何景師,王 磊

(1.東莞職業(yè)技術學院 物流工程系，廣東東莞 523808；2.江西中煙工業(yè)有限責任公司 信息中心，南昌 330096)

0 引言

隨著信息技術的發(fā)展，供應鏈管理（SCM）已成為適應當前網(wǎng)絡環(huán)境、個性化需求、動態(tài)需求、全球化等現(xiàn)代市場特征下的新型管理模式?，F(xiàn)代市場的競爭不再是企業(yè)與企業(yè)之間的競爭，而是供應鏈與供應鏈之間的競爭。供應鏈管理通過企業(yè)間的合作及共享資源以達到減少成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務水平、提高企業(yè)的市場反應能力和效率，增強客戶滿意度為目的。然而，顧客服務水平與庫存成本始終是一對矛盾，如何以盡可能低的成本，快速地向顧客提供適當?shù)漠a(chǎn)品和服務是供應鏈管理的一個重要目標，而達到這一目標的關鍵是供應鏈業(yè)務活動的協(xié)調(diào)運行。云計算(Cloud Computing)正逐漸成為一個資源共享的計算平臺，為用戶提供基礎設施、軟件、應用程序和商業(yè)過程等資源[1]。由于顯著降低了IT成本和創(chuàng)造新的商業(yè)模式和資源價值的機會，云計算正受到政府和業(yè)界的廣泛關注[2][3]。因此本文結合云計算技術，前瞻性地提出了一種基于云計算的供應鏈管理參考架構。

1 云計算的服務模式及部署方式

根據(jù)美國國家標準技術研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）[4]的權威定義，云計算主要包括三大服務模式，稱為S-P-I模式：軟件即服務（SaaS,Software as a Service），平臺即服務（PaaS,Platform as a Service），基礎設施即服務（IaaS,Infrastructure as a Service）。

由于云計算分為IaaS，PaaS和SaaS三種類型，不同的廠家又提供了不同的解決方案，目前還沒有統(tǒng)一的技術體系結構。IBM在2011年2月提出IBM云計算參考體系架構CCRA(IBM Cloud Computing Reference Architecture 2.0)[5]，定義了三個主要角色：云服務消費者（Cloud Service Consumer）、云服務提供商（Cloud Service Provider）和云服務創(chuàng)造者（Cloud Service Creator）。每一個角色可以由單個人執(zhí)行，也可以由一組人或一個組織團體去執(zhí)行。

2 基于云計算的供應鏈參考體系架構

2.1 基于云計算的供應鏈集成體系架構

云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算模式，即把存儲于個人電腦、移動電話和其他設備上的大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作。本文提出一種面向云計算服務的供應鏈集成體系架構，將云計算服務平臺看作是“虛擬經(jīng)紀人”，負責節(jié)點企業(yè)的權限管理，將各個節(jié)點企業(yè)看作是網(wǎng)格節(jié)點，這樣就形成一個以云計算服務平臺為中心的網(wǎng)狀架構，即供應商的供應商、分銷商的分銷商間的位置是平行的,如圖1所示。

圖1 基于云計算的供應鏈體系結構

2.2 基于云計算的供應鏈管理架構

供應鏈企業(yè)云計算應當包括以應用（SaaS），平臺服務（PaaS）和基礎設施服務（IaaS）的方式動態(tài)交付到供應鏈上的各個企業(yè)和合作伙伴的IT服務，從而使企業(yè)尤其是中小企業(yè)通過供應鏈云服務平臺可以降低成本來完成企業(yè)信息化，同時也給供應鏈的構建提供高水平的信息基礎設施保證。

本文在總結和分析現(xiàn)有供應鏈集成方法優(yōu)缺點的基礎上，參考IBM、微軟、亞馬遜等公司的云計算平臺體系結構，設計出基于云計算的供應鏈管理系統(tǒng)參考架構（Cloud Computing-Based SupplyChain ReferenceArchitecture,C-SCRA），如圖2所示，該架構主要由基礎架構層，平臺層和服務層以及訪問層和管理層五部分構成。

圖2 C-SCM架構模型

(1)基礎架構層（IaaS）：C-SCRA的基礎架構層存儲供應鏈上各企業(yè)節(jié)點所擁有的資源,通過信息技術實現(xiàn)這些資源的集成,這些資源主要體現(xiàn)各企業(yè)在協(xié)作過程中的資源狀況。

(2)平臺層（PaaS）：搭建在基礎設施層上用來提供云計算能力的云計算框架。為企業(yè)提供對資源服務層的封裝，包括數(shù)據(jù)庫服務和中間件服務。數(shù)據(jù)庫服務為用戶提供可擴展的數(shù)據(jù)庫處理能力，中間件服務為用戶提供可擴展的消息中間件或事務處理中間件服務。

