一种基于射频识别技术的供应链碳足迹监测评估方法与流程

本技术涉及碳足迹监测，特别是涉及一种基于射频识别技术的供应链碳足迹监测评估方法。

背景技术：

1、随着全球气候变化的日益严峻，减少温室气体排放、降低碳足迹已经成为各国政府及企业面临的重要任务。企业碳足迹管理是可持续发展战略的一个重要组成部分，在供应链管理领域，由于涉及原材料采购、产品制造、运输、仓储以及销售等多个环节，碳排放核算过程繁杂。然而，目前大多数企业缺乏有效的监测和评估手段，传统的供应链碳足迹监测和评估方法主要依赖于历史数据和估算，无法实时获取供应链中各环节的碳排放数据，存在数据收集和处理的滞后性，供应链整体碳足迹数据的准确性和实时性面临较大挑战。

2、现有技术主要通过间接方式估算各环节的碳排放量，例如基于历史数据的统计分析、碳排放因子的乘积等。现有技术方法虽然在一定程度上能够提供碳足迹的大致估算，但由于缺乏实时数据的支持，很难准确捕捉到供应链中实际操作变化对碳排放的即时影响。此外，由于现有技术方法通常需要大量的手动数据输入和处理，不仅耗时且容易出错，而且很难实现对供应链碳足迹动态变化的实时监控和评估。

3、此外，现有的碳足迹评估中，大多考虑的因素较少，很难准确捕捉到供应链中实际操作变化对碳排放的即时影响，在进行全面碳管理和环境影响分析方面表现出明显不足。由于缺乏更全面更准确的评估方法来整合和分析供应链中的碳排放数据，企业往往难以全面了解其供应链的整体碳足迹，进而无法识别关键碳排放源和评估减排潜力，限制了企业在环境管理和优化方面的发展空间，也影响了其制定有效的碳减排策略和优化供应链管理的能力。因此，如何提供一种基于射频识别技术的供应链碳足迹监测评估方法是本领域技术人员亟须解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种基于射频识别技术的供应链碳足迹监测评估方法，本发明通过在供应链各环节使用射频识别标签对商品进行实时追踪，并编码关键的碳排放相关信息，显著提高了数据收集的实时性和准确性，实现碳足迹的有效监测评估。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供一种基于射频识别技术的供应链碳足迹监测评估方法，包括以下步骤：

4、s1、在供应链的原材料采购、产品制造、运输、仓储以及销售到最终消费者的每个阶段，使用射频识别标签对所有商品进行标记，并在标签中编码商品碳排放系数数据信息、生产和运输过程中能耗指标数据信息、环境温湿度影响系数数据信息及其生命周期内预期碳减排能力数据信息；

5、s2、通过射频识别读取设备，在每个供应链环节收集带有射频识别标签的商品的实时数据；

6、s3、将收集到的商品的实时数据传输至中央处理系统，利用预设的碳排放计算模型，根据商品的碳排放系数、能耗指标、环境温湿度影响系数及其生命周期内的预期碳减排能力，计算商品在各环节的碳足迹；

7、s4、对每个供应链环节计算得到的商品碳足迹数据进行汇总，得到整个供应链的碳足迹总值；

8、s5、结合整个供应链的碳足迹总值分析各环节的商品碳足迹数据，识别关键碳排放源，分析商品碳足迹数据中存在的减排潜力；

9、s6、根据分析减排潜力的结果，获得减排建议和供应链优化措施。

10、可选的，所述s1具体包括：

11、s11、在每个供应链的原材料采购、产品制造、运输、仓储以及销售到最终消费者的每个阶段，使用射频识别标签对所有商品进行标记：

12、s12、在标签中编码商品碳排放系数数据信息、生产和运输过程中能耗指标数据信息、环境温湿度影响系数数据信息及其生命周期内预期碳减排能力数据信息，并对每个供应链环节i构建特定的数据集：

