IT正以其强大的渗透力深入供应链管理的各个方面。供应链物流管理过程中，IT的一体化对物流的高效率和高效益协同运作起到了极大的技术支撑作用。其中，电子数据交换（Electronic Data Interchange，EDI）系统解决了供应链物流运作和管理过程中所有单证高效、快速的无纸化处理问题；无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）等技术的应用，很好地实现了物流库存和在途的实施跟踪和可视化管理。

1.EDI及其应用

EDI被确认为公司间交换商业文件的标准形式，它按照同一规定的标准格式，使合作伙伴之间的经济信息通过通信网络传输，在贸易各方的计算机系统之间进行数据交换和自动处理。在供应链物流管理中，EDI不仅仅是物流信息集成的一种重要工具，更是链接伙伴之间商业应用系统的媒介。EDI技术的应用不仅消除了贸易过程中的纸质单证，还极大地提高了贸易伙伴之间单证传输的效率，使交易信息瞬间送达，因而大幅度地提高了商流和物流的速度。

（1）EDI的系统结构。EDI指将商业或行政事务按一个公认的标准，形成结构化的事务处理或文档数据格式，以及从计算机到计算机的电子传输方法。它是一种在公司之间传输订单、发票等作业文件的电子化手段。目前，许多国际和国内的大型制造商、零售企业、大公司等对贸易伙伴都在使用EDI技术，当这些企业评价一个新的贸易伙伴时，其是否具有EDI技术是一个重要指标。

阅读链接7-9

EDI的发展背景

在国际贸易中，由于买卖双方地处不同的国家和地区，因此在大多数情况下，不是简单、直接、面对面地买卖，而必须以银行进行担保，以各种纸面单证为凭证，只有这样才能达到商品与货币交换的目的。这时，纸面单证就代表了货物所有权的转移，因此从某种意义上讲，“纸面单证就是外汇”。

全球贸易额的上升带来了各种贸易单证、文件数量的激增。虽然计算机及其他办公自动化设备的出现可以在一定范围内降低人工处理纸面单证的劳动强度，但由于各种型号的计算机不能完全兼容，实际上又增加了对纸张的需求。美国森林及纸张协会曾经做过统计，得出了用纸量超速增长的规律：即年国民生产总值每增加10亿美元，用纸量就会增加8万吨。此外，在各类商业贸易单证中有相当大的一部分数据是重复出现的，需要反复地键入。有人对此也做过统计，计算机的输入平均70％来自另一台计算机的输出，且重复输入也使出差错的概率增高，据美国一家大型分销中心统计，有5％的单证中存在着错误。同时，重复录入浪费人力、浪费时间、降低效率。因此，纸面贸易文件成了阻碍贸易发展的一个比较突出的因素。

在EDI的使用过程中，由于单证在贸易伙伴之间的传递是完全自动的，因此不再需要重复输入、传真和电话通知等的工作，从而可以极大地提高供应链管理的工作效率，降低运作成本，使沟通更快、更准。在供应链物流管理过程中，将EDI技术与企业内部的仓储管理系统、自动补货系统、订单处理系统等企业信息系统集成使用之后，可以更快地响应客户需求，提升供应链管理的质量和水平。在EDI工作过程中，所交换的报文都是结构化的数据，整个过程都是由EDI系统完成的。EDI软件系统按其所实现的功能可分为以下5个模块。

（1）客户接口模块。该模块包括客户界面和查询统计，即运用该模块进行输入、查询、统计、终端和打印等操作。

（2）内部接口模块。这是EDI系统和内部其他信息系统及数据库的接口。一份来自外部的EDI报文，经过EDI系统处理之后，大部分相关内容都需要经内部接口模块送往其他信息系统，或查询其他信息系统才能给对方EDI报文以确认的答复。

（3）报文生成及处理模块。该模块可生成各种EDI报文和单证，并自动处理由其他EDI系统发送过来的EDI报文。

（4）格式转换模块。所有的EDI单证都必须转换成标准的交换格式，转换过程包括语法上的压缩、嵌套、代码的替换以及必要的EDI语法控制字符的使用。在转换过程中要进行语法检查，对于语法出错的EDI报文应拒收并通知对方重发。同时，对来自外界的EDI报文进行相反过程的处理。

