基于物联网技术的蔬菜供应链模式优化

张波+王建华

内容摘要：近年来，随着物联网技术的快速发展，其在各个领域中的应用越来越广泛。而蔬菜作为农业生产的重要对象，探究物联网技术在蔬菜供应链中的应用值得深入研究。本文通过大量查阅文献，在供应链和物联网相关理念和思维的指导下，对蔬菜供应链各流程和蔬菜供应链信息化建设情况进行简单分析和介绍，然后探讨了基于物联网技术的蔬菜供应链的构建目标和结构模型。物联网技术在蔬菜供应链各个环节的应用，将有利于对蔬菜的实时监控、预警和追溯，并有利于削减蔬菜供应链的牛鞭效应。物联网技术在蔬菜供应链中的应用研究对于推动我国蔬菜产业的发展具有十分重要的现实意义和实用价值。

关键词：物联网技术 蔬菜供应链 信息化

引言

物联网技术是建立在Internet 基础上，借助无线射频识别技术、无线数据通信等相关技术构建的一个实现全球物品信息实时共享网络的一项技术（宁焕生等，2008）。在物联网中，物品无需人的干预就能实现彼此的“交流”，其实质就是借助射频识别技术，通过互联网实现物品或商品的自动识别和相关信息的共享。无线数据通讯网络通过将采集到的RFID 标签中的规范且具有互用性的信息自动传输到中央信息系统，由此实现物品或商品的自动识别，进而通过互联网实现信息交换和共享，从而实现对物品的“透明”管理。

蔬菜供应链作为农产品供应链的重要组成部分，是以蔬菜为特定研究对象，对蔬菜种植一直到蔬菜销售过程中所产生的物流、信息流和资金流进行控制，协调各方参与者的利益的过程（周敬，2011）。物联网技术的出现与发展是推动我国相对落后的食品行业发展的一个契机，因此，提高物联网技术在食品供应链的推广应用程度，可以有力地提高食品供应链的运作效率，对于加快食品产业现代化的进程具有重大意义（雷静，2012）。通过物联网信息平台，政府可以及时掌握有关蔬菜供应链的一些重要信息，制定合理的政策并建立相应的机制，有效推动我国蔬菜供应链的持续发展。这一切对于保障我国蔬菜的质量安全，提高我国蔬菜的国际竞争力是有现实意义的（陈永坚，2011）。

蔬菜供应链各环节发展现状及其成因分析

蔬菜供应链的各个环节包括：蔬菜种植环节、蔬菜物流环节、蔬菜加工环节、蔬菜销售环节。对蔬菜供应链的各个环节现状及成因进行分析，将有利于构建基于物联网技术的蔬菜供应链优化模式。

（一）蔬菜种植环节

当前，我国蔬菜的种植主要由三种基本方式：其一是农户分散种植。这种种植规模较小，主要种植普通蔬菜，蔬菜质量良莠不齐，兼有商品和自用的性质，我国现阶段来说，农户散种较为普遍。其二是合同种植。企业通过和农户签订定向销售合同，给农户提供种子、农药和化肥等基本生产资料，并定期派遣技术人员到农户菜地里给农户进行相应的技术指导，然后从农户手中统一收购蔬菜进行销售。其三是基地化种植。企业通过同当地农民签订租赁协议，通过相应基础设施和设备的投资将集中成片的耕地改造成蔬菜基地，雇佣当地的农民并进行简单的培训，让他们在专业的农技人员的指导和管理下从事蔬菜种植。这被证明是最有效的蔬菜质量安全的控制模式之一，缺点就是经营成本比较高。

从我国蔬菜产业发展历程和目前蔬菜种植的主要模式可以看出，现代种植技术在分散种植的农户中的应用程度比较低。与专业化规模化的蔬菜种植基地或企业相比，分散种植的农户普遍缺乏先进的农业机械和种植技术，所以他们的投入收益比普遍不高。因此落后的种植技术和集约化程度不高且信息化程度比较低的蔬菜种植成为了制约蔬菜供应链进一步发展的重要瓶颈因素。

