农产品供应链中基于物联网的物流信息系统的参考架构外文翻译资料

英语原文共 48 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

农产品供应链中基于物联网的物流信息系统的参考架构

C.N.弗杜a, b1, R.M.罗伯蒙德a, T.维尔瓦特a, J.沃尔弗特a,b, A.J.M.波伦斯a, b

aLEI瓦格宁根，P.O.荷兰海牙第2502号信箱29703号

b物流、决策与信息科学，瓦赫宁根大学.O.荷兰埃瓦格宁根6700号8130号信箱

摘要：食品和农业综合企业的物流必须解决易腐烂的产品、不可预测的供应变化以及严格的食品安全和可持续性要求。物联网 (IoT) 可以为解决这些挑战做出重大贡献,因为它允许远程控制货物和产品的位置和条件。本文为农业食品供应链中基于物联网的物流信息系统开发了一个参考架构。它提出了一种结合物联网和云计算的混合解决方案。该架构通过利用欧洲未来互联网计划的技术推动力和促进特定领域功能的重用,支持提供负担得起的定制解决方案。

关键词:物联网(IoT);云计算;未来互联网;参考架构;供应链管理;食物;农业综合企业

1.简介

从物流的角度来看,食品和农业综合企业是一个具有挑战性的领域。由于产品的高度易腐性,必须控制从农场到餐桌的温度和其他质量条件。订单到交付的提前期非常短(虽然数量很大),供应链必须解决供应质量和数量方面不可预测的变化。因此,规划和控制系统概念以及随附的物流信息系统需要非常灵活。

此外,社会对可持续性和食品安全提出了很高的要求。因此,显然需要复杂的跟踪和追溯、主动监控和问责系统。

然而,人们普遍认为,信息系统不足以支持农业食品供应链应对这些挑战。物流信息系统在供应链中的集成通常很差,这阻碍了端到端的可见性和实时决策以应对不断变化的条件。此外,使用主要限于完善的功能,例如订单跟踪、车辆监控和交付,而缺少更高级功能的负担得起的解决方案。

基于互联网的信息系统的发展可以大大有助于解决当前农业食品物流中的信息和通信技术(ICT)瓶颈。物联网（物联网）的先进传感功能允许远程监控和控制从生产到最终客户的运输和产品的位置和状况。此外,包括云计算在内的服务互联网 (IoS) 方法有可能为农业食品公司提供灵活且价格合理的物流解决方案。然而,这些技术并不能解决所有问题。特别是,可以解决以下剩余挑战。

首先，在动态供应链中,例如在农业食品中,由于要监控的产品的易腐性,这种集中式方法导致感知对象等与互联网上的云应用程序之间进行非常密集的通信。这不仅效率低下,而且还需要全网络覆盖,而在农村地区和交通运输过程中,情况往往并非如此。云计算尚未在此类动态环境中提供所需的可靠性、性能、可扩展性和安全性。因此,需要云和企业内部系统的混合解决方案。

其次，虽然云计算可以降低许可和安装成本，但并不一定会降低开发和公司特定实施的成本。为了提供负担得起的和特定领域的解决方案，重要的是还能够重用软件和配置知识。

本文旨在通过提出农业食品供应链中基于物联网的物流信息系统的参考架构来解决这些问题。本文参考架构的目的有三个。首先，它应该提供一个集中式和分散式供应链系统的混合解决方案，结合了物联网和云计算的优势。其次，该架构应支持通过利用通用技术支持和重用特定领域的功能来提供负担得起的定制解决方案。第三，它应该展示基于云的物联网在农业食品物流领域的潜在应用。

在第2节总结了所应用的方法之后，本文的其余部分将首先介绍农业食品供应链中物流信息系统的要求（第3节）。接下来，介绍设计的参考架构（第4节）然后将该架构应用在几个场景中，展示在农业食品物流领域的潜在应用（第5节）。本文最后总结了主要发现，讨论了我们主要贡献的细节，并解决了未来的挑战。

2.方法论

2.1 材料

本文介绍的研究是作为智能农业食品项目(从农场到餐桌安全健康食品的未来互联网)的一部分进行的,该项目是未来互联网公共私人第一阶段的八个用例研究之一伙伴关系 (FI-PPP) 计划。智能农业食品建立在FI-PPP计划的FIWARE技术之上。FIWARE提供增强的基于OpenStack的云托管功能以及丰富的可重用和通用共享能力和功能库(通用启用，GE)，可以针对许多不同的使用领域进行灵活定制、使用和组合。通用电气的任何实现都由一组组件组成，这些组件共同支持一组具体的功能，并提供一组API和可互操作的接口，这些接口符合为该通用电气发布的开放规范。可以选择实现通用启动器的应用程序并将其与特定域启用器(dse)一起插入，以构建特定于域的实例。DSE 包含特定使用领域中的应用程序共有的功能。

