基于Web Service的HLA分布式供應鏈仿真方法研究

李思寰

基于Web Service的HLA分布式供應鏈仿真方法研究

李思寰1，2

（1．懷化學院商學系，湖南懷化418000；2．重慶大學經濟與工商管理學院，重慶400044）

闡述供應鏈中信息傳遞失真所帶來的問題，分析基于Web Service的HLA分布式供應鏈仿真方法的優勢，并對“啤酒游戲”進行仿真建模，可以發現基于Web Service的HLA分布式供應鏈仿真方法能夠弱化“牛鞭效應”的負面影響，提高供應鏈的整體效率。

牛鞭效應；Web Service；供應鏈管理；信息傳遞

一、引言

隨著知識經濟時代的到來，企業間的競爭更加激烈，為了在競爭中贏得生存和發展，基于Internet技術和電子商務的企業必須充分考慮運營成本的核算，注重提高市場反應速度。目前，為了應對市場的競爭，越來越多的企業開始將供應鏈管理運用到生產與運作當中去，以有效地滿足顧客的需要，提升企業的利潤率和綜合競爭力。企業在市場的供應鏈管理中存在“牛鞭效應”這一種不容忽視的現象。對于如何來解決“牛鞭效應”所帶來的問題，馬士華指出“減少‘牛鞭效應’的根本方法就是信息共享”［1］。

關于供應鏈管理中信息傳遞的研究，現有的大多數文獻采用的是集中式仿真技術，這種研究方式存在諸多問題，而分布式仿真技術在對供應鏈活動細節分析方面有獨到的優勢。分布式仿真技術是各子模塊獨立運行，同時又保持交互和同步，這樣大大降低了傳統研究仿真的復雜程度，提高了仿真效率。

本文在分布式仿真技術思想的影響下，通過對現有的信息共享仿真模型的對比，構建一個基于Web Service的HLA分布式仿真模型。此模型可以減少供應鏈傳遞中的信息失真現象，保證信息傳遞的對稱以及精準性，避免“牛鞭效應”的不良后果。

二、基于Web Service的HLA分布式供應鏈仿真方法

在供應鏈管理日益重要的信息化時代，供應鏈上的信息與數據的傳遞是重中之重。在傳統的供應鏈信息與數據的傳遞模式上，極有可能出現下游經銷商因錯誤的判斷而向上一級供貨商夸大需求信息，而供貨商又向制造商夸大數據，這樣會給制造商帶來非常大的損失。而基于Web Service的HLA分布式仿真技術的運用，可以在技術層面上實現供應鏈上各個節點上的數據或信息最大限度得到共享和精確傳遞，從而減弱因信息失真而帶來的需求虛假放大的現象，以有效地保障制造企業的利潤實現，提升企業競爭力。

眾多學者對企業供應鏈管理仿真應用技術進行了不斷研究，特別是基于HLA的仿真和Web Service相結合的仿真方法備受重視。“Michael Goul等（2005）在Web Services技術應用于供應鏈管理中，將Web Services技術與供應鏈應用結合形成了一種動態供應鏈，這種動態供應鏈管理要求系統的無縫集成”［2］。

1．Web Service的結構體系

Web Service體系由服務提供者、服務代理和服務消費者三方面構成。服務提供者將服務信息發布到服務代理，服務代理是Web Service體系中的一個節點，存儲著各種服務的信息，而服務消費者通過使用服務實現Web Service體系功能。

上述體系結構的三個主要角色之間的功能實現是通過以下操作來完成的（如圖1所示）：首先由服務提供商向服務代理發起服務，包括接口定義，服務提供商位置，并保持其他支持信息也可使用；其次，由消費者通過服務代理查找他們所需要的信息；其中綁定過程是將消費者與提供者的服務進行綁定，需要進行身份驗證。

圖1 Web Service的體系結構

2．Web Service的HLA分布式仿真的工作機制

Web Service的HLA分布式仿真工作機制主要由以下組成：首先，使用SOAP協議代理請求HLA RTI通信服務，這個過程將被打包成一個Web服務；接著，Web Service與回調處理器一起會以新RTI庫的形式提供給仿真成員服務開發者；最后，在聯邦成員代碼中使用libRTI的HLA服務調用API與遠程RTI通訊代理的RTI大使服務進行基于SOAP的通訊，并由回調處理器接收并解析偽聯邦成員大使發送的SOAP形式的RTI回調消息，然后激活用戶實現的相關聯邦成員大使方法，推進仿真執行RTI通訊代理負責把本地RTI組件提供的RTI函數封裝為Web Service接口，并結合一個偽聯邦成員大使處理RTI回調消息，最終以SOAP消息的形式轉發給遠程的其他仿真成員服務實例［3］。

3．Web Service的HLA分布式仿真的優勢

在介紹基于Web Service的HLA分布式仿真方法時，同樣要介紹多代理仿真方法。分布式多代理仿真方法是“采用智能代理作為仿真系統建模與仿真的基本元素，而代理本身的交互性、自主性和通訊性等特點使得模型的運行模式、控制模式和計算模式均發生較大變化，它有效提高了系統的并行計算能力、靈活性和可擴展性，特別是為開發分布式交互仿真系統提供了很好的支持”［4，5］。典型的多代理仿真平臺有Cormas、Swarm等，其不足和缺陷主要是運行速度慢、仿真效率低。

