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绿色供应链的三大数据集成模式

作者:赵建军 关景火 发表时间:2021年09月20日  

      “绿水青山就是金山银山”理念(以下简称“两山”理念)已经成为习近平生态文明思想的重要组成部分、重要价值遵循;而绿色供应链是保障绿色低碳、高质量发展,推进“两山”理念落地转化的创新模式。绿色供应链通过将绿色环保理念融入供应链管理中,打造覆盖供应端、物流端、消费端、数据端和回收端并融为一体的全域绿色循环体系;通过科学化管理与调度,保证了产品在整个生命周期中,资源消耗最少、带来的生态环境负面影响最小,并最终实现经济效益、社会效益、生态效益的持续协调优化。

  我们认识到,绿色供应链在“数字中国”和新基建建设浪潮中,与产业互联网深度融合,驱动传统产业升级和数字经济高质量发展,实现供应链内外物质流、信息流、资金流以及知识流贯通;同时我们应该构建数字化的生态体系,为绿色供应链的智能化提供技术支撑和价值实现场景。本文将围绕绿色供应链数字化平台的系统集成特点,重点探讨大数据与人工智能、云与边缘计算、区块链与价值互联网等三大模式。

  一、 绿色供应链基于大数据与AI技术的集成模式

  1. 大数据与AI技术的特点

  大数据技术从计算机数据诞生后就在不断演进和发展,现在已经形成了一套完整的“数据+业务+需求”的概念、方法、与解决方案。一个相对简化的流程就是:1. 业务分析;2.数据分析;3.数据挖掘;4.机器学习;5.人工智能。而一个目前普遍被接受的概念为:一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合,具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低的4大特性,亦即“4V”(volume,variety,value,velocity)。

  正因为大数据的“4V”特性,传统人工处理方法已不适应海量、价值密度低的数据集合的处理,于是我们将需求、人工处理模式、计算机擅长的迭代优化等相关领域知识结合起来,设计了深度学习来对数据集的价值进行挖掘,重点放在 “相关性”上,进而构建出展示事物运行规律和真实价值的模型、驱动创新模式并不断优化的引擎,起到代替人进行分析,为人的决策提供支持。

  在传统供应链或农业等领域,机器学习足以支撑人工智能的需求和目标,但在绿色供应链领域,由于形成了生态体系,传统人工智能技术在面对诸如文字,图像和声音等非结构数据时处理能力明显不足,而深度学习训练的模型更多、复杂度更高,使机器在一定程度上模仿视听和思考等人类的活动,进而解决很多复杂的模式识别难题。

  大数据和AI技术在绿色供应链中的应用模式

  绿色供应链“五端合一”有效整合囊括第一产业、第二产业、第三产业的多个行业及其产品的全生命周期的各个环节,所产生的数据具备“大数据”的特征,而且“数据端”是有效服务于绿色供应链体系全过程的要素支撑。例如在“物流端”环节,面对运输及库存海量数据积累的状态,基于绿色供应链管理平台上积累的数据进行大数据分析,帮助企业优化物流与调度决策,从而节约成本,降低能耗。

  在实际中,绿色供应链管理平台作为客户和内外部对接的桥梁,操作专业,运营过程中订单,资金,物流,关务,结算都要全程参与,需要对接的窗口和资源多;面临的商务痛点包括:对账工作量大、单证制作繁琐、进度不直观、大量发票核对、核算及结算流程复杂、知识面要求广、人员培养难等。而基于大数据集成,构建一体化、数字化、透明化的绿色供应链网络,即可实现随时在线、连接与协同、端到端可视化、智能及优化、和全局决策支持等功能。

  绿色供应链的人工智能应用的一个重要场景,是在“消费端”的情感计算(affective computing)。 诺贝尔奖得主 Herbert Simon 在认知心理学方面强调,情感的识别和表达对于信息的交流和理解是必需的,也是人类最大的心理需求之一;多项研究表明,消费行为同样受到人类情感的重要影响,在智能人机交互的研究中,拥有对情感的识别、分析、理解、表达的能力也应成为智能机器必不可少的一种功能。

