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美國Auto—ID物聯網研究：物聯網時代的供應鏈管理
物聯網的定義是：將各種信息傳感設備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等各種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大的網絡。其最終目的是讓所有的物品都能與網絡連接起來，以便更加方便的識別和管理。物聯網運作的基礎是EPC編碼，它是與現有EAN.UCC標識系統兼容，提供對物理對象惟一標識的一種編碼。利用以計算機為基礎的互聯網技術，通過在被運輸物品出廠或出庫之前貼上基于EPC編碼制成的RFID電子標簽，在運輸線上安裝RFID接收轉發裝置，可以提高對物品生產、配送、倉儲、銷售等環節的監控水平。物聯網的獨特技術優勢及發展前景，使得中、美等世界各國逐漸提高對其關注度，相關學者和企業界人士也陸續開展對物聯網的研究及實踐工作。
6月16日，由中國國際貿易促進委員會上海市分會主辦，上海市國際展覽有限公司承辦的“2011中國國際物聯網大會暨展覽會”在上海環球金融中心隆重召開。賽迪網作為特約戰略合作媒體將對此次會議進行全方位現場直播。
以下是美國Auto—ID實驗室Edmund William Schuster在展覽會上的演講實錄：
【Edmund William Schuster】：我今天話題是物聯網時代的供應鏈管理。在開始講之前首先感謝這個活動的贊助方，另外也想感謝我的一些朋友，來自于Auto—ID實驗室的同仁們，他們不遠萬里來到這里做演講。
我們2000年開始就有這樣的研究，也很高興在過去幾年當中發現技術有著長足的變化。雖然目前在自動化Auto—ID方面有很多挑戰，但我堅信這些挑戰一定會戰勝，并且能夠對社會做出很多的貢獻。我對于中國的古代哲學非常有興趣，其中有一句來自于孔子的名言：“不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之，學至于行之而止矣。”需要在理論的基礎上要有動手能力，把學到的東西變成實際的東西，也就是說把實驗室的成績運用到現實當中。
接下來75年我們力量重點放在建立產業上，未來75年就是要建立更美好的星球，也就是說食品供應鏈、水的凈化體系等等，能夠讓我們全球人民生活質量比現在更加有所提高。我認為這是很好的愿景，同時也非常符合我們一貫的想法。我們對物聯網的愿景就是希望能夠有這樣的成果。接下來稍微介紹一下MIT的理念，以及我們所做的工具。
一起來了解MIT所持有的教學和研究領域。在過去這些年當中行業里發生著重大的變化，所以我們麻省理工大學的生產力實驗室一開始研究一些單件流，我們知道美國制造業發生了很多的變化，所以現在MIT這個實驗室就做物聯網，做一些納米的生產技術，或者可以叫做先進的制造技術，這是我們實驗的工作重點。我們也是一個集聚著工程師的中心，他們做著很多的調查和研究。實驗室研究各個方面，包括剛才提到的納米方面，還有一些宏觀的技術。生物技術等，最后到生態技術，生態的一些工程技術。我們并不是非常傳統地研究機械制造方面的實驗室，而是研究更加先進技術的實驗室。
現在工作重點來看包括再生能源，實際上系里有兩個研究工作小組都是研究太陽能的方面，還有微觀和納米制造。比如包括燃料等等。另外一大塊工作是制造系統和IT技術，以及泛在計算、供應鏈的分析和物聯網。IT制造實驗室的理念來看實際上就是要注重創新和創造。致力于打造更好的環境。給到大家一個數據。現在實驗室里有150多位的教授專家。教授級別有15位，另外還有20位像我這樣的研究員，以及1百多位學生。很多學生大概在博士的第4、第5年這樣。
另外還有一個實驗室叫現場智能實驗室。我剛才介紹到一個基本的研究方向——泛在計算。它指的是桌面后時代的人機互動。在這邊我們試圖把信息加工和每天所遇到的物體，以及活動整合起來。這是非常率先的一個研究，在其他大學也開始類似于這樣的研究。Auto—ID的實驗室由一個教授創辦，今天也順帶捎來他的問候。一上來主要是推廣RFID的視頻識別技術，與各大高等院校來發展實驗室的網絡，比如跟上海的復旦有合作，還有英國的劍橋大學等都有實驗室的網絡合作。與他們一起建立密切的合作關系，合作進行研發RFID方面的技術。為
在RFID實驗室平時會做什么工作?幾年前，大概是09年我們做了一個RFID和物聯網方面的項目。它實際上是一個機器人，為什么要研發這個機器人，就是讓圖書館去跟蹤圖書，發現這個圖書館有很多的書沒法好好地跟蹤，所以每天晚上可以把機器人放在圖書館里，另外通過GPS全球衛星定位系統可以跟蹤到書籍在庫的情況。這種開發可以放在零售行業里使用，可以把機器人和RFID技術結合起來，從而使得我們對圖書館的書庫進行很好地管理。
