面向SCM的物聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)服務(wù)架構(gòu)及協(xié)同應(yīng)用

摘要：基于供應(yīng)鏈集成化業(yè)務(wù)場(chǎng)景、持續(xù)分析了供應(yīng)鏈以及增強(qiáng)上下游快速響應(yīng)能力的需求，為了實(shí)現(xiàn)集成化供應(yīng)鏈平臺(tái)的業(yè)務(wù)協(xié)同合作與信息共享。并構(gòu)建業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)融合體系，采用以動(dòng)態(tài)服務(wù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)多層體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件技術(shù)以及多層關(guān)鍵技術(shù)融合與集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的海量數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理與整合。采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)SOA技術(shù)及Web服務(wù)技術(shù)，支撐分布式SCM應(yīng)用軟件借助中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在異構(gòu)環(huán)境下動(dòng)態(tài)的服務(wù)架構(gòu)及其協(xié)同應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù)；供應(yīng)鏈；物聯(lián)網(wǎng)；協(xié)同應(yīng)用

中圖分類號(hào)：F713.360 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002－3100(2012)01－0060－04

0 引言

供應(yīng)鏈管理(Supply Chain Mariagement，SCM)需要實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、集成合作與信息共享。而現(xiàn)代的供應(yīng)鏈需要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)的信息可視性與智能化、系統(tǒng)的無(wú)縫集成化等，從而實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、集成合作與信息共享。但供應(yīng)鏈中存在眾多的異構(gòu)應(yīng)用、信息孤島與知識(shí)片斷，而且目前的供應(yīng)鏈協(xié)同主要基于分布式組件技術(shù)，這種技術(shù)架構(gòu)無(wú)法突破平臺(tái)差異、協(xié)議差異等限制，也不能滿足業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)多變、知識(shí)縱深共享與即時(shí)擴(kuò)展的需求，如何在上述環(huán)境下實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的可視化已成為供應(yīng)鏈管理亟待解決的難題。

為了實(shí)現(xiàn)集成化供應(yīng)鏈平臺(tái)的業(yè)務(wù)協(xié)同合作與信息共享，并構(gòu)建業(yè)務(wù)需求驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)(Internel of things，IOT)關(guān)鍵技術(shù)融合體系，本文采用以動(dòng)態(tài)服務(wù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)多層體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)分成感知層、傳輸層、信息整合層及應(yīng)用服務(wù)層構(gòu)成的四層體系架構(gòu)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件技術(shù)以及多層關(guān)鍵技術(shù)融合與集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的海量數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理與整合，采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)技術(shù)及Web服務(wù)技術(shù)，完成從數(shù)據(jù)到信息，從信息到知識(shí)的業(yè)務(wù)價(jià)值的層次轉(zhuǎn)化，從而支持供應(yīng)鏈分布式應(yīng)用從信息感知化－服務(wù)互聯(lián)化－智能化的海量數(shù)據(jù)處理的協(xié)同轉(zhuǎn)變過(guò)程，提供具有可信性、有效性、協(xié)同性的業(yè)務(wù)支撐技術(shù)融合體系。

1 物聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)際

物聯(lián)網(wǎng)概念最早出自1995年比爾蓋茨的《未來(lái)之路》一書，但受無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和傳感器設(shè)備的限制，并未引起人們的重視。直到2005年《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》才正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，此后美國(guó)、歐盟、中國(guó)等國(guó)政府機(jī)構(gòu)與企業(yè)都投入巨資研究物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。

在美國(guó)，IBM公司于2008年底提出“智慧地球”(Smart Earth)理念，提倡把IT前沿技術(shù)應(yīng)用到各行各業(yè)之中，把傳感器嵌入到全球的電網(wǎng)、鐵路、公路、橋梁、建筑、供水系統(tǒng)等各種物體中，并通過(guò)普遍的互聯(lián)形成“物聯(lián)網(wǎng)”。在歐盟，歐盟委員會(huì)于2009年6月遞交了《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》(Intemet of Things-An action plan for Europe)，并成立了歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目組：CERP-IOT，提供500億歐元用于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究。在亞洲，日本和韓國(guó)也都在積極制定信息化戰(zhàn)略來(lái)發(fā)展本國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

1.2 國(guó)內(nèi)

中科院早在1999年就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)研究，各高校院所對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課題進(jìn)行了攻關(guān)。在無(wú)線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機(jī)、移動(dòng)基站等方面已取得重大進(jìn)展，目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。截止2008年底，我國(guó)申請(qǐng)的傳感網(wǎng)專利378項(xiàng)。在一些技術(shù)上我國(guó)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，與德、美、日等國(guó)一起，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的主要國(guó)家，并逐步成為全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。

我國(guó)在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006－2020)》和“新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)”等重大專項(xiàng)中均設(shè)有傳感網(wǎng)研究領(lǐng)域。目前，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究正在走一條面向國(guó)家重大戰(zhàn)略和應(yīng)用需要的特色發(fā)展之路。

