產(chǎn)業(yè)互聯(lián)下面向云平臺的智造供應(yīng)鏈信息協(xié)作①

譚曉軍, 何建佳, 何勝學(xué)

(上海理工大學(xué) 管理學(xué)院, 上海 200093)

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展, 現(xiàn)如今產(chǎn)品面臨著生命周期不斷縮減的局面, 為更好適應(yīng)復(fù)雜的社會市場環(huán)境, 優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)制造環(huán)節(jié), 必須合理引入新技術(shù)工具引領(lǐng)制造行業(yè)千帆競發(fā).“智能制造”作為未來搶占制造業(yè)領(lǐng)域核心競爭力之一, 已成為全球各國政府提升本國工業(yè)制造水平的頂層戰(zhàn)略方針.德國工業(yè)4.0 計劃、美國再工業(yè)化、日本工業(yè)制造白皮書、中國制造2025 等都旨在推動先進制造業(yè)的發(fā)展.作為制造業(yè)技術(shù)升級的云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)工具,對推動智能化生產(chǎn)制造, 協(xié)同優(yōu)化產(chǎn)業(yè)組織再造, 提升產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級有著重要的導(dǎo)向作用.供應(yīng)鏈在協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)變革中的意義舉足輕重, 但在產(chǎn)業(yè)組織生產(chǎn)中, 信息孤島以及合作主體有限理性行為的存在使得供應(yīng)鏈各成員間難以在信息、資源、管理、經(jīng)驗等方面實現(xiàn)充分協(xié)作, 業(yè)界亟需一個合適的解決方案協(xié)同產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)制造, 云平臺的出現(xiàn)為解決上述弊端提供了機會.基于云平臺架構(gòu), 以數(shù)字化應(yīng)用場景為布局, 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)制造供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通, 推動制造業(yè)的跨服務(wù)協(xié)作以及供應(yīng)鏈中的跨組織協(xié)作[1], 形成了“智造”供應(yīng)鏈.最終隨著智能化生產(chǎn)地不斷滲透, 逐步演化成一個新的產(chǎn)業(yè)連接紅利, 進而推動產(chǎn)業(yè)互聯(lián)縱深發(fā)展.

面對平臺上不同產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的供應(yīng)方以及需求方,在解決訂單交易問題時, 首先需要解決雙邊信息協(xié)作匹配問題.在處理雙邊信息匹配方面, 已有學(xué)者進行了相關(guān)研究, Gale 等[2]就大學(xué)入學(xué)和婚姻穩(wěn)定性兩種現(xiàn)象通過雙邊穩(wěn)定性理論分別進行了分析; Roth[3]構(gòu)建一種H-R 算法并對信息匹配過程進行了分析; Sethuraman等[4]通過公平穩(wěn)定性因素對雙邊資源匹配的問題進行了初步探討; 也有學(xué)者基于偏好序列[5,6]、云端融合[7]等相關(guān)理論進行匹配機制的研究.雖然大多學(xué)者對信息匹配問題進行了相關(guān)研究, 為后續(xù)學(xué)者提供了一定的啟示, 然而從云平臺視角來進行討論智造供應(yīng)鏈信息匹配問題的相關(guān)研究較為少見.因此, 通過構(gòu)建新型數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景, 利用云計算領(lǐng)域中多采用的分布式處理的高效性, 面向云平臺實現(xiàn)“智造”供應(yīng)鏈的信息匹配, 解決產(chǎn)業(yè)間供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的資源配置問題, 實現(xiàn)傳統(tǒng)供應(yīng)鏈互聯(lián)互通, 為進行智造供應(yīng)鏈供需雙方的資源匹配提供了廣闊的前景.

近些年, 供應(yīng)鏈管理已不再局限于企業(yè)之間, 已經(jīng)跨越企業(yè)的邊界[8], 形成了企業(yè)聯(lián)盟, 產(chǎn)業(yè)互聯(lián)團體以及供需網(wǎng)復(fù)雜組織[9].多企業(yè), 多組織構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理, 信息匹配, 供需調(diào)度方面具備一定的復(fù)雜性[10].在這樣的背景下, 分布式數(shù)據(jù)處理, 作為計算機領(lǐng)域的一種并計算處理方式被運用到供應(yīng)鏈管理中來,提升了供應(yīng)鏈系統(tǒng)效率[11], 在滿足供需發(fā)展均衡的同時, 拓寬了產(chǎn)業(yè)“智造”供應(yīng)鏈的邊界, 集合云平臺理論應(yīng)用為產(chǎn)業(yè)供需發(fā)展提供了橋梁和技術(shù)支撐作用.在上述背景下, 本文基于云平臺數(shù)據(jù)模型, 利用分布式數(shù)據(jù)處理方法, 對“智造”供應(yīng)鏈信息協(xié)作與匹配進行了初步設(shè)想, 對產(chǎn)業(yè)互聯(lián)進行了探討, 進而實現(xiàn)了“智造”供應(yīng)鏈的信息協(xié)作.