另外除了RFID以外，還做別的項目。在美國大家知道醫療方面支出非常大，特別是針對于老年人的支出，所以希望能夠降低整個醫療體系的費用，提高花錢的效率。所以在美國各大實驗室里有一個研究重點就是怎么樣來提高醫療體系的效率，特別是像醫院的藥品供應，以及家庭醫療物品的供應，包括智能藥柜等等。除此以外還有重工業方面的研究，比如資產管理、零部件跟蹤，無線傳感等等。我認為這是物聯網比較領先的研究領域。因為重工業有很多資產、機器設備，價格比較高，所以值得我們好好地研究一下。
現在還有很多與環保相關的項目，包括循環利用等，以及其他的技術。中國特別希望研究RFID在交通中的應用。現在日常遇到了很多的問題，就是全球石油的使用量快接近高峰了，可能在5年時間里我們石油產量將會達到它的峰值，石油產量將會逐漸地進行下滑，但全世界對石油的依賴依然會繼續增加，比如美國三分之一石油用在交通系統中，如果能夠用物聯網信息，以及RFID的技術去更好地協調交通系統，以及大力地促進其他非石油出行和交通方式的話，這樣就可以節省很多的能源。
另外還有一個話題，建筑管理，以及如何管理建筑物的加熱，或者其他一些控制。我們盡可能地發揮自己的想象，可以看到物聯網在諸多領域當中都會有廣泛的應用，接下來5到10年里會進入到一個持續的能源危機中。還有一個基于基礎設施的力量，什么地方有創新?在每一個學術學科的交界面上經常會有很好的創新機會。我觀念來看：研究非常重要。有時候看不到很好的應用，主要是因為情況變了，所以我們要盡量地來交叉這些學科，從而才能夠找到以前沒有想到的新的創新機遇。
下面講一下RFID技術方面和物聯網方面非常重要的技術。首先以RFID標簽來作為傳感器。除了供應鏈、材料科學以外，現在有很多研究都圍繞著傳感器來開展，這是一個熱門的課題。我認為傳感器方面的信息可以幫到我們很多，去更好地協調社會的信息，以及可以更好地來幫助我們節約能源，所以我們用的一個原則是將物理參數的變化進行圖示，同時也希望能夠更好地促進RFID和碼的應用。就是用RFID標簽作為傳感器的話，首先它的成本非常低，這樣就可以打造一個比較普遍的傳感器網絡，而且也不用花費太多的成本。我們已經有這樣的標準在，可能還需要建立標準化的協議。另外，還可以應用現在RFID的硬件設施，在這個基礎上開發就行了。同時還可以維持好信息關鍵技術的傳遞。
剛才說到非常便宜的，或者成本不是很高RFID標簽天線來作為傳感，還有傳統的傳感器。RFID標簽天線傳感器有很多的好處，特別是在四大方面。一，橋梁的錯位位移方面。二，溫度。三，EM輻射。四，不同液體的儲藏罐使用。四大方面應用可以用一個簡單的RFID標簽傳感器。我們為此發表了很多論文，以及美國很多學校都有很多在重要領域當中的研究，相信這個話題在未來幾年會變得很熱。
另外還有一些應用，包括冷鏈的管理，基礎設施的資產管理，還有剛才講到液體表面的傳感，以及裂縫的偵測等等。這里涉及的理念是低成本，非常簡單，只有10個“貝特”(諧音)，一般要1百個。而且用的是一種綜合的方法來使得這個系統能夠運作。剛才給大家介紹實驗室做的項目。
接下來想講一下農業的供應鏈，以及在相關方面的活動。在這里基本上想做三件事情：感應、推斷、實際行動。
首先希望能夠抓住信息，分析數據，最后采取相應的行動，這三方面的目標。所以基于這三點制定了三個系統。首先是傳感，在農業當中把傳感器放在哪里，這也是一個問題。
二，傳遞，傳輸。
三，行動。大家知道最近日本發生了大地震、大海嘯，福田核電站的核泄露，實際上它不僅僅影響到整個地區，同時也形成了一些熱點。如果用這樣一些傳感技術的話，這樣可以知道核輻射的熱點在哪里，來偵測熱點，除此以外農業當中也有很多其他的應用。比如我自己相信在未來2、30年的農業將成為增長型的行業，同時也會成為世界上所有國家，以及包括中國里的非常重要產業。看到很多國家食品價格一路飆升，所以一定要用更加理智和明智的方法來控制農業，降低農作物的成本。所以我覺得我們在這兒發展農業的綜合技術和綜合系統，能夠幫助我們很好地達到這個目標。
在做農業供應鏈項目時候有幾個大目標：首先，系統的方法。另外，把研究做到非常精細的層面上。16平方公里的土地上可以建立一些傳感系統，希望這樣可以減少對農業的投入，并且能夠使這些投入有更多的產出效率。在這里發展了幾種傳感系統，包括生物方面，還有化學方面，化學方面的傳感器是為了去偵測一些營養和有機物，另外還有天氣、氣侯方面的傳感，包括風力、濕度等等。最后還有供應鏈方面的傳感器，這在物聯網也被講了很多，這是我們所研究和工作的領域。