2 供應(yīng)鏈企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同場(chǎng)景分析

供應(yīng)鏈的業(yè)務(wù)協(xié)同過(guò)程需要多個(gè)企業(yè)參與，包括：核心企業(yè)(制造企業(yè))、供應(yīng)商、分銷商、零售商、第三方物流等企業(yè)，業(yè)務(wù)協(xié)同是個(gè)復(fù)雜的企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的交互過(guò)程。下面以制造業(yè)來(lái)說(shuō)明基于物聯(lián)網(wǎng)的供應(yīng)鏈協(xié)同過(guò)程和詳細(xì)場(chǎng)景(圖1)。

以采購(gòu)協(xié)同管理為例，采購(gòu)管理在系統(tǒng)下達(dá)采購(gòu)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，需要實(shí)現(xiàn)與上游供應(yīng)商的采購(gòu)協(xié)同。同傳統(tǒng)的采購(gòu)相比，基于供應(yīng)鏈環(huán)境下的采購(gòu)強(qiáng)調(diào)協(xié)同采購(gòu)的理念，它包括四大部分：企業(yè)內(nèi)部協(xié)同、企業(yè)外部協(xié)同、“為庫(kù)存采購(gòu)”轉(zhuǎn)化到“為訂單JIT采購(gòu)”、采購(gòu)過(guò)程中的外部資源管理。采購(gòu)流程及相關(guān)描述見表1。

采購(gòu)協(xié)同需要完成整個(gè)采購(gòu)流程功能，包括：供應(yīng)商交互與管理協(xié)同服務(wù)；貿(mào)易撮合協(xié)同服務(wù)：采購(gòu)合同協(xié)同服務(wù)；VMI收貨、倉(cāng)儲(chǔ)與供應(yīng)管理協(xié)同服務(wù)；物料主數(shù)據(jù)與詳細(xì)信息查詢協(xié)同服務(wù)等。這就需要構(gòu)建面向供應(yīng)鏈(SCM)的可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)分層體系結(jié)構(gòu)。

3 基于Web服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)

本文采用SOA體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)，通過(guò)Web服務(wù)的封裝與組合、快速的服務(wù)重構(gòu)完成從數(shù)據(jù)到信息、從信息到知識(shí)的業(yè)務(wù)價(jià)值的層次轉(zhuǎn)化，從而將物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)展，得到如圖2的基于Web服務(wù)的擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)。

(1)感知層：該層是物聯(lián)網(wǎng)信息的源頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理對(duì)象的感知和數(shù)據(jù)獲取。物聯(lián)網(wǎng)的感知層節(jié)點(diǎn)具有數(shù)量多、成本低、計(jì)算能力弱等特點(diǎn)，利用多種傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、二維碼、攝像頭、GPS、智能物體等來(lái)全面集成感知裝備制造企業(yè)中的各種信息。

(2)傳輸層：提供透明的數(shù)據(jù)傳輸能力。該層的主要功能是通過(guò)現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)、無(wú)線接入網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、其他通信設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施，將來(lái)自感知層的信息傳送到信息整合層中，并為上層服務(wù)管理和大規(guī)模行業(yè)應(yīng)用建立起一個(gè)高效、可靠、可信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施平臺(tái)。

(3)信息整合層：提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)獲取的復(fù)雜數(shù)據(jù)以及不確定信息完成重組、清洗、融合等處理，并通過(guò)SOA體系結(jié)構(gòu)的建立完成信息的整合處理。在SOA體系結(jié)構(gòu)中運(yùn)用動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及相應(yīng)的組合評(píng)價(jià)模型實(shí)現(xiàn)大量的Web服務(wù)綜合評(píng)價(jià)；并根據(jù)具體QoS指標(biāo)和Web服務(wù)運(yùn)行結(jié)果指定動(dòng)態(tài)服務(wù)組合的規(guī)則實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的Web服務(wù)組合，從而完成信息的整合處理。

(4)應(yīng)用服務(wù)層：將信息轉(zhuǎn)化為內(nèi)容提供服務(wù)。該層的主要功能是通過(guò)具有超級(jí)計(jì)算能力的中心計(jì)算機(jī)群，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的海量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理和控制，并為上層應(yīng)用提供一個(gè)良好的用戶接口。

基于上述架構(gòu)，可以進(jìn)一步研究物聯(lián)網(wǎng)跨層優(yōu)化機(jī)制、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的自治與協(xié)同方法、RFID與Web服務(wù)集成、智能評(píng)價(jià)等中間件技術(shù)等，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的攻克。

4 結(jié)論

目前，物聯(lián)網(wǎng)以RFID射頻識(shí)別、EPC產(chǎn)品編碼、傳感、嵌入智能等為核心技術(shù)。在發(fā)展趨勢(shì)在技術(shù)上呈現(xiàn)出融合化、嵌入化、可信化、智能化特征，在管理應(yīng)用上呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)化、開放化、工程化特征。同時(shí)，以物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)和信息傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)層，融合Web服務(wù)組合評(píng)價(jià)及SOA等的信息處理技術(shù)為中間層，以業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)為目的的智能化協(xié)同應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)既提升了技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，將積極地推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有廣闊應(yīng)用前景。