  可以采用多种方法和技术来识别用户的情感,例如:面部表情识别、姿态识别、自然语言处理、人体生理信号识别、多模情感识别、语音识别等。以最简单的文本分析为例,对于用户的购买评论,通过属性层级的情感分析提取用户观点,发现商品的核心优势,了解服务中待改进的痛点。

  深度学习有助于供应链释放数字化时代“连接”的价值,通过数据及数据挖掘的规律构建模型,重塑物流、信息流、资金链以及产业链、价值链、生态链;进而可为未来无人机+无人驾驶货车+无人工厂+无人仓库+仓库里的无人运料车等的智能调度、绿色环保场景夯实基础。

  二、绿色供应链所需的云与边缘计算的集成模式

  1.云与边缘计算的内涵

  云计算是一种集中式服务,所有数据都通过网络传输到云计算中心进行处理。云计算的核心是可以将很多的计算机资源协调在一起,因此,使用户通过网络就可以获取到无限的资源,同时获取的资源不受时间和空间的限制。

  边缘计算(Edge Computing)机制是将数据处理转移到数据生成源头,试图减少发送到云端的数据量,以降低延迟;通过以上策略;都可以改善远程关键型应用程序中的系统响应时间,提高系统安全性,因为减少了通过公共互联网发送数据的需求,并降低了成本。

  进入5G时代,边缘计算既可以在大型运算设备内完成也可以在中小型运算设备、本地端网络内完成;用于边缘运算的设备可以是智能手机这样的移动设备,乃至与传感器等终端集成,优势还包括:(准)实时处理数据,运营成本低,网络流量少,降低单点故障的可能性,提高数据的安全性与合规性等。

  2.云与边缘计算在绿色供应链中的应用模式

  由于绿色供应链生态是一个庞大的体系,从绿色供应链的结构来看,其内部是一条从生产设计、选材、生产、运输、销售、使用、回收等串联的体系,其中的各个节点之间环环相扣,形成了包含供应端、物流端、数据段、消费端、回收端在内具有整体功能的闭合链条。

  为了确保即时响应,通过边缘计算在靠近数据源头的这一侧,设计融网络通信、计算、存储、应用等核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。在农业生产端,传统物联网与云计算相结合的“物云融合”农业互联网推动数字农业的智能化进程。

  以农作物表型信息为特征的基于边缘计算机制的认知无线传感器网络(CRSN)作物表型信息采集模型,以实现平台从密集部署的农业传感器节点避免频谱拥堵,以较小的延迟、能耗以及丢包率完成数据的传输,且在固定的电量消耗支撑下,尽量持久地完成作物表型检测任务;在农作物病虫害识别、产量预测、品质预控等方面的深度学习模型构造中发挥着积极的作用。

  同时,为了提高农产品品质控制效率,基于边缘计算的质检系统越来越多地投入使用。其原理为,在边缘质检网关中按照业务标准,设计一整套设备质检逻辑, 与终端传感器进行数据交互;当终端设备的某个限位或规定的理想结果值回传给网关设备,质检网关在边缘侧对终端传输的数据进行边缘计算并比对特定规则,从而确定质检结果;并将每个设备测试的结果(品控的要素值) 存储在本地数据库中,同时将检测结果发送到云平台存储。

  当农作物生长的过程数据不断被采集保存于云端用于分析和研究,同时在边缘侧可快速响应,克服人工经验的认知局限性,持续的改进生长控制参数,提高生产的质量与品质,以实现安全、绿色、有机、高品质和高附加值的“高价值农业”目标。