(3)服務層（SaaS）：基于供應鏈的云服務架構最核心的部分為云服務提供者中的SaaS模式。供應鏈管理主要有以下幾種軟件服務。

①訂單服務：提供訂單管理的效率和協(xié)同工作。幫助企業(yè)有效的管理和監(jiān)控訂單處理流程，幫助企業(yè)發(fā)掘潛在的客戶和現(xiàn)有客戶的潛在商業(yè)機會。

②采購服務：提供從采購申請、訂單、收貨/入庫、退貨到付款的業(yè)務管理功能，支持供應商、價格、批號等多種采購業(yè)務處理，幫助企業(yè)實現(xiàn)采購業(yè)務全過程的物流、資金流和信息流的有效管理和控制。

③生產(chǎn)服務：提供生產(chǎn)計劃，物料需求計劃和生產(chǎn)作業(yè)管理功能，幫助企業(yè)提高生產(chǎn)管理的效率，有效管理生產(chǎn)過程的信息。

④庫存服務：提供入/出庫業(yè)務、倉存調(diào)撥、庫存調(diào)整等業(yè)務管理功能，幫助企業(yè)建立規(guī)范的倉存作業(yè)流程，提高倉存運作效率。

⑤銷售服務：提供從訂單、發(fā)貨(出庫)、退貨、發(fā)票到收款等一系列業(yè)務管理功能，同時支持多種銷售業(yè)務如信用賒銷、價格、折扣、促銷的處理，幫助企業(yè)實現(xiàn)銷售業(yè)務的物流、資金流和信息流的全過程有效管理和控制。

⑥物流服務：對物流活動進行計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制和監(jiān)督，使各項物流活動實現(xiàn)最佳的協(xié)調(diào)與配合，以降低物流成本，提高物流效率和經(jīng)濟效益。

⑦客戶管理服務：實現(xiàn)對客戶的整合營銷，通過與客戶的交流溝通，不斷改進和提高產(chǎn)品及服務以滿足顧客需求。

⑧財務核算：提供多種存貨核算計算方式，進行連續(xù)、系統(tǒng)、完整地記錄、計算、反應和監(jiān)督所需方法。結合相關業(yè)務管理功能，如：結合總倉與分倉核算、憑證模板靈活設置等?？梢詫崟r提供庫存業(yè)務的財務成本信息，幫助企業(yè)準確的核算存貨的出入庫成本以及庫存金額余額。

(4)訪問層：方便供應鏈企業(yè)使用云計算服務所需的各種支撐服務，其中每個層次的云計算服務都提供相應的訪問接口，用戶可以選擇需要的云服務使用。

(5)管理層：提供所有層次云計算服務的管理功能。其中，用戶組權限管理提供對服務的授權控制、用戶認證等功能；服務組合提供對已有云計算服務進行組合功能；服務使用計量對用戶的使用情況進行統(tǒng)計，并依次計算服務費用；服務質(zhì)量管理提供對服務性能、可靠性、可擴展性進行管理；服務監(jiān)控提供對服務狀態(tài)的記錄。

3 基于時間Petri網(wǎng)的供應鏈建模分析

評價供應鏈網(wǎng)絡的關鍵指標是時間，這里的時間指的是對客戶的需求和市場的變化，供應鏈上的節(jié)點企業(yè)做出快速反應的快慢程度。本文通過對一個基本的供應鏈的分析，利用時間Petri網(wǎng)對其進行建模，分析了基于云計算的供應鏈信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)的供應鏈信息系統(tǒng)在工作效率上的區(qū)別，并分析兩者在時間上的差異。

3.1 時間Petri網(wǎng)（TPN）

定義1時間Petri網(wǎng)(TPN)是一個六元組TPN=(P，T，B，F(xiàn)，M0，SI)，其中：P={p1，p2，...，pm}是有限庫 所 的 集 合 ；T={t1，t2，...，tm} 是 有 限 變 遷 的 集 合 ；B:T*P→N為輸入函數(shù)，方向由庫所到變遷；F:T*P→N為輸出函數(shù)，方向由變遷到庫所；M0:表示Petri網(wǎng)內(nèi)所有庫所的初始狀態(tài)。SI被映射為靜態(tài)時間區(qū)間

其中，SEFT(t)是t使能后的最早引發(fā)時間，SLFT是t使能后的最晚引發(fā)時間。

3.2 帶時間戳的狀態(tài)類(CS-class)

定義帶時間戳的狀態(tài)類(CS-class)是一個三元組C=(M，D，ST),其中規(guī)定M 是標識位；定義D是一個引發(fā)區(qū)間，也就是M所使能轉移的開始時間的一個時間間隔集；ST是狀態(tài)類CS-class的時間戳，它是一個全局性的概念[6]。