智能农业食品项目研究了该行业的三个子系统：智能农业、智能农业食品物流和智能消费者意识。本文介绍了第二个子系统的架构，该子系统侧重于初级生产（农场）流程中对市场的出库物流、入库物流和物流编排。

该架构是从不同子行业的两个案例研究中抽象出来的，即新鲜水果和蔬菜(FFV)和花卉和植物(Famp;P)。案例研究侧重于补充问题，i)一方面被认为是农业食品行业的主要商业挑战，ii)另一方面从信息技术的角度来看具有挑战性。

FFV案例研究集中在农业食品企业之间的透明度和信息交换主题，其中包括产品召回的管理。试点的范围是一个开放的供应链网络，以生产商组织、零售商和可退货贸易项目(RTIs)的物流服务提供商为主要参与者。该案例研究使用标准化的可重复使用的板条箱作为中央信息载体，并应用电子产品代码信息服务(EPCIS)标准和联合对象命名服务(ONS)标准进行信息交换。

famp;p试点案例研究集中在花卉供应链中的质量控制物流。在这种方法中，基于相关质量参数（如温度、湿度、光照和水）的实时信息，对整个供应链的物流流程进行持续监控、计划和优化。试点范围是生产商、运输商、中央协调者和零售商的封闭供应链。焦点公司是一家荷兰贸易商，担任供应链协调者的角色。该案例研究利用了贸易商的物流跟踪系统，该系统基于附加到整个植物手推车池的超高频RFID标签和电路系统来管理由此产生的事件。

2.2 方法

本文报告的研究基于面向设计的方法论。面向设计的研究侧重于构建有目的的人工制品，以解决迄今为止未解决的问题，并就解决这些问题所提供的效用进行评估。本文开发的设计工件是农业食品供应链中基于物联网的物流信息系统的参考架构。架构可以定义为系统的基本组织，体现在其组件、它们彼此之间和与环境的关系，以及指导其设计和发展的原则。参考架构是推荐实践的预定义模型，用作“参考框架”，因此，它们可以提高信息建模过程的质量、成本和交付周期。参考架构可以表示不同的架构视图，具体取决于使用目的。本研究旨在将未来互联网技术用于农业食品供应链中的物流应用。因此，架构应该特别代表功能和技术实现之间的交互。出于这个原因，我们选择了流程视图、服务视图和技术视图的组合。这些视图在阿基米特方法中使用开源阿基米特建模工具建模。

该研究分为三个阶段:i) 需求定义,ii) 参考架构设计,以及 iii) 评估。

首先，需求定义从分析农产品供应链的具体特征及其对物流信息系统的影响开始，基于案头研究。接下来，确定了七个具体的应用场景。选择这些场景的主要标准是使用类型（跟踪和追溯、监控和合规）、焦点参与者的供应链角色和实际原因。应用场景由 22 位行业专家（10 位行业专家和 12 位顾问/研究人员）进行分析。分析基于问卷调查，包括以下部分：情景概念的概括描述、最重要的事件、行动列表、最终事件、目标、涉及的用户和其他利益相关者、预期收益/附加值、假设和前提条件、预期的功能性和非功能性要求、实验场景的一部分以及实验基础设施。已定义的功能性和非功能性需求被汇总到用户需求的初始列表中。

其次,为农产品供应链中基于物联网的物流信息系统设计了参考架构。参考架构是从案例研究中抽象出来的。为此,首先协调了两个试点的基本技术架构。为此,未来互联网 PPP 程序的通用架构作为从案例研究结果中提取可复制知识的理论基础。接下来,确定两个试点的共同构建块,即促成因素,并将其纳入参考架构中。

第三，通过对解决农业食品领域物流主要挑战的两个案例的主要应用场景进行建模，评估了参考架构的概念有效性。目的是确定案例中解决的主要农业食品挑战是否可以通过参考架构充分体现。此外，还验证了设计的参考架构在多大程度上满足了定义的要求。这是通过检查哪个架构组件解决了每个需求。

本文的其余部分介绍了上述研究步骤之后的结果。

3.需求分析

3.1 特定部门的物流挑战

农产品行业的特殊性严重影响了该行业的物流。表 1 从物流的角度总结了最重要的行业特定特征。

表 1 影响农产品供应链物流的关键行业特征对智慧农业物流的影响

您可能感兴趣的文章

• 一个新的框架：生鲜产品的三级电子商务供应链决策与协调外文翻译资料
• 大数据背景下的电子商务物流配送模式:以京东为例外文翻译资料
• 海港物流链的协同供应链管理系统外文翻译资料
• 冷链及其物流外文翻译资料
• 中国电商物流服务发展趋势探外文翻译资料
• 战略、资源配置和电子商务使农村社会创新成为可能外文翻译资料
• 基于节约里程法的快递行业牛奶配送系统外文翻译资料
• 物流服务提供商在城市配送中的效率外文翻译资料
• 区域集装箱港口系统的演变：以珠江三角洲为例外文翻译资料
• 自由贸易区的边界效应外文翻译资料