13、di＝{ci,ei,ti,ri,tsi}；

14、其中，ci表示第i个供应链环节中商品的碳排放系数，表示单位产品在生产、运输或使用过程中产生的温室气体二氧化碳当量的总量，ei表示第i个供应链环节中商品生产和运输过程中的能耗指标，指在整个生产和运输过程中所消耗的能量总量，ti表示第i个供应链环节环境温湿度影响系数，考虑在不同温湿度条件下，产品碳排放的可能变化，ri表示第i个供应链环节商品预期的碳减排能力，预估该商品在其生命周期内通过能源替代、回收、再利用方式减少碳排放的能力，tsi表示第i个供应链环节中数据集收集或更新的时间戳。

15、可选的，所述时间戳tsi，记录数据信息在供应链环节的原材料采购阶段、产品制造阶段、运输阶段、仓储阶段以及销售到最终消费者阶段的具体收集或更新时间，采用格式为年、月、日、时、分、秒的时间表示方式；

16、原材料采购阶段，在第i个供应链环节原材料被采购并进入生产流程时，对应的tsi将记录为原材料采购时间点；

17、产品制造阶段，当第i个供应链环节原材料进入制造过程，开始转化为最终产品时，tsi更新为产品制造的开始或完成时间点；

18、运输阶段，第i个供应链环节产品在从生产地向仓储或销售点运输的过程中，tsi记录为产品装运出发的时间点；

19、仓储阶段，第i个供应链环节产品到达仓储设施并存储时，tsi更新为产品入库的时间点；

20、销售到最终消费者阶段，第i个供应链环节产品被销售并交付给最终消费者时，tsi记录为销售或交付的时间点。

21、可选的，所述s3具体包括：

22、s31、定义碳排放计算模型的核心函数f(ci,ei,ti,ri)为多元函数，综合考虑商品的碳排放系数、能耗指标、环境温湿度影响系数及其生命周期内的碳减排能力，计算碳足迹cfi：

23、cfi＝(ci×q)+(ei×p)+(ti×l)-(ri×s)；

24、其中，cfi代表第i个供应链环节中商品的碳足迹量，这里指供应链中每个特定环节，而非整个供应链的累计碳足迹，特定环节指每个独立环节(原材料采购、产品制造、运输、仓储及销售)的碳足迹；ci代表商品的碳排放系数，即单位产品在生产、运输或使用过程中产生的温室气体二氧化碳当量的总量，ei代表生产和运输过程中的能耗指标，即在整个生产和运输过程中所消耗的能量总量，ti代表环境温湿度影响系数，即在不同温湿度条件下，产品碳排放的可能变化量，ri代表商品预期的碳减排能力，即该商品在其生命周期内通过能源替代、回收再利用等方式预期减少的碳排放量，q、p、l和s分别代表特定环节中商品的数量、生产和运输过程中单位能耗的碳排放量、环境温湿度条件对碳排放的影响程度，以及通过回收再利用等减排措施预期减少的碳排放量的比例。

25、s32、将时间维度tsi加入碳足迹计算中，反映时间变化在长周期供应链环节中对碳足迹的影响，调整碳足迹计算公式为：

26、

27、其中，cfi,t代表在每个月或每个季度时间点t的碳足迹量，tsi为数据集收集或更新的时间戳，δ为时间衰减系数，用于模拟随时间变化碳排放量的自然衰减或增加，t-tsi表示从数据集最后更新到当前时间点的时间间隔。

28、s33、针对碳足迹计算中的不确定性和变化性因素，考虑以下因素及其对碳足迹量cfi,t的调整：

29、商品流通速度vi，商品在供应链中的流通速度会影响其在仓储和运输环节的碳足迹，流通速度较快的商品减少了仓储时间，导致较低的能耗和碳排放；

30、存储条件si，不同的温度、湿度控制对能耗和碳足迹有影响，特定的存储条件需要额外的能源消耗，从而增加碳足迹；

31、运输方式mi，不同的运输方式，包括海运、陆运、空运具有不同的能耗和碳排放系数；

32、基于以上因素，引入调整公式来计算每个供应链环节调整后的碳足迹

33、

34、其中，表示考虑上述因素调整后的第i个供应链环节在时间点t的碳足迹量，δvi表示当前商品流通速度与平均流通速度的偏差，用于调整碳足迹量以反映商品流通速度的影响，是一个与存储条件相关的调整系数，用于根据存储条件的不同而调整碳足迹量，是根据运输方式确定的调整因子，用于根据不同的运输方式调整碳足迹量；