（二）蔬菜物流环节

我国是世界上蔬菜最大的生产和消费国，其中蔬菜物流的总量在社会物流总量中占有相当大的比重。目前我国的蔬菜产量约占全球的59.39%。2010年我国农产品产量总计中蔬菜占总产量的36.47%，具体如表1所示。由于蔬菜上市的季节性、蔬菜种植的广阔性和蔬菜消费的全年性，在如此巨大的蔬菜产量和消费特性的制约下，蔬菜物流的总量十分巨大。

我国蔬菜的运输没有将先进的物流技术运用到蔬菜物流中去，大部分蔬菜还是原生态散装运输。蔬菜物流尚未形成冷链物流，仍以常温物流或自然物流形式为主，一般用没有任何保温设备的普通卡车进行运输。绝大部分的蔬菜都是在没有任何防护措施的露天场所而不是在冷库或是保温场所进行装车。由于我国蔬菜生产的季节性和蔬菜种植的广阔性，这种较为粗放的物流运作方式下，大量的蔬菜在运输过程中腐烂变质或是出现二次污染，导致蔬菜产品的总体品质下滑，也使得消费者的满意度下降。

在这个大背景下，我国蔬菜物流产业需要顺应潮流，转变物流方式，建设一批跨区域的高科技高效率的大规模的蔬菜冷链配送中心，促进蔬菜冷链物流的快速发展，强化蔬菜流通环节的信息化建设，以便蔬菜供应链相关节点企业能够实时获得蔬菜在流通过程中的位置和冷藏温度，从而优化物流路径和蔬菜冷链物流，降低蔬菜产品在流通环节中的腐烂损失率，降低蔬菜运输成本。

（三）蔬菜加工环节

截至2011年，我国规模以上的蔬菜加工企业已经超过了一万两千多家，从事包括保鲜蔬菜、脱水蔬菜和蔬菜罐头等不同类型的蔬菜加工。其中，从事附加值较高的蔬菜精深加工的企业则较少，大部分企业仍然以从事传统蔬菜加工如脱水蔬菜、腌制蔬菜、速冻蔬菜为主（杨为民，2006）。

虽然我国蔬菜加工业发展不是很成熟，但是蔬菜加工的种类却非常的多。消费者对蔬菜产品的市场认可是蔬菜加工企业的运作与市场竞争力提升的主要来源，因而蔬菜加工企业需要及时采纳和收集消费者的反馈，根据市场需求来调整本企业的经营策略，联合科研院所创新研发更多满足消费者需求的蔬菜产品，并通过同上游原料供应商的通力合作，保证原料的质量安全（樊俊花、陈素敏，2012）。此外，联合科研院所进行科研研发，通过蔬菜的精深加工实现蔬菜的价值增值是解决蔬菜加工企业普遍存在的问题的关键。endprint

（四）蔬菜销售环节

近年来随着我国经济的快速发展，我国蔬菜零售业取得了较大的发展，由蔬菜生鲜加工配送中心直达各大超市生鲜区和专业蔬菜超市的模式正在逐步取代传统的蔬菜销售模式。因此，目前我国蔬菜零售终端形成了以连锁超市的生鲜区、农贸市场为主，其他较小的蔬菜销售渠道为辅的市场格局，且由生鲜加工配送中心直达连锁超市生鲜区正逐步成为我国蔬菜市场的发展趋势。

我国目前蔬菜产品的销售渠道主要由两类，即连锁超市的生鲜区和传统的农贸市场。农贸市场在未来一段时间内仍将是我国蔬菜的主要销售渠道。居民更喜欢到传统的集贸市场购买价格相对便宜的蔬菜；连锁经营超市的生鲜区正逐步成为中国消费者的一个重要选择。连锁超市一般经营的蔬菜的档次比较高，价格相较于农贸市场也比较贵。但是随着居民收入水平的提高，居民不断提高对蔬菜的质量要求，更多的消费者开始前往连锁超市的生鲜区购买具备较好口感、品质和营养好的优质高端蔬菜产品。