（5）通信模块。通信模块是EDI系统与EDI通信网络的接口。该模块具有执行呼叫、自动重发、合法性和完整性检查、出错报警、自动应答、通信记录、报文拼装和拆卸等功能。

（2）EDI的应用过程。在EDI中，EDI参与者所交换的信息客体成为邮包。在交换过程中，如果接收者从发送者处得到的全部信息包括在所交换的邮包中，则认为语义完整，并称该邮包为完整语义单元。完整语义单元的生产者和消费者被统称为EDI的终端客户。目前，EDI的通信网络使用专用网或增值网，其通信机制是信箱间信息的存储和转发。具体实现方法是在数据通信网上加挂大容量信息处理计算机，在计算机上建立信箱系统，通信双方需申请各自的信箱，其通信过程就是把文件传到对方的信箱中。文件交换由计算机自动完成，在发送文件时，客户只需要进入自己的信箱系统。EDI的工作方式如图7-8所示。

图7-8　EDI的工作方式

通信流转中各功能模块如下所述。

①转换。该功能模块可生成EDI平面文件。EDI平面文件是通过应用系统将客户的转换文件（如单证、票据）或数据库中的数据，映射成的一种标准的中间文件。这个过程称为映射。

②翻译。其功能是将平面文件通过翻译软件生成EDI标准格式文件。EDI标准格式文件，就是EDI的电子单证，又称电子票据。它是EDI客户之间进行贸易和业务往来的依据。

③通信。该模块可生成自动投递过程。这一步由计算机通信软件完成。客户通过通信网络，接入EDI信箱系统，将EDI电子单证投递到对方的信箱中。EDI信箱系统则自动完成投递和转接，并按照通信协议的要求，为电子单证加上信封、信头、信尾、投送地址、安全要求及其他辅助信息。

④EDI文件的接收和处理。接收和处理过程是发送过程的逆过程。客户首先需要利用通信网络接入EDI信箱系统，打开自己的信箱，将来函接收到自己的计算机，经格式校验、翻译、映射还原成应用文件，最后对应用文件进行编辑、处理和回复。

2.无线射频识别技术及其应用

无线射频识别（RFID）技术是一种无接触的自动识别技术的一种高级形式，是利用射频信号及空间耦合、传输特性，实现对精致的、移动的待识别物品的自动识别，已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。

（1）RFID应用系统的组成。RFID技术是利用无线电波对记录媒体进行读写的一种自动识别技术，它易于操控、简单、灵活、实用。RFID的基本原理是电子理论，识读距离可以从几厘米到上百米。典型的RFID应用系统包括：RFID系统、应用程序接口软件和应用系统软件3大部分。最基本的RFID系统包括电子标签（Tag）、读写器（Reader）和天线（Antenna），这几个部分协同工作，完成RFID对被识别物体的自动识别过程。

①电子标签。电子标签又称射频卡，是一种放置在货物上的电子微芯片，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标志目标对象。

②读写器。读写器又称读出装置或解读器、读头等，是RFID系统的主要构成部分。电子标签通过计算机应用软件被写入大量的信息，由于其非接触性，需要借助读写器来无接触地读取电子标签中储存的大量电子信息，达到自动识别目标的目的。

③天线。天线在标签和读写器之间传递射频信号，是发射和接收电磁波的重要无线电设备。当贴有标签的物品进入读写器的射频场后，标签的芯片通过在天线与读写器形成的电磁场中获得能量，启动工作电路，并完成读写器指令的工作，然后通过天线把物品标签中的信息发送给读写器。

（2）RFID技术的工作原理。RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RPID系统，其工作原理是读写器发射特定频率的无线电波能量给电子标签，用以驱动电子标签的电路将内部的数据送出，此时读写器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

RFID电子标签的数据可以通过写入或编程的方式动态修改，一般修改的时间比条码的打印时间要少，更安全，读取数据也更方便快捷。它可以在无光源的情况下读写数据，并能穿透某些阻挡物或障碍物，如可以透过外包装对内部货物进行识别。RFID技术实现了动态实时通信，管理者在中央信息系统中心可及时了解到远途目标的位置和状态，对目标进行动态跟踪和监控，因此，RFID技术被认为是物品跟踪标志的最有效方式。

