裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)作鏈撮合技術(shù)研究與設(shè)計(jì)①

刁樹(shù)民，李美珊，金喜波

(1.佳木斯大學(xué)信息學(xué)院.黑龍江佳木斯154007;2.黑龍江省政府信息中心，黑龍江 哈爾濱150030)

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)作鏈的生產(chǎn)協(xié)作發(fā)生了翻天覆地的變化，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟上下游企業(yè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息化平臺(tái)生成訂單，實(shí)現(xiàn)協(xié)作生產(chǎn)業(yè)務(wù)，己經(jīng)成為主要的協(xié)作交易方式.十多年前，裝備制造業(yè)聯(lián)盟協(xié)作鏈模擬了證券交易系統(tǒng)［1］中的撮合技術(shù)并引進(jìn)了聯(lián)盟協(xié)作平臺(tái)，改變了以往產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作生產(chǎn)訂單合同手工簽約的合同方式.它借助于高效的業(yè)務(wù)處理能力，較低的活動(dòng)成本，更加寬廣的交易時(shí)間和擴(kuò)展的業(yè)務(wù)空間可以高效的處理訂單簽訂過(guò)程和及時(shí)監(jiān)管等特征得到了行業(yè)盟主企業(yè)和盟員企業(yè)的普遍歡迎，不僅在中國(guó)在全球也是必然的趨勢(shì).有數(shù)據(jù)顯示，將產(chǎn)業(yè)協(xié)作訂單全部使用數(shù)字化交易手段作為企業(yè)聯(lián)盟協(xié)作的服務(wù)者和交易系統(tǒng)平臺(tái)，極大提高了訂單交易業(yè)務(wù)進(jìn)程和服務(wù)質(zhì)量，提升了在裝備制造業(yè)全球化進(jìn)程中的核心競(jìng)爭(zhēng)力.產(chǎn)業(yè)鏈交易撮合系統(tǒng)是協(xié)作平臺(tái)中關(guān)鍵功能子系統(tǒng)，必須保證穩(wěn)定性和可靠性，這將對(duì)平臺(tái)撮合體系的安全穩(wěn)定產(chǎn)生直接的影響.平臺(tái)撮合系統(tǒng)另一個(gè)重要特征是聯(lián)盟企業(yè)用戶(hù)和相關(guān)聯(lián)盟外企業(yè)數(shù)量非常大，處理并發(fā)數(shù)相對(duì)較高.任何延遲都可能影響著訂單的變化，所以交易撮合系統(tǒng)必須具備良好性能.撮合技術(shù)作為聯(lián)盟平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)，也要有良好操作性.

1 聯(lián)盟平臺(tái)相關(guān)概念

1.1 產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟協(xié)作平臺(tái)的概念

產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟協(xié)作平臺(tái)是裝備制造業(yè)行業(yè)協(xié)作聯(lián)盟企業(yè)協(xié)作生產(chǎn)公共信息和協(xié)作交易平臺(tái).從生產(chǎn)關(guān)系上講，聯(lián)盟平臺(tái)是指若干以產(chǎn)品協(xié)作鏈上企業(yè)為對(duì)象的生產(chǎn)交易合作關(guān)系的總和.從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度上看，可以描述為通過(guò)聯(lián)盟企業(yè)協(xié)作關(guān)系和合理競(jìng)爭(zhēng)的形式，依據(jù)盟主和盟員企業(yè)需求條件來(lái)撮合訂單的一種合同交易機(jī)制.在現(xiàn)今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，符合實(shí)際的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系要含有企業(yè)公認(rèn)、業(yè)務(wù)清晰、合理公正的訂單合同，它不但反應(yīng)和行業(yè)協(xié)作的產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行規(guī)律，同事也調(diào)節(jié)了聯(lián)盟企業(yè)依存關(guān)系，而且對(duì)整個(gè)行業(yè)現(xiàn)代生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有著深遠(yuǎn)的影響.

1.2 產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟協(xié)作平臺(tái)的組織

產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟協(xié)作平臺(tái)的組織機(jī)構(gòu)是主要參與者:聯(lián)盟盟主企業(yè)(發(fā)標(biāo)方)、聯(lián)盟盟員企業(yè)(接標(biāo)方)、聯(lián)盟協(xié)作平臺(tái)、聯(lián)盟協(xié)作管理機(jī)構(gòu)、技術(shù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)、政府監(jiān)督部門(mén)、中介物流等服務(wù)性機(jī)構(gòu).

1.3 協(xié)作訂單撮合業(yè)務(wù)流程

聯(lián)盟成員企業(yè)參與協(xié)作交易流程有交易開(kāi)戶(hù)、招標(biāo)權(quán)、投標(biāo)權(quán)、撮合成交、交易結(jié)算等幾個(gè)階段.