1 問題描述

伴隨市場經(jīng)濟競爭加劇, 企業(yè)為尋求更好的發(fā)展,謀求新的增長點, 出現(xiàn)了一種共享經(jīng)濟的模式幫助企業(yè)合理配置資源, 傾向性的共性部分生產(chǎn)資料, 便需要一個第三方的平臺來整合這些渠道信息, 以增強供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的流通性和協(xié)作性.本文正是基于此而構(gòu)建供應(yīng)鏈協(xié)作云平臺, 并作為協(xié)作供應(yīng)鏈的“智造”應(yīng)用場景, 滿足不同產(chǎn)業(yè)間的信息互聯(lián), 平臺的邏輯架構(gòu)圖如圖1 所示.供需雙方為適應(yīng)彼此的資源計劃, 在面對某一方生產(chǎn)計劃中可能遇到的資源過?；蚨倘鼻闆r, 通過上傳物料計劃清單, 云平臺數(shù)據(jù)庫便可進行智能預(yù)測企業(yè)在線使用狀態(tài)下的制造資源使用情況, 經(jīng)由分布式策略進行分配物料需求, 尋求平臺資源池的充足狀態(tài).

圖1 面向云平臺的供應(yīng)鏈企業(yè)信息協(xié)作框架

在供應(yīng)鏈的信息協(xié)調(diào)中, 對于我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié), 滯后的產(chǎn)業(yè)信息渠道, 未能及時的滿足上游供應(yīng)商需求, 生產(chǎn)制造也局限于半自動化甚至手工操作,為提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)能力, 集成化、可視化、自動化生產(chǎn)[12], 適應(yīng)我國制造業(yè)快速發(fā)展的步伐, 追趕國外先進技術(shù)生產(chǎn)能力, 提出智能制造設(shè)想, 融合供應(yīng)鏈先進管理思路, 提出“智造”供應(yīng)鏈理念.即以客戶的個性化需求為目標(biāo), 通過數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)工具, 依托大數(shù)據(jù)平臺,全渠道、多方位的集產(chǎn)品訂單、設(shè)計、研發(fā)等環(huán)節(jié)的敏捷性智能化生產(chǎn)制造全流程.由人工智能、數(shù)字云計算、物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備等敏捷化優(yōu)化物質(zhì)資源配置,柔性化變革生產(chǎn)方式, 助力產(chǎn)業(yè)信息化轉(zhuǎn)型升級, 進一步提升產(chǎn)業(yè)供給能力.

2 模型設(shè)計

本節(jié)構(gòu)建一個理論模型來詳細的描述云平臺的信息協(xié)作工作流程.分布式架構(gòu)來源于計算機并行計算領(lǐng)域為處理海量數(shù)據(jù)而同步進行計算[13], 具有高效、實時性.可以通過分布式協(xié)作融合到云平臺中, 快速處理供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的物料計劃.服務(wù)于供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中, 針對上游和下游業(yè)務(wù)往來, 滿足不同供應(yīng)商的供應(yīng)協(xié)同以及經(jīng)銷商的需求協(xié)同.并通過組建面向云平臺的分布式協(xié)作模型來滿足產(chǎn)業(yè)間復(fù)雜業(yè)務(wù)的需求, 為“智造”供應(yīng)鏈提供一個理論架構(gòu)支撐.云平臺供應(yīng)鏈協(xié)作框架如圖2 所示.

2.1 模型定義

考慮不同產(chǎn)業(yè)間的業(yè)務(wù)往來, 構(gòu)建跨產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈模型, 應(yīng)對不同產(chǎn)業(yè)間的多供應(yīng)需求, 面向云平臺的“智造”供應(yīng)鏈架構(gòu)可以描述為:

圖2 云平臺供應(yīng)鏈協(xié)作設(shè)計方案

其中函數(shù)定義見表1.

表1 MChain 函數(shù)定義

考慮平臺可以根據(jù)不同企業(yè)的業(yè)務(wù)需求, 進行智能協(xié)作授權(quán)處理, 對不同的業(yè)務(wù)類型也需要滿足不同的業(yè)務(wù)支撐框架, 以此來協(xié)同跨產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈中不同類型企業(yè)的信息支撐.云平臺下的供應(yīng)鏈授權(quán)方式為:

其定義功能見表2.