（3）RFID在供应链物流管理中的应用。供应链物流管理领域是RFID技术应用的广阔舞台，它适用于生产装配线上的作业控制、运输工具出入场管理、仓储管理、物料跟踪，以及其他目标的识别等要求非接触数据采集和交换的场合。如果在供应链的各个环节都能使用RFID技术，那么供应链产业领域将会产生革命性的变革。

RFID技术在供应链物流中的主要应用模式是物流跟踪和货物识别，技术实现模式是把RFID标签贴在托盘、包装箱或物品上，进行物品规格、序列号等信息的自动存储和传递，实现商品从原材料采购、半成品与产成品的生产、运输、仓储、配送，一直到销售甚至退货处理和售后服务等所有环节的实时监控，大幅度提高工作效率，并实现各环节间的有效沟通。简化的供应链物流RFID技术应用过程如下所述。

①采购物流。供应商给物流或零部件加装识别标签，然后出货。RFID系统在出货口自动检验并更新库存记录。所有这些信息会自动传递到供应商的中央信息系统。生产商用自己的系统跟踪这批货物，货物的在途位置和状况通过射频技术以及GIS/GPS技术的配合，传递至生产商中央信息系统的屏幕上。

②进厂物流。物料或零部件抵达生产商处，在生产商卸货区入口通道，RFID系统开始工作：读写器自动检验箱内物品，记录送达货物的信息，向中央信息系统传递入库和进入生产线的物料或零部件的种类和数量。在原材料仓库的入口处，RFID系统进入工作状态，读写器自动检验入库的物料或零部件状态，并变更库存记录。

③销售物流。生产商给最终商品加装识别标签，商品从车间或仓库流出。同样，在车间或仓库的出口处，RFID系统进行相应的工作，向中央信息系统传递全部信息。

如果生产商和物料供应商是长期合作伙伴关系，双方的信息系统对接，供应商可及时得到生产商物料库存信息，当该物料在供应商的库存中下降到一定程度后，供应商可提供自动补货。

3.GIS和GPS技术及其应用

GIS是为地理研究和决策服务的计算机技术系统；GPS是利用通信卫星和地面接收与控制系统对地面或接近地面的目标进行定位和导航的系统。在供应链产业中，供应链MIS正快速向一体化方向发展，供应链管理信息平台通常会把企业的ERP与EDI、RFID，GIS、GPS集成起来，形成供应链运行与管理的IT支撑体系。

（1）GIS。GIS是一种非常重要的空间信息系统，它是在计算机软、硬件的支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。近年来，GIS得到了广泛关注和迅猛发展，越来越多的供应链领域企业开始使用GIS，以支持供应链的高效运作。

GIS经过了40年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。简单地说，GIS就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。

从应用的角度，GIS由硬件、软件、数据、人员和方法5部分组成。硬件和软件为GIS建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是GIS建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其他几个组成部分。

①硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外围设备等。

②软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等。GIS软件的选型，直接影响其他软件的选择，影响系统解决方案，也影响着系统建设周期和效益。

③数据是GIS的重要内容，也是GIS的灵魂和生命。数据组织和处理是GIS建设中的关键环节，涉及许多问题，如“应该选择何种比例尺的数据”“已有数据显示性如何”“数据精确度是否能满足要求”“数据格式是否能被已有的GIS软件集成”等。

④方法指系统需要采用何种技术路线，何种解决方案来实现系统目标。方法的采用会直接影响系统性能，影响系统的可用性和可维护性。

⑤人员是GIS的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。系统人员按不同分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。各个部分齐心协力、分工协作是GIS成功建设的重要保证。

GIS在近年来已被广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、商业金融等几乎所有领域。在供应链物流管理中，目前已有专门分析的工具软件，支持以下几个方面的管理功能。

●物流设施网络布局。物流设施网络的建立需要根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域内确定设施的数量和最佳位置。GIS的空间分析能力可以为设施布局提供有效的决策分析支持。