（五）蔬菜供应链信息化建设

从我国蔬菜供应链的当前现状来看，说明我国蔬菜供应链的信息化建设还是不足的，虽然在蔬菜供应链的某些环节拥有分散的信息系统，但是他们之间的信息共享性和连贯性较差（武元亮，2007）。蔬菜具有鲜活易腐、保质期短、不易久存等特点，并且其生产和消费在地域上具有广阔性和分散性，蔬菜的这些特征要求蔬菜供应链信息平台实时传递各种相关的信息。目前，我国现有的蔬菜供应链信息化建设正处于起步阶段，无法满足蔬菜供应链各个节点企业的信息需求（樊俊花、陈素敏，2012）。

总之，当前我国蔬菜供应链建设还存在很多问题。第一，蔬菜供应链企业之间信息管理水平和技术。由于企业受到自身技术水平和资金的限制，信息平台利用率不高，搜集的信息准确度比较低等问题比较普遍。第二，蔬菜供应链的信息网络不健全。虽然部分蔬菜供应链节点建立自己的信息平台，但是这些信息平台之前缺乏沟通，形成了信息孤岛，难以提高蔬菜供应链的整体竞争力。第三，蔬菜供应链的信息标准化程度比较低。目前我国尚未建立蔬菜供应链的标准，各地蔬菜供应链信息平台的标准不一。

蔬菜冷链物流是蔬菜供应链中的一个关键环节，它将影响到蔬菜的销售周期和质量安全。然而现阶段蔬菜冷链物流的基础设施比较落后，冷链物流的信息化建设仍处于初级阶段，没能形成一个整体的管理体系。因此，要加快应用物联网技术，加强蔬菜冷链物流信息化平台的建设，降低蔬菜供应链的整体物流成本，提高蔬菜供应链的效率（苏国贤、李富志，2012）。

物联网技术在蔬菜供应链中的应用研究

事实上，通过对蔬菜供应链各环节发展现状及其成因分析可以发现，蔬菜供应链中存在的一系列问题均是由于信息传递不畅所导致的。所以顺应信息化时代发展潮流，加强物联网技术的应用是解决蔬菜供应链中松散无序问题的根本所在。

（一）物联网技术在蔬菜供应链中的应用模型构建

基于物联网技术的蔬菜供应链需要蔬菜供应链上的各个节点企业通力合作，通过蔬菜上所携带的电子标签，将蔬菜种植到蔬菜销售各个环节上的关键信息都通过互联网上传到物联网信息平台，这样蔬菜供应链上的企业才能够在物联网信息平台上进行信息传递和共享。如图1所示，蔬菜供应链的不同环节都同信息平台链接在一起，从而实现信息共享、实时监控、信息查询和可追溯。

（二）物联网技术在蔬菜供应链各环节中的应用研究

基于物联网技术的蔬菜供应链借助物联网技术的相关设备，节点企业能够借助物联网信息平台调整自己的经营策略和进行库存调节控制，普通消费者能够利用蔬菜所携带的电子标签通过物联网信息平台进行查询和追溯。物联网信息平台数据采集对象包括蔬菜供应链上所有相关节点，包括蔬菜基地、物流企业、生鲜加工配送中心和连锁超市终端。物联网技术在各节的应用研究如下：

蔬菜基地。蔬菜基地可以通过为每一块菜田和每一个蔬菜品种设定一个电子标签，并根据农产品编码标准设置一个编号作为其身份的唯一标识。将该块菜田或该品种的蔬菜从种植到装车整个过程中的重要信息都进行及时通过电子标签读取和录入物联网信息平台。当收购商决定收购某一地块的蔬菜的时候，他可以通过物联网信息平台收集关于该地块蔬菜的相关信息，这样不但降低了出错率，而且也加快了蔬菜的收购速度，并且为生鲜蔬菜加工配送中心提供了一些重要的基础数据，为建立高效的蔬菜追溯系统奠定了坚实的基础。