表2 saj 函數(shù)定義

考慮平臺在進行授權(quán)后, 可提供的協(xié)同服務(wù)類型,進行開展不同模塊功能的定制, 可表示為其定義功能見表3.

表3 函數(shù)定義

表3 函數(shù)定義

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圖3 云平臺跨產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)作模型

面向云平臺的跨組織供應(yīng)鏈協(xié)作模型描述了對產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)組織協(xié)作過程中所涉及的業(yè)務(wù)內(nèi)容, 為保證業(yè)務(wù)對象功能模塊正常執(zhí)行, 采用模塊登錄身份驗證以及界面功能后臺認證的組合方式, 詳細的流程思路如下:

輸入: 供應(yīng)鏈類型 MC hain_Typex, 供應(yīng)鏈信息標(biāo)識 MC hain_IDx.

輸入: 平臺執(zhí)行結(jié)果.

Step 1.供應(yīng)鏈企業(yè) MC hain_Enterprisex用戶登錄平臺;

Step 2.匹配用戶身份信息ID, 驗證是否為平臺可權(quán)限用戶, 合法進入到Step 3, 非法自動提示錯誤并退出;

Step 3.根據(jù)登錄供應(yīng)鏈類型 MC hain_Typesaj進行系統(tǒng)指定權(quán)限分配;

Step 4.根據(jù) MC hain_Enterprisex用戶被分配權(quán)限,供應(yīng)鏈企業(yè)獲得對應(yīng)業(yè)務(wù) Fx_Ins模塊;

Step 5.登錄平臺驗證結(jié)束.

2.2 模型構(gòu)建

面向云平臺的跨產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈是一個較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 需要不同企業(yè)間的相互協(xié)同合作, 以適應(yīng)客戶間不斷變化的需求.動態(tài)性、不確定等變化特征對云平臺的系統(tǒng)化功能的開發(fā)提出了更高要求, 以滿足個性化的定制需求.智能家居供應(yīng)鏈是由上游供應(yīng)商、制造企業(yè)、下游服務(wù)供應(yīng)商等一系列相互協(xié)同的企業(yè)組織構(gòu)成.作為支撐跨產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)作的重要活動平臺, 將成為解決企業(yè)信息化問題的主要方式[14].跨產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈涉及到不同領(lǐng)域中的不同供應(yīng)鏈條, 涉及更多的業(yè)務(wù)往來, 需要一個服務(wù)于不同組織的協(xié)作云平臺, 以提供不同產(chǎn)業(yè)間的跨組織一體化服務(wù), 形成產(chǎn)業(yè)互聯(lián)上下游組織間網(wǎng)絡(luò)化信息協(xié)作平臺, 具體思路如圖4 所示.

圖4 面向云平臺的分布式產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)作服務(wù)體系

供應(yīng)鏈云平臺(圖4)由產(chǎn)業(yè)鏈項目管理和產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)調(diào)兩大模塊組成.其中產(chǎn)業(yè)鏈項目管理主要涉及供應(yīng)商產(chǎn)品的設(shè)計、采購、生產(chǎn)計劃、采購等環(huán)節(jié)組成; 產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)調(diào)主要圍繞整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的金融服務(wù)、產(chǎn)品售前售后等進行協(xié)調(diào)服務(wù).云平臺底層采用分布式架構(gòu)理論支撐整個云平臺的服務(wù)運作, 依托SQL 數(shù)據(jù)庫, 為用戶提供數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)層查詢、數(shù)據(jù)庫調(diào)用等需求.

面向分布式云平臺的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同處理架構(gòu),主要分析云平臺下的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)功能運作以及對整個供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)體系的影響, 確定供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠性、流通性、實時性.面對龐大業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析, 對于業(yè)務(wù)訂單, 為快速高效提升供應(yīng)鏈信息協(xié)作執(zhí)行能力, 采用分布式云平臺智能化分析, 并作如下流程定義:

Step 1.提交身份驗證數(shù)據(jù), 登陸平臺;

Step 2.云平臺進行后臺數(shù)據(jù)調(diào)用, 進行身份核實是否為合法用戶, 合法, 轉(zhuǎn)到Step 3; 非法則退回到登錄界面并提示登錄信息錯誤;

Step 3.查詢數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用程序, 獲取功能模塊下的訂單信息;

Step 4.調(diào)用分布式系統(tǒng)服務(wù)器, 根據(jù)平臺企業(yè)供應(yīng)鏈屬性查詢系統(tǒng)緩存數(shù)據(jù), 并進行資源配置, 調(diào)用SQL 數(shù)據(jù)服務(wù)器, 智能分配處理方案;

Step 5.對數(shù)據(jù)庫儲存查詢到的數(shù)據(jù)以文件形式存儲, 并反饋結(jié)果給指定用戶.