●营销网络的最优配置。在供应链管理中经常会遇到关于科学、合理地布局营销网络的问题，利用GIS的分析模型，可以把需要覆盖的某一地区的信息要素，如街道、建筑、人群等提取出来，根据各个要素的相似点把同一层上的所有或部分分为几个组，用以解决确定服务范围和销售市场范围等问题。

●配送网络优化利用。在市场营销过程中，通常又会遇到配送网络优化利用的问题，GIS在这方面可以用来有效解决寻求最有效的分配货物路径问题。

●配送路线确定。随着交通网络的不断复杂化，应用GIS可以帮助解决一个起始点、多个终点的货物运输中如何降低物流作业费用，并保证服务质量等精细化问题。

（2）GPS。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空3大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于达到情报收集、核爆监测和应急通信等一些军事目的。

阅读链接7-10

GPS的发展史

现在我们见到的GPS不是某一个人发明的技术，而是伴随着卫星技术的发展逐步改进完善而成的一种“军转民”的应用技术。要了解GPS的历史，我们不妨看看几个重要的历史事件。

（1）1957年10月苏联发射人造地球卫星。麻省理工学院的林肯实验室和约翰·霍普金斯应用物理学实验室共同开始卫星跟踪项目。海军的传输系统实验于1957年12月在应用物理学实验室开始进行。(www.daowen.com)

（2）1964－1965年，在北极星潜艇上第一次通过传输系统卫星进行位置修正（这可以说是GPS的雏形）。

（3）1961年，美国航空公司开始了GPS的发展工作，用于满足军事需要。

（4）1968年，防御性导航卫星系统的标准被制定出来。

（5）1973年，美国国防部批准了GPS的Navstar卫星制造计划。

（6）1977年，携带第一批铯钟的实验型卫星发射升空，它包含了后来GPS卫星的基本特征。

（7）1978－1985年，洛克威尔国际公司制造的10颗GPS原型卫星发射升空。

（8）1996年，白宫宣布每一个人都将可以使用高精度的GPS。

（9）1989－1993年，24颗卫星以每年6颗的速度发射升空。最后1颗卫星于1993年6月发射升空，这些卫星为日后GPS的全球应用奠定了基础。

（10）GPS从1994年全面工作以来，改进工作一直在进行中。这是因为民用客户要求GPS具有更好的抗干扰和抗干涉性能、较高的安全性和完整性；军方则要求卫星发射较大的功率和新的同民用信号分离的军用信号；而对采用GPS导航的“灵巧”武器，加快信号捕获速度更为重要。

民用GPS导航精度迄今的最大改进发生在2000年5月2日，美国停止了故意降低民用信号性能（称为选择可用性，即S/A）的做法。在S/A工作时，民用客户在99％的时间只有100米的精度。但当S/A切断后，导航精度上升，95％的位置数据可落在半径为6.3米的圆内。

从以上的分析可以看出，GPS的民用技术的真正发展，是在21世纪初才开始真正普及的，目前我们在市面上见到的GPS导航仪，更是近些年才发展起来的。

经我国测绘等部门的使用表明，GPS以其显著的特点，赢得了广大测绘工作者的信赖，并成功应用于土地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动检测、工程变形检测、资源勘查、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

GPS包括3部分，即空间部分（GPS卫星星座）、地面控制部分（地面监控系统）和客户设备部分（GPS信号接收机）。

①空间部分。GPS的空间部分由24颗卫星组成（21颗工作卫星、3颗备用卫星），它位于距地表20 200km的上空，均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。

②地面控制部分。地面控制部分由监测站、主控制站、地面天线所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市。地面控制部分负责收集由卫星传回的信息，并计算卫星星历、相对距离、大气校正等数据。

③客户设备部分。客户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出客户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS客户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单示两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。

在供应链管理中，GPS基于其个性化功能，主要被用于供应链物流管理过程中，包括陆路货物追踪管理、铁路货物运输管理、海河货物运输管理、紧急援救服务等。

●陆路货物追踪管理。货物在陆路运输过程，道路、天气等许多不可控因素经常会造成货物的延迟交货。GPS能够实现对陆路货物运输的追踪管理。

●铁路货物运输管理。我国铁路开发的基于GPS的计算机MIS，可通过GPS和计算机网络实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱及所运货物的动态信息，实现列车货物追踪管理。