1.3.1 開(kāi)立訂單賬戶(hù)

盟主企業(yè)或盟員企業(yè)要進(jìn)入?yún)f(xié)作平臺(tái)前，必須先開(kāi)立平臺(tái)訂單賬戶(hù).訂單賬戶(hù)分為兩類(lèi):一是盟主企業(yè)開(kāi)設(shè)招標(biāo)方賬戶(hù);二是盟員企業(yè)開(kāi)設(shè)投標(biāo)方賬戶(hù);一個(gè)企業(yè)可以?xún)烧呒骈_(kāi)，即招標(biāo)時(shí)是盟主企業(yè)，投標(biāo)時(shí)是盟員企業(yè).

1.3.2 開(kāi)立資金賬戶(hù)

聯(lián)盟成員在聯(lián)盟平臺(tái)需要開(kāi)設(shè)資金賬戶(hù)(訂單保證金帳戶(hù))，用于保證訂單合同交易真實(shí)性.為了保證訂單真實(shí)可靠的同時(shí)，還必須選擇好資金賬戶(hù)對(duì)應(yīng)的托管銀行和銀行賬戶(hù)，也使保證金具有充分保障.

1.3.3 委托角色

協(xié)作平臺(tái)實(shí)行的是產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟會(huì)員制，其聯(lián)盟角色分為盟主和盟員企業(yè).開(kāi)設(shè)盟主企業(yè)賬戶(hù)的具有招標(biāo)權(quán)利，開(kāi)設(shè)盟員企業(yè)賬戶(hù)的具有投標(biāo)權(quán)利.成員企業(yè)向平臺(tái)申請(qǐng)招標(biāo)權(quán)，即可成為本次委托盟主企業(yè);成員企業(yè)向平臺(tái)申請(qǐng)投標(biāo)權(quán)，即可成為本次委托盟員企業(yè);總之，是一次委托角色業(yè)務(wù)的生成.

1.3.4 撮合成交

更具體地說(shuō)，基于本研究的數(shù)據(jù)和分析，針對(duì)在英留學(xué)生提出了四個(gè)相當(dāng)重要和有用的建議，忽略了復(fù)雜的交易過(guò)程和復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)知識(shí)。

在聯(lián)盟平臺(tái)交易系統(tǒng)里，盟主和若干盟員通過(guò)平臺(tái)公開(kāi)招投標(biāo)方式交易.這種合理競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程完全公正，在“技術(shù)優(yōu)先、質(zhì)量?jī)?yōu)先、時(shí)間優(yōu)先、價(jià)格優(yōu)先”的原則下，每個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈盟員企業(yè)的意向要進(jìn)行委托申報(bào)，由聯(lián)盟平臺(tái)撮合系統(tǒng)進(jìn)行撮合，最終訂單成交.

1.3.5 訂單結(jié)算

盟主和盟員企業(yè)完成訂單規(guī)定的協(xié)作生產(chǎn)任務(wù)后，可以按照訂單合同的資金結(jié)算.它有兩個(gè)過(guò)程:一是雙方企業(yè)通過(guò)財(cái)務(wù)進(jìn)行資金的應(yīng)收和應(yīng)付結(jié)算;二是此次訂單合同執(zhí)行完畢，在聯(lián)盟平臺(tái)申報(bào)合同完成，即訂單合同結(jié)清.

2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)包括兩部分，聯(lián)盟成員客戶(hù)端訂單系統(tǒng)和平臺(tái)撮合系統(tǒng).其中聯(lián)盟客戶(hù)端一是實(shí)現(xiàn)盟主企業(yè)的招標(biāo)信息，二是實(shí)現(xiàn)盟員企業(yè)訂單委托功能;然后，平臺(tái)撮合系統(tǒng)對(duì)各個(gè)客戶(hù)端委托意向進(jìn)行撮合交易并按照交易規(guī)則得到的結(jié)果返回給系統(tǒng)客戶(hù)端.

2.2 系統(tǒng)分析

2.2.1 盟員客戶(hù)端訂單系統(tǒng)分析

聯(lián)盟成員根據(jù)企業(yè)本身是盟主企業(yè)還是盟員企業(yè)的定位業(yè)務(wù)，決定了企業(yè)是招標(biāo)方還是投標(biāo)方，進(jìn)入相應(yīng)功能模塊，辦理相應(yīng)業(yè)務(wù).訂單系統(tǒng)用例圖如圖1 所示.