物流企业。物流公司通过在每一辆运输车辆上配置电子标签的阅读器，及时将蔬菜运输过程中的实时位置、运输车或是冷藏车内的温度、蔬菜在道口阶段检疫部门对运输车辆的检验报告等信息都通过电子标签及时传递到物联网信息平台并和蔬菜种植阶段的信息进行集成和汇总。在到道口检疫阶段，相关的检疫部门只需要通过电子标签阅读器就可以迅速获取包装内的蔬菜的具体信息，降低了检疫部门的工作量，也提高道口检查的效率并缓解了道口拥挤的压力。

蔬菜生鲜加工配送中心。蔬菜生鲜加工配送中心具有蔬菜简单加工和配送的功能，是连接大宗农产品和各连锁超市生鲜区的重要纽带，能够有效调节生鲜蔬菜和各连锁超市之间物流联系。蔬菜生鲜加工配送中心连接上游蔬菜基地和下游的连锁超市，在蔬菜生鲜加工配送中心应用物联网技术能够有效整合蔬菜供需双方的信息和资源。蔬菜供应商具备简单的生鲜蔬菜采购加工、低温储藏和分拣配送系统（韩旭，2006）。进入生鲜配送中心前，蔬菜需要进行简单的加工，在进行蔬菜初加工、清洗、预冷和包装过程中，操作人员实时将相关信息通过电子标签录入到物联网信息平台，方便蔬菜供应链上的相关节点企业和消费者进行查询。其具体流程如图2所示。蔬菜生鲜配送中心的管理者通过物联网信息平台可以非常便捷地了解到蔬菜库存情况和终端零售商的蔬菜销售情况，以便及时通知蔬菜供应商进行发货和补货，确保精确的库存控制。

连锁超市。蔬菜的零售环节主要包括农贸市场和大型的连锁超市。相比较与农贸市场，大型的连锁超市一般具备较强的资金和技术实力应用物联网技术。蔬菜一般在超市的生鲜区进行销售，超市的工作人员先将蔬菜分拣、称重并打包，通过使用电子标签阅读器扫描蔬菜大包装上外所附电子标签获取蔬菜在种植、加工、储存和物流等过程中的相关信息，之后再将这些信息输入空白的电子标签贴在蔬菜小包装上。通过应用物联网技术，超市可以通过对蔬菜库存情况的实时监控进行及时通知蔬菜生鲜配送中心进行补货，从而提高超市的库存管理效率和经营效益。蔬菜包装外的电子标签还可以对蔬菜的有效期限进行监控，一旦某蔬菜超过有效期，电子标签就可以通过货架上的阅读器发出警告，通知超市的工作人员及时将即将腐败变质的蔬菜更换。endprint

（三）物联网技术在蔬菜供应链中应用的效果预测

在蔬菜供应链中应用物联网技术不仅有利于提高蔬菜供应链相关节点企业进行信息传递和信息共享，不仅有效地强化了相关节点企业之间的协作关系，提高了蔬菜供应链整体运作效率和经济效益，还有利于政府相关职能部门对蔬菜质量安全进行有效的监督和管理，同时还有利于保证消费者的身体健康权益。

1.方便蔬菜供应链上的相关节点企业的信息共享和查询。物联网技术在蔬菜供应链信息共享和查询方面主要可以发挥三种作用：一是蔬菜供应链上的相关节点企业可以通过物联网信息平台便捷地查询有关的数据，根据用户需求的变化及时调整自身经营策略，以提高企业经营的效益；二是政府食品监督部门能够通过物联网信息平台对蔬菜供应链上的各环节进行有效的监督和管理，并能够出台相应的政策和建立合理的机制推动蔬菜产业的发展；三是消费者可以通过物联网信息平台查询蔬菜在种植、加工、物流和销售环节的相关信息，以便能够买到放心蔬菜，保证蔬菜消费安全。