35、可选的，所述s4具体包括：

36、s41、定义每个供应链环节的碳足迹增量函数δcfi,t，函数基于时间点t和t-1之间的变化来计算碳足迹的增量，反映了实时的操作变化对碳足迹的影响：

37、

38、其中，表示第i个供应链环节在时间点t调整后的碳足迹量，为前一时间点t-1的调整后碳足迹量；

39、s42、引入累积效应考量因子γi,t，用于调整每个供应链环节的碳足迹增量，综合供应链操作优化、技术进步或环保措施实施等因素对碳足迹的长期累积效应：

40、

41、其中，k代表累积效应的调整系数，tstart和tend分别表示评估周期的开始和结束时间点，t为当前时间点，该因子反映了随时间推移，供应链整体碳足迹改善的趋势；

42、s43、结合碳足迹增量和累积效应考量因子，获得整个供应链的碳足迹总值cftotal，cftotal可反映供应链中各环节碳足迹的动态变化，cftotal的计算公式为：

43、

44、其中，cfinitial表示评估周期开始时整个供应链的初始碳足迹值，n为供应链环节数量，m为评估周期。

45、可选的，所述s5具体包括：

46、s51、利用整个供应链的碳足迹总值cftotal作为基础，应用数据分析技术对供应链各环节的碳足迹数据进行深入分析，以识别碳足迹中各个环节的贡献比例：

47、

48、其中，φi代表第i个供应链环节在整个供应链碳足迹中的贡献比例，为该环节在时间点t调整后的碳足迹量，cftotal为整个供应链的碳足迹总值；

49、s52、基于每个供应链环节的碳足迹贡献比例φi，识别关键碳排放源即those环节的φi值显著高于其他环节，指出需要优先考虑减排措施的环节；

50、s53、对识别出的关键碳排放源进行进一步的减排潜力分析，考察该环节内具体操作或过程中存在的减排机会，通过改进生产工艺、采用更清洁的能源、优化物流路线措施减少碳排放，减排潜力评估表示为：

51、ψi＝cfi,current-cfi,optimized；

52、其中，ψi代表第i个关键碳排放源环节的减排潜力，cfi,current为当前操作条件下的碳足迹量，cfi,optimized为采取减排措施后预期的碳足迹量；

53、s54、采用综合评价法对每个供应链关键碳排放源环节的减排潜力进行评价，并计算其减排措施优先级，结合减排潜力ψi、成本效益比λi、实施难度ωi、负面影响范围δi这四个评价指标，按照下式计算每个供应链环节的减排措施优先级：

54、pi＝w1·ψi+w2·λi+w3·ωi-w4·δi；

55、其中，pi代表第i个供应链环节的减排措施优先级，w1、w2、w3和w4分别为各评价指标的权重系数，满足w1+w2+w3+w4＝1，λi代表成本效益比，评价实施该减排措施的经济效益，ωi代表实施难度，反映实施该减排措施的难易程度，δi代表负面影响范围，评估实施该减排措施可能带来的负面效果或成本。

56、s55、通过计算得到的pi值，确定每个供应链环节减排措施的优先级，高pi值表示更高的优先级，即应优先考虑实施的减排策略。

57、可选的，所述s6具体包括：

58、s61、基于减排措施优先级pi，确定哪些环节应当采取哪种具体的减排措施，包括更新生产设备以降低能耗、改进物料处理流程以减少废物排放、采用可再生能源以替代传统能源；

59、s62、综合评价确定不同的供应链优化措施，在整个供应链层面实现碳排放最小化，包括选择更环保的供应商、优化物流路线以减少运输距离和时间、采用循环经济原则以提高资源效率；

60、s63、为每项建议的减排措施和供应链优化措施制定实施计划，包括所需的资源、预期的时间框架、预计成本和预期的碳减排效果，具体实施计划表示为一个四元组(ri,ti,ci,δcfi)：