●海河货物运输管理。远洋运输的船舶利用GPS来导航，可以实现对船队最佳航程和安全航线的测定，航向的实施调度、监测等，提高远洋运输的能力和效率。

●紧急援救服务。管理指挥中心在电子地图上根据需要进行查询，被查询的目标在电子地图上显示其位置，指挥中心可利用监测控制台对区域内任何目标的所在位置进行查询，车辆信息以数字形式在控制中心的电子地图上显示。

阅读链接7-11

菜鸟物流新技术

科技赋能物流成大趋势；人工智能、大数据的应用越来越广泛；无人化仓储、无人化配送越来越多；供应链越来越扁平化；订单的集约模式正发生巨大变革；各种算法应用到物流领域的每一个细节；开放共享、众包模式逐步替代传统的物流运营，从干线到仓储，从城市配送到最后一公里……这些技术和应用最擅长的莫过于菜鸟和京东了，相比之下菜鸟在社会化资源的应用更超前。从菜鸟的技术应用盘点入手来看看中国物流新技术的应用和发展方向。

自动贴标、自动化包装机、机器人存储及拣选系统以及行业最先进的机械臂等。

1.缓存机器人

使用6轴缓存机器人（见图7-9）+夹具实现从货架区自动拣出物流箱，将物流箱放置在输送线上至摘果流程。

图7-9　缓存机器人

2.拣选机器人

使用6轴拣选机器人（见图7-10）+真空吸盘+视觉识别设备实现从物流箱中自动拣选商品的流程，将商品放置在输送线上等待放置入订单箱。

图7-10　拣选机器人

3.播种机器人

使用4轴播种机器人（见图7-11）+真空吸盘+视觉识别设备实现将商品放置入订单箱的流程，商品输送线与订单箱输送线双环线耦合时，机器人将商品放置入订单箱。

图7-11　播种机器人

4.AGV机器人（见图7-12）

智能AGV及多款机器人已经在菜鸟全国的仓库内广泛使用，打造了全球最大规模的机器人仓群。从仓库、用户、商品、货架类型、业务形态、运行模式等方面，抽取复杂场景中的特征，形成模块化可复制的产品级解决方案。据悉，菜鸟已经从马来西亚开始，把机器人仓向海外复制推广。

5.分拣机器人（见图7-13）

分拣机器人就像一个个橙色小工人，自己就有“眼睛”，工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。所有小橙人都会听从一颗大脑——机器人调度系统的指挥。机器人成功领到包裹后，会头顶包裹穿过配有工业相机和电子秤等外围设备的龙门架。借助海康威视工业相机读码功能和电子秤称重功能，“大脑”便识别了快递面单信息，完成包裹的扫码和称重，并根据包裹目的地规划出机器人的最优运行路径，调度机器人进行包裹分拣投递。

图7-13　分拣机器人

6.菜鸟小G

小G机器人（见图7-14）已经在阿里园区运行了一段时间，日常负责把包裹送到各个员工的工位。除此之外，小G还在杭州一家法院试运行，负责文书的递送。

（1）小G不依赖于类似于车道线等现实世界中的结构化数据，因此可以在园区这样没有车道线辅助的环境中运行。

（2）小G的运动规划与控制可以做到非常高的精度与灵活性。例如，在进出电梯的过程中，小G距离左右电梯门框小于10厘米，通常机器人或者无人驾驶汽车在检测到10厘米内有障碍物时采取的策略都是进行刹车操作，但小G能在如此拥挤的环境中灵活进出。

（3）在满足最小转弯半径约束下进行稳定、高效的复杂运动规划。

图7-14　菜鸟小G

7.菜鸟智能仓（见图7-15）

图7-15　菜鸟智能仓

全球最大的无人仓群，2017年双11也被投入实战中，极大地提升了仓内的工作效率和稳定性，保证了送达时效。对消费者来说，双11他们收到的包裹有可能是机器人、机械臂或者全自动的分拣线等处理的。此外，自动化设备还一个好处就是高效率、高稳定。

菜鸟网络的合作伙伴也加大了智慧物流投入力度，譬如申通用小黄人自动分拣、青岛日日顺的无人仓库，京东无人仓都在全面投入运营。