3 模型應(yīng)用

在對家居行業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)作云平臺設(shè)計時, 通過對家居市場的數(shù)據(jù)調(diào)研, 從整體上考慮家居行業(yè)中不同業(yè)務(wù)痛點, 實現(xiàn)家具智造供應(yīng)鏈不同業(yè)務(wù)協(xié)作.家居供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)信息協(xié)作主要圍繞以下4 個方面: (1)物料采購數(shù)據(jù)庫針對產(chǎn)業(yè)上下游網(wǎng)絡(luò)間對原材料資源的信息交換處理, 滿足不同需求下的客戶匹配問題; (2)產(chǎn)品定制數(shù)據(jù)庫針對不同產(chǎn)品的大眾化市場需求, 對不同客戶的個性化產(chǎn)品定制需要, 通過CAD 制圖以及云數(shù)據(jù)庫資源圍繞業(yè)務(wù)訂單進行智能化、動態(tài)化的設(shè)計符合訂單規(guī)則下的產(chǎn)品尺寸、顏色、形狀、材質(zhì)等;(3)配件資源匹配數(shù)據(jù)池是產(chǎn)業(yè)上下游供應(yīng)鏈資源有效整合, 滿足可能存在的產(chǎn)品原材料供應(yīng)商暫時性供貨不足等問題; (4)售后資源池則是針對供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)產(chǎn)品協(xié)調(diào)問題, 及時性、針對性的解答上下游業(yè)務(wù)運作中出現(xiàn)的一些問題, 實時性的處理訂單, 提高產(chǎn)品售后服務(wù)質(zhì)量和效率.其中家居云平臺供應(yīng)鏈協(xié)作平臺流程如圖5 所示.

圖5 家居供應(yīng)鏈協(xié)作平臺

家居供應(yīng)鏈云平臺設(shè)計方案采用PHP 語言編程開發(fā), 以HTTP 協(xié)議作為通信協(xié)議, 并支持智能家居Web控制平臺B/S 架構(gòu)和智能家居智能遠程遙控C/S 架構(gòu)[15], 通過調(diào)用SQL 和Oracle 數(shù)據(jù)庫進行后臺數(shù)據(jù)的管理.智能家居供應(yīng)鏈協(xié)作云平臺體系架構(gòu)如圖6 所示.

在對家居供應(yīng)鏈系統(tǒng)協(xié)調(diào)過程中的基本結(jié)構(gòu)為:一個產(chǎn)品家居中的某一個產(chǎn)品(device)由不同的物料( Fx_Ins) 組成, 每個物料可由上游多個供應(yīng)商(MChain_Enterprisex)提供, 而每個供應(yīng)商對應(yīng)這不同的產(chǎn)品類( MC hain_Typesaj).每個具體產(chǎn)品(device)設(shè)計又有不同的用戶所開發(fā), 特有的產(chǎn)品當(dāng)有指定用戶進行操作使用.通過分析, 畫出其數(shù)據(jù)庫協(xié)作E-R 圖, 如圖7 所示.

以家居供應(yīng)鏈組織采購為例, 在有效期限內(nèi), 因產(chǎn)能不足無法及時滿足客戶生產(chǎn)需求, 通過委托提交代采購的方式來完成, 某平臺的后臺數(shù)據(jù)操作界面資源配置如圖8 所示.

圖6 家具供應(yīng)鏈協(xié)作設(shè)計架構(gòu)

4 結(jié)束語

本文分析了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)背景下面向云平臺的智造供應(yīng)鏈信息協(xié)調(diào)問題, 分析當(dāng)下企業(yè)經(jīng)營過程中的挑戰(zhàn)與機遇, 在充分考慮云平臺資源配置下平臺資源效率的變化和協(xié)作能力的變化等因素給產(chǎn)業(yè)間協(xié)同運作提供了良好的啟示, 從產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈上下游不同主題參與方利益出發(fā), 提出面向云平臺的智造供應(yīng)鏈信息協(xié)作研究與設(shè)計, 結(jié)合分布式協(xié)作理論構(gòu)建面向全產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈一體化的智造供應(yīng)鏈云平臺協(xié)作解決方案.并以家居產(chǎn)業(yè)為例進行分析驗證, 較好地解決了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)背景下上下游產(chǎn)業(yè)間信息互聯(lián)鴻溝問題, 以及需求資源優(yōu)化匹配問題.當(dāng)然, 限于初步設(shè)計方案的局限性,未能盡可能的考慮到所有因素(如價格問題)以及云平臺協(xié)作效率的提升是值得進一步深入研究的方向.

圖7 家居智造供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)庫內(nèi)核架構(gòu)E-R 圖

圖8 家居產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)作組織采購操作界面