61、plani＝(ri,ti,ci,δcfi)；

62、其中，plani表示第i个供应链环节的具体减排或优化措施实施计划，ri为所需资源，ti为预期实施时间，ci为预计成本，δcfi为预期的碳减排效果；

63、s64、评估每项减排或优化措施的成本-效益比：

64、

65、其中，cej代表第j个措施的成本-效益比，高cei值表示更高的经济效益；cj为第i个措施的预计成本；δcfj为第j个措施的预期的碳减排效果；

66、s65、根据减排措施优先级和具体实施计划的成本－效益比计算结果，获得综合考虑环境效益、经济成本和实施可行性的减排建议和供应链优化方案。为企业提出一套系统的减排建议和供应链优化方案，这方案综合考虑环境效益、经济成本和实施可行性。

67、第二方面，本发明提供一种基于射频识别技术的供应链碳足迹监测评估系统，所述系统包括：

68、数据获取模块，包括射频识别读取设备，用于利用射频识别标签获得供应链的原材料采购、产品制造、运输、仓储以及销售到最终消费者的每个环节的商品碳排放系数数据信息、生产和运输过程中能耗指标数据信息、环境温湿度影响系数数据信息及其生命周期内预期碳减排能力数据信息；

69、碳排放计算模型，用于计算商品在各个环节的碳足迹，按照下式计算每个供应链环节调整后的碳足迹

70、

71、其中，表示考虑上述因素调整后的第i个供应链环节在时间点t的碳足迹量，δvi表示当前商品流通速度与平均流通速度的偏差，用于调整碳足迹量以反映商品流通速度的影响，是一个与存储条件相关的调整系数，用于根据存储条件的不同而调整碳足迹量，是根据运输方式确定的调整因子，用于根据不同的运输方式调整碳足迹量；cfi,t代表在每个月或每个季度时间点t的碳足迹量；

72、碳足迹总值计算模块，用于结合碳足迹增量δcfi,t和累积效应考量因子γi,t，获得整个供应链的碳足迹总值cftotal，cftotal的计算公式为：

73、

74、其中，cfinitial表示评估周期开始时整个供应链的初始碳足迹，n为供应链环节数量，m为评估周期；

75、关键碳排放识别模块，用于根据供应链各环节的碳足迹数据占cftotal的比例确定各个环节的贡献比例φi，φi值显著高的环节为关键碳排放源；

76、减排措施优先级计算模块，用于根据关键碳排放识别模获得的关键碳排放源的减排潜力、成本效益比λi、实施难度ωi、负面影响范围δi这四个评价指标根据下式确定减排措施优先级pi

77、pi＝w1·ψi+w2·λi+w3·ωi-w4·δi；

78、其中，w1、w2、w3和w4分别为各评价指标的权重系数，满足w1+w2+w3+w4＝1；

79、成本-效益计算模块，用于对减排或优化措施进行成本-效益比的计算，获得成本-效益比最高的优化方案。

80、本发明的有益效果是：

81、(1)本发明通过在供应链各环节使用射频识别标签对商品进行实时追踪，并编码关键的碳排放相关信息，显著提高了数据收集的实时性和准确性。与传统基于历史数据和估算的监测方法相比，减少了数据收集和处理的延迟，提高了碳足迹计算的可靠性。

82、(2)本发明利用预设的碳排放计算模型和收集到的实时数据，能够准确计算出供应链中每个环节的碳排放量，并通过汇总得到整个供应链的碳足迹总值，使得企业能够深入了解其供应链的整体环境影响，识别出关键的碳排放源。

83、(3)本发明通过综合评价供应链中各环节的碳足迹数据，识别出具有减排潜力的关键环节，并提出针对性的减排建议和供应链优化措施，帮助企业在实现环境可持续性方面做出了有效的决策。利用综合评价法确定减排措施优先级，识别关键碳排放源并分析减排潜力，综合考虑碳排放效益、成本效率和实施难度等多个维度，为企业提供了一种科学的方法来优先实施那些综合效益最大化的减排措施，确保在降低碳足迹的同时，也能够保障经济效益。