圖1 客戶(hù)端系統(tǒng)用例圖

2.2.2 聯(lián)盟平臺(tái)撮合系統(tǒng)分析

圖2 撮合系統(tǒng)用例圖

2.3 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

2.3.1 聯(lián)盟成員客戶(hù)端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

聯(lián)盟企業(yè)要在系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)協(xié)作訂單交易，它是根據(jù)盟主和盟員企業(yè)自己的定位來(lái)決定的，確定本企業(yè)是盟主企業(yè)還是盟員企業(yè).根據(jù)雙方定位意向，設(shè)置自身是盟主招標(biāo)方或盟員投標(biāo)方;訂單交易的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)布到平臺(tái)撮合系統(tǒng)，其客戶(hù)端系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)如圖3 所示.

2.3.2 平臺(tái)撮合系統(tǒng)設(shè)計(jì)

撮合系統(tǒng)首先盟主企業(yè)的招標(biāo)數(shù)據(jù)定位在撮合系統(tǒng)里，設(shè)置為撮合基本條件數(shù)據(jù).然后與各個(gè)投標(biāo)盟員企業(yè)的若干項(xiàng)數(shù)據(jù)一一對(duì)比，計(jì)算出綜合指數(shù)最佳訂單配對(duì)方案.最后，發(fā)布撮合結(jié)果、凍結(jié)資金賬戶(hù)，并記錄于數(shù)據(jù)庫(kù).撮合系統(tǒng)功能流程設(shè)計(jì)如圖4 所示.

圖3 客戶(hù)端訂單系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

圖4 撮合系統(tǒng)功能流程圖

圖5 系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

圖6 T 樹(shù)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

圖7 T－tree 算法中的查找功能流程圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體功能的實(shí)現(xiàn)

撮合系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，一定重視其性能發(fā)揮、可靠性和擴(kuò)展性的實(shí)施.這一特征需要更合理的硬件基礎(chǔ)體系架構(gòu)，以及優(yōu)化、合理配置的軟件架構(gòu).系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖5 所示.

3.2 撮合系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

撮合隊(duì)列組織結(jié)構(gòu)和算法，以及數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)緩沖機(jī)制的設(shè)計(jì)是關(guān)系到撮合系統(tǒng)性能最核心的兩個(gè)部分［2］.聯(lián)盟系統(tǒng)使用了成熟的T－tree(變種樹(shù))衍生了內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將撮合算法與數(shù)據(jù)庫(kù)的讀出數(shù)據(jù)和寫(xiě)入數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，提高了系統(tǒng)的存取效能.與此同時(shí)，抽取出若干盟員企業(yè)的投標(biāo)數(shù)據(jù)的共同操作和公共信息，通過(guò)合理配置，優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置支持隊(duì)列進(jìn)行招標(biāo)投標(biāo)企業(yè)意向的撮合，利用消息中間件的傳遞機(jī)制，實(shí)現(xiàn)分布式環(huán)境下擴(kuò)展進(jìn)程間的通信，提高了系統(tǒng)性能和可擴(kuò)展性.

3.3 撮合系統(tǒng)隊(duì)列結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

撮合系統(tǒng)最主要的算法是關(guān)于隊(duì)列結(jié)構(gòu)，隊(duì)列的優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是撮合算法的核心，隊(duì)列的插入、刪除和查找的操作直接關(guān)系到撮合系統(tǒng)處理能力.T－tree 樹(shù)的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)如圖6 所示.

T－tree 是AVL 樹(shù)的變種，吸收了AVL 樹(shù)和B樹(shù)的優(yōu)點(diǎn).T－tree 定義為:一棵在一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)包含多個(gè)關(guān)鍵詞的平衡二叉樹(shù)［3］.各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字依序從左至右升序排列，確定合適的節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字字長(zhǎng).然后將若干個(gè)盟員投標(biāo)企業(yè)的數(shù)據(jù)存放到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)里，為算法提供有效數(shù)據(jù)信息.

3.4 撮合系統(tǒng)算法的實(shí)現(xiàn)

撮合系統(tǒng)算法通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)施和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)隊(duì)列的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了撮合算法.該算法含有插入、刪除、查找、修改等操作;現(xiàn)以查找算法為例，其實(shí)現(xiàn)的功能如圖7 所示.

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)+大趨勢(shì)影響，網(wǎng)絡(luò)協(xié)作訂單合同已經(jīng)成為全球產(chǎn)業(yè)鏈的重要交易方式.撮合系統(tǒng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)提出了快速、可靠和穩(wěn)定的需求.本文以裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的撮合系統(tǒng)為例，展示了產(chǎn)業(yè)鏈撮合系統(tǒng)基本需要，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等所用到的一些核心算法和關(guān)鍵技術(shù).

［1］ 張瑞彬.海外證券信息電子化披露系統(tǒng)的發(fā)展及借鑒［J］.證券市場(chǎng)導(dǎo)報(bào)，2001，22(10):35－38.

［2］ 黃憲日，等.高性能證券交易撮合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2010，27(12):158－160.

［3］ 王平，等.一種優(yōu)化的T－tree 索引算法［］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2011，28(2):271－273.