  三、绿色供应链所需的区块链与价值互联网的集成模式

  1.区块链与价值互联网的特征

  习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调,把区块链作为核心技术自主创新重要突破口,加快推动区块链技术和产业创新发展。人民日报从应用视角总结,区块链是分布式的共享账本和数据库,具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可信追溯、集体维护、公开透明等特点。“价值互联网”就是通过互联网实现价值(商品、服务、货币等)在买卖双方之间点对点的转移,从而省去了中间环节,提升了效率,降低了价值交换成本,并以安全和方便的方式进行转移,像传递信息一样快捷、高效、低成本地进行价值传递。

  2.区块链与价值互联网在绿色供应链中的应用模式

  区块链在绿色供应链的应用主要在以下几个方面:供应链溯源、数字资产、供应链金融等。区块链应用主要在供应链溯源和数字资产两个方面,以后将对接供应链金融、权属证明等应用。区块链溯源将使每一个标准化农产品静态(固有属性)和动态(生长、采摘、加工、流转等)信息能够在农业企业、仓储企业、物流企业、各级分销商、零售商、电商、消费者以及政府监管机构中共享、共识。

  区块链平台在链接农产品作为商品的供应链权属关系和转移关系的同时,还有效链接了间接发生关系的上下游企业。追溯平台运用区块链多中心信用、安全、可靠、高效、低成本特性,为农业生产企业、仓储企业、物流企业、各级分销商、零售商、电商、消费者提供供应链溯源服务,打造优质品牌生态链:产品可双向追溯、辅助防伪、供应链关键信息的实时采集与共享,提升流通效率,实现多方共赢的有机市场运行体系。

  信息记录——农产品从“农田到餐桌”的全部关键信息区块链记录并加密存储,防止数据伪造,授权用户可查询验证。

  全程防伪追溯——商品码映射区块链账户地址,共享账本,连接商品权属及转移关系,通过智能手机、传感器装备等可对商品码进行自动识别,数据可实时抽取、验证。

  总量控制——在特定种植条件下,原产地特色农产品的总量是有限的,不可能无限供应;区块链的“数字金矿”和去中心化分布式特性,确保了农产品总量不能被供应方更改,也保障了优质原产地农产品的“物以稀为贵”,优质优价。

  多方参与——区块链多中心网络信任,上下游企业、消费者不仅能够掌握产业链企业情况、跟踪交易状况,了解间接环节直至终端消费者信息;同时提供监管方介入接口,有利于政府/市场监督。

  区块链应用于数字资产领域,意味着“包含了全产业链数据的”原产地农产品的数字化、资产化,从源头上保护生产者(种植户)的权益,保证了大数据支撑的原产地农产品的价值;同时,农产品对应的数字资产一旦在区块链上发行,后续流通环节可以不依赖于发行方系统,资产流通由单中心控制变成社会化传播,任何有资源的渠道都可以成为资产流通的催化剂,大大促进了下一代“价值互联网”与农业的结合与创新。

  不仅在防伪溯源方面,特别在绿色供应链的生产端,区块链不仅应用于农产品质量安全溯源和农业供应链以及农村融资等方面,还用于建立面向全国范围村一级基础数据,包括人文环境、地理信息、村务公开、基层党建等主要指标,通过建立基于区块链关键指标数据标准化规范,建设基于区块链的数据采集、存储、共享、分发的数据采集平台,实现数据的安全存储、高效分发及应用,为各级政府部门提供乡村治理和基层党建工作管理决策指标化、规范化支持体系,区块链也成为绿色供应链的数字化基础设施。

  绿色供应链综合服务平台系统是一个完善的去中心化分布式系统,在服务于绿色供应链各方角色的过程中,通过对算力、存储、记账、服务的分布式规划,形成性能、安全、效率综合平台的、覆盖绿色供应链全生命周期的网络,并将通过不断迭代优化,实现数字经济环境下价值的创造与传递。

  下一步将抓住“推动形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”的机遇,主动配合国家和地方“十四五”规划战略布局,勇于担当,创造更大的社会效果。

  【作者:赵建军:南开大学—中国社科院大学21世纪马克思主义研究院研究员 中央党校(国家行政学院)教授;关景火:重庆市武隆绿色发展智库研究院研究员】

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