理客户的反馈信息，从而达到提高客户服务水平，提升企业效益的目的。在传统过程工业供应链管理中，通常以正向物流方向为主，即重点关注从供应商到制造企业，分销商，直至将最终产品送达消费者手中这一过程。通常认为将最终产品送达消费者手中这一活动是供应链管理过程的终结，而较少考虑回收和再利用这一逆向过程。
3.3绿色运作层
该层是过程工业绿色供应链的核心内容，也是过程工业绿色供应链比传统过程工业生产模式的创新和突破。与传统供应链管理不同，在绿色供应链中，强调污染物的有害处理、废弃物的回收和再利用以及再制造等内容，以其达到绿色、环境优化的目的。在过程工业绿色供应链的实施过程中，计划环节、制造环节、再利用环节是其重点。过程工业要实现绿色供应链的运作，首先要在整个供应链中采取一种全新的设计理念，将其作为一个整体，面向闭环供应链运作模式，设计新程序，从而杜绝任何形式的污染和浪费。其次绿色供应链的制造是一个包括了产品设计、材料选择、产品加工、物流设计、包装设计以及产品拆卸等过程的大制造概念。最后，在绿色供应链的再利用环节包括回收物流和再利用两部分。通过正向物流和逆向物流的结合，形成一个完整的闭环回路，从而实现供应链全程的环境友好。
4结论
绿色供应链管理是过程工业企业提升其竞争力和保护资源的有效途径，通过实施绿色供应链管理战略，过程工业企业可以降低环境风险，节约资源，从而提高企业的经济和环境绩效。本文将方兴未艾的物联网技术应用于过程工业绿色供应链之中，构建了完整的过程工业绿色供应链框架体系，并对其实施进行了详细的介绍。相信随着物联网技术的快速发展，将使绿色供应链的实现和实施更为便捷高效。
参考文献：
[1]李萍，周章玉，华贲.过程工业供应链流结构及其管理研究[J].计算机与应用化学，2004，21（1）：88-92.
[2]钟玉泽，张旭，欧钦英.过程工业与清洁生产的实施[J].辽宁城乡环境科技，2004（6）：55-56.
[3]B.M.Beamon.Designing the green supply chain[J].Logistics information management，1999，12（4）：332-342.
[4]但斌，刘飞.绿色供应链及其体系结构研究[J].中国机械工程，2000，11（11）：1232-1234.
[5]杨浩军.鲜活农产品绿色供应链运行模式与机制构建[J].物流科技，2012（11）：27-31.
[基金项目]本文获得陕西省教育厅科研计划项目（09JK049）资助。
[作者简介]刘利军（1978—），男，河南新乡人，陕西科技大学机电工程学院讲师，研究方向：工业工程、供应链管理。