2.能够实现对蔬菜产品的实时监控、预警和追溯。如图3所示，蔬菜供应链上的相关节点企业通过读写器的读取和物联网服务器端，将有关蔬菜供应链上的相关数据储存到数据库中，因此企业和政府相关职能部门可以通过信息平台的数据来实现对蔬菜及其制品的安全监控。借助基于物联网技术的蔬菜供应链有利于节点企业提高管理服务水平和产品质量，降低物流和交易成本，有利于政府相关职能部门通过物联网信息平台及时了解蔬菜供应链上各环节上的企业的经营状况和蔬菜产品的流通状况，根据这些信息出台相关的政策和建立有效的机制推动蔬菜产业的发展。

3.降低蔬菜供应链的牛鞭效应。牛鞭效应是指供应链各节点企业根据下级需求信息进行采购和生产决策管理时，由于信息的不确定造成需求信息的不真实性沿着供应链追溯而上并逐级放大，在源头供应商处的需求信息和实际需求相差较远，离市场需求越远的成员企业掌握的信息与真实需求的偏差较大。通过在蔬菜供应链中应用物联网技术，建立物联网信息平台，实时收集蔬菜供应链上所有相关信息，可以有效地优化蔬菜供应链上的仓储、加工和物流等环节，及时响应消费者的需求，提高整个蔬菜供应链的运作效率，降低蔬菜供应链的牛鞭效应。

结论

我国蔬菜供应链发展的一个重要的制约因素就是蔬菜供应链上的相关节点企业信息传递不畅。应用物联网技术能够强化蔬菜供应链相关节点企业之间的协作，促进他们之间的信息传递与共享，从而提高整个蔬菜供应链的运作效率，以推动蔬菜产业的发展。

在蔬菜供应链中应用物联网技术可能会产生三种应用效益：第一，有利于方便蔬菜供应链上的相关节点企业的信息查询与共享。第二，能够实现对蔬菜产品的实时监控、预警和追溯。第三，可以降低蔬菜供应链的牛鞭效应。

参考文献：

1.宁焕生，张彦.RFID 与物联网：射频、中间件、解析与服务[M].电子工业出版社，2008

2.周敬.中日蔬菜供应链比较研究[D].西南交通大学，2011

3.雷静.基于物联网技术的食品物流管理研究[D].广东工业大学，2012

4.陈永坚.基于物联网的蔬菜物流管理系统的设计与实现[D].河南大学，2011

5.联合国粮农组织.联合国粮农组织FAOSTAT资料数据库[DB/OL].http：//faostat.fao.org/site/339/default.aspx，2013-05-15

6.张静.成都市蔬菜超市化经营研究[D].四川农业大学，2005

7.中国科技部农业科技司等.中国农产品加工业年鉴（2011）[Z].中国农业出版社，2005

8.杨为民.我国蔬菜供应链结构优化研究[D].中国农业科学院研究生院农业经济与发展研究所，2006

9.樊俊花，陈素敏.京津冀区域蔬菜物流信息化策略研究[J].管理研究，2012，9（1）

10.武元亮.我国蔬菜物流链的现状及其优化措施[J].资源开发与市场，2007，23（4）

11.樊俊花，陈素敏.区域经济下蔬菜物流信息化发展探究[J].商业时代，2012（4）

12.苏国贤，李富志.我国蔬菜冷链物流的现状、问题与建议[J].中国流通经济，2012（1）

13.李晓晟，杨黎明，白良义.超市主导的生鲜农产品供应链研究[J].兰州学刊，2009，9（192）

14.Martinez， S. W. Vertical Coordination in the Pork and Broiler Industries：Implications for Pork and Chicken Products . Food and Rural Economics Division， Economic Research Service， L. S. Department of Agriculture. Agricultural Economic Report No. 777， 1999

15.韩旭.超市生鲜供应链及其供应商研究[D].中国农业科学院研究生院，2006endprint