稍微做一下結論：首先，介紹的RFID標簽天線傳感，有一個非常光明的未來。二，需要加強對現在供應鏈的應用。三，需要加強標準。
下面要談的是一個愿景，就是要連接數據和模型，然后以物聯網來進行連接。我們目標就是要消除英特網和企業內網之間的障礙。下一張圖，這是我在03年時候做的幻燈片，目的是告訴大家我關于英特網演進的愿景，首先有一個信息網絡。當時相當于90年代的英特網，差不多是一個靜態的網頁，信息承載在網頁當中，當時我在Auto—ID中心工作的時候，當時提到物聯網的概念，用RFID來連接起來，然后再把全球的網絡聯系起來。
第三個領域，現在得到了大家的關注，就是所謂的抽象網絡。數據和數學模型可以相互兼容，有時候叫軟件服務。在美國有很多公司在這方面工作，或者有人叫云計算，我知道云計算現在在中國很熱，同時這方面的增長非常快。搜集傳感器的數據，快速地進行分析，然后把分析的結果來做出快速的決定，這就是所謂的抽象網絡。
簡單地給大家舉1、2個例子，然后就結束。首先看一下在美國佛羅里達州做的研究。佛羅里達有很多的橙子，但在佛羅里達有一種疾病，這個疾病實際上是一種害蟲，會毀壞橙樹。這個病主要是根據天氣情況來決定傳播的速度。果農如果注意到疾病，實際上這些數據可以從網上搜索到，這樣可以搜集充分的信息，但現在信息搜集的模式不一樣，所以它們沒辦法相互兼容，形成一個數據組。幾年前通過IPOD手機，用個人的數碼系統，大家可以看到果園哪里出現了疾病。在PDA當中可以進行全球的定位，一天結束時候可以搜集疾病在哪里出現，這樣的話就有一張全球果園的分布圖。但這只是一半的信息，還有氣侯、氣溫的信息。然后就有一套基于新的網絡技術系統，再加上MIT的一些系統。這個就不細講了，但基本上它描述了我們當時構架出來的信息流，一天結束以后果農就可以搜集到疾病分布的數據，以及氣溫的數據。然后以數學的模型來分析這些數據，最后來預測這個疾病第二天，或者接下來的蔓延速度怎么樣。
我們用“SNL”(諧音)做了非常了不起的事情。來做了一些系統性的轉化。可以把兩套數據進行整合。用了一個電子表格來下載數據，這是非常簡單的，在電子表格上可以看到一些氣溫和一些疾病爆發地點的數據。這樣果農可以預先性地撒一些農藥。另外，對用戶來講這也非常簡單。在這張電子表格當中用戶可以點每一個字段，來了解字段向下的數據是什么意思，這一點非常重要。因為我們在網上需要傳輸大量的數據，所以一定要簡單易懂。這實際上是一種很好預測疾病的應用。將來我們希望機器人到果農里監測說哪里出現了病蟲害，而不是人、果農來監測，從而使系統更加先進。
最后，再跟大家講一個應用。就是用數學模型來分析來自于傳感器的數據，這個數據再通過網絡進行傳播。這是2010年最佳論文獎的一篇論文，發表《運營研究和信息系統》國際周刊上。講的也是供應鏈管理。這是一個工廠的排工表，在生產時候我們排工表安排不是通過軟件來交付的，而是通過互聯網來交付，可以使軟件成為一種服務，或者是使用其他的技術。這個案例當中我們在主機上并沒有使用數學模型，而所有的只是通過互聯網來完成。
下面給大家做一個可視化的模型。首先是目標和園之間的溝通，園可能是中央的計算機，當中有一個排班軟件，目標可能是某一個工廠，有一種特別的語言來兼容目標和園之間的信息。這樣以后就有一種排班的系統在MIT的服務器上。如果你有電子表格就可以接入到主機，然后可以做些非常復雜的規劃、計劃。實際上我們已經在韓國做過測試，而且回應時間非常快，也就是說只要有電子表格的軟件，那這個主機和軟件在MIT上，就可以幫助韓國的工廠來做排班。
我們所用的是Semantic Web3.0，用的連接方法是RFD和OWL。有了這樣一種方法之后，我們還可以以邏輯的方法，或者以一種邏輯的模型來做，就叫Semantic Web Tree，我們的貢獻是改善整個系統，然系統運作起來。我們把這些系統已經運用在生產方面，還有運營方面，主要的產業包括食品產業、化工產業、制造產業、制紙產業和生物技術，他們占到全球制造業的50%。實際上可以看到現在基于網絡服務為導向的一種構架已經是一個大的潮流。所以他們在未來會有一個很快速的發展。他們可以從傳感器這里搜集數據，然后傳感器和英特網連接，然后把這些數據用數學模型來分析，答案由主機來給出，然后再指導、執行，這對制造業來說將會帶來很高的效率，而且很大程度上會改變我們現在ERP的系統。未來ERP會發生一些改變，只是現在項目跟我們所做的非常像，所有這一切聯系在一起只是一個時間問題，而主要的推動物就是要獲得數據，而這個數據來源就是傳感器，傳輸的方法就是我們的物聯網。