定義 Petri網(wǎng)的初態(tài)用 C0=(M0，D0，ST0)進行表示。其中規(guī)定M0是初始標識；D0是M0的引發(fā)區(qū)間，涵蓋了M0所使能的轉移所對應的靜態(tài)時間間隔；ST0=[0，0]。ST1表示時間網(wǎng)從C0運行到C1的時間間隔[6]。

3.3 TPN的可達算法

定 義 CS-class 中 Ck=(Mk，Dk，STk) ，Ck+1=(Mk+1，Dk+1，STk+1)，其中集合NEW 用來存放引發(fā)tf后的新使能；集合OLD用來存放仍保持可引發(fā)狀態(tài)的轉移[6]。

計算過程如下：首先，確定集合NEW和集合OLD中所包含的元素。其次，計算從一個狀態(tài)到達下一個狀態(tài)所需要的時間間隔：STk+1=[EFTK(tf)，MLFT(Ck)]。最后，計算引發(fā)tf后可使能轉移的引發(fā)區(qū)間。

3.4 案例分析

為了簡化模型，本文研究核心企業(yè)L所在的某一條供應鏈，涉及一個生產(chǎn)廠商和兩個原材料供應商。生產(chǎn)廠商需要生產(chǎn)成品A，成品A的原材料包括B和C，供應商在接到生產(chǎn)商的訂單后負責提供相應的原材料B、C并運送到生產(chǎn)商完成生產(chǎn)。

基于云計算的供應鏈管理信息系統(tǒng)TPN模型如圖3所示，其中符號說明如表1所示，計算所需時間：

通過上述計算過程可知，供應商在生產(chǎn)商提出訂單請求后的13個單位時間內(nèi)即可完成訂單業(yè)務，為生產(chǎn)商提供所需原材料。供應商從接收訂單到將其交貨所用的時間間隔是[6，13]。

圖3 基于云計算的供應鏈管理信息系統(tǒng)TPN模型

同理，傳統(tǒng)供應鏈管理信息系統(tǒng)TPN模型如圖4所示，所需時間為：C4：ST4=[9,17]，即供應商在生產(chǎn)商提出訂單請求后的17個單位時間內(nèi)即可完成訂單業(yè)務，為生產(chǎn)商提供所需原材料。

圖4 傳統(tǒng)供應鏈管理信息系統(tǒng)TPN模型

表1 供應鏈模型中庫所、變遷的定義

綜上所述，基于云計算的供應鏈信息管理系統(tǒng)，生產(chǎn)商企業(yè)通過使用云平臺提供的采購管理服務可以在供應鏈內(nèi)簡化、加快數(shù)據(jù)交換，提高企業(yè)的市場反應能力和效率。

4 結束語

目前，中小型企業(yè)正在熱情的擁抱云。他們的目的是盡可能減少內(nèi)部IT，盡量能多地集中精力于核心業(yè)務?；谠朴嬎愕墓湽芾硐到y(tǒng)提供了一種適應于企業(yè)信息化發(fā)展需要的解決方案,是供應鏈系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。云環(huán)境下供應鏈研究和發(fā)展將會為供應鏈管理帶來更大的機遇和發(fā)展活力。

[1]Zhang L J,Zhou Q.CCOA：Cloud Computering Open Architecture[C].2009 IEEE International Conference on Web Services,2009.

[2]Tai S.Cloud Service Engineering[C].2009 18th IEEE International Workshops on Enabling Technologies：Infrastructures for Collaborative Enterprises,2009.

[3]Jones M T.Cloud Computing with Linux[EB/OL].http：//www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-cloud-computing% 20/index.html,2009-2-11

[4]National Institute of Standards and Technologies；Draft NIST Working Definition of Cloud Computing,May,2009,(14).

[5]Behrendt M,Glasner B,Kopp P,et al.Introduction and Architecture Overview IBM Cloud Computing Reference Architecture 2.0[Z].IBM.2011-02-28.

[6]Wang J C ，Deng Y，Xu G.Reachability Analysis of Real-time System Using Petri Nets[J].IEEE Transactions on System,Man and Cybernetics,2000，30(5).

[7]古川，張紅霞，安玉發(fā)云制造環(huán)境下的供應鏈管理系統(tǒng)研究[J].中國科技論壇,2013,(2).

[8]梁昌勇,陸鑫,俞家文,陸文星.基于云計算的供應鏈RFID信息服務研究[J].計算機應用研究,2011,(9).

[9]包厚華.基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)的供應鏈庫存協(xié)同管理和信息共享機制[D].華南理工大學,2012.

[10]陳君.云計算環(huán)境下供應鏈信息協(xié)同的風險分析物流科技,2011,(8).