2000年，Web Service的HLA仿真正式成為IEEI516標準，已經在實踐中被證明是非常有效的仿真框架，它通過運行支持系統RTI實現了系統中聯邦成員間的交互，降低了系統仿真的復雜性，實現了組件間的相互獨立性，可以有效解決傳統仿真中出現的多事件并發、隨機仿真事件處理、信息通訊一致性、人機交互和仿真效率等棘手問題［4］。

三、基于Web Service的HLA分布式仿真的實現

1．Web Service的HLA分布式仿真擴展框架

傳統的HLA中使用Web Service，主要是將RTI和仿真成員以Web Service的形式部署在廣域網范圍內，根據HTTP的SOAP消息協議，成員層與通訊層間可以實現有效的通信；終端仿真可以作為聯邦成員進入、退出平臺，各種聯邦部件還可以根據目的在網絡上配置組合成一個新聯邦來完成特殊的功能。

圖2 基于Web Service的HLA分布式仿真擴展框架

圖3 “啤酒游戲”模型整體邏輯結構

2．Web Service的HLA分布式信息傳遞仿真模型的建立

本文以啤酒游戲中的牛鞭效應為模型進行建模，啤酒游戲是一個與大富翁相同的策略組織模擬游戲。在“啤酒游戲”中，參與者分別是零售商、批發商和制造商的行銷主管，為了共同完成一種名叫“情人啤酒”的銷售，游戲的參與者在實現利潤的最大化前提下，必須在一個生產和配銷單一品牌啤酒的系統中做出選擇［7，8］。每一個玩家只能與自己的上一級和下一級有聯系，跨級別的聯系是不允許的，這樣就使得跨級間的信息不流通。在銷售“情人啤酒”的過程中由于錯誤的需求估計產生了很大的乘數危機，玩家只顧自己的效益沒有顧及整體的效益給市場帶來了很大的一次震蕩。

該模型的啤酒游戲的整體邏輯結構由三個主要過程（圖3）：首先，根據市場需求，零售商和庫存決策的過程；二是配送中心的訂單處理；三是廠家的進程。

啤酒游戲的初始數據為：

表1 初始數據

根據所設定的模擬目標，建立該模型的仿真，結果如表2：

如表2所示，無信息共享時，零售商庫存的標準差、分銷中心的庫存標準差、制造商的成品庫存標準差分別由56．79、135．35到373．56，為升序，可見“牛鞭效應”明顯。而在有信息共享時，三者的數值都比無信息共享時小，雖也為遞增，但是大大減少了“牛鞭效應”現象的出現，提高了供應鏈的整體效益。因此，基于Web-service的HLA分布式供應鏈仿真方法的運用，能極大地提高供應鏈的運作效率，最大限度地減少“牛鞭效應”帶來的負面影響。

表2 仿真結果

四、結論

供應鏈是企業減少成本增加利潤的重要環節，需要引起我們的足夠重視。在企業供應鏈中可能會因信息失真而出現“牛鞭效應”，給企業的競爭和發展帶來嚴重影響。

因此，在仿真技術和相關的網絡支持下，本文提出了基于Web Service的HLA分布式仿真技術，討論了框架和執行的方法與步驟，通過此仿真方法，以提高在異構系統的操作和可重用性，以實現供應鏈中每個節點信息的實時數據交換和信息共享，減少信息失真，削弱“牛鞭效應”的負面影響，為供應鏈上的企業決策提供技術參考。

［1］李霞．供應鏈信息共享的分布式仿真方法研究［D］．大連：大連海事大學，2010．

［2］劉愛菊．基于Web Service的供應鏈信息共享平臺研究［D］．開封：河南大學，2011．

［3］吳澤彬，吳慧中，李蔚清．Web服務化的分布仿真運行支撐環境［J］．計算機集成制造系統，2009（10）：2063-2072．

［4］劉昕露．基于分布式多Agent的供應鏈協調仿真模型研究［D］．大連：大連理工大學，2005．

［5］曹軍海，熊光楞，徐宗昌．分布式多Agent仿真系統的控制結構研究［J］．系統仿真學報，2005（3）：627-630．

［7］鄭紅艷．啤酒游戲與化肥市場［J］．中國農資，2004（21）：27 -31．

［8］李斗光．啤酒游戲的啟示［J］．新經濟，2003（11）：96-99．

HLA Distributed Supply Chain Simulation Method Based on Web Service

LISi-huan1，2
（1.College of Economy＆Business，Chongqing University，Chongqing 400044；2.School of Business，Huaihua University，Huaihua，Hunan 418000）

In the knowledge economy，the issue of information sharing in supply chain among enterprises has become increasingly importantwhich explains the problems resulting from the distorted information transmission in the supply chain．This article analyses the advantages of theWeb Service HLA distributed simulationmethod based on the supply chain，and on the“Beer Game”simulationmodeling itwill be found that the HLA distributed supply chain simulationmethod based onWeb Service canweaken the negative influence of“bullwhip effect”and improve the overall efficiency of the supply chain．

bullwhip effect；Web Service；supply chainmanagement；information transmission

F274

A

1671-9743（2015）02-0020-04

2014-12-17

國家社科基金資助項目（14BGL158）；湖南省自然科學基金項目（14JJ7074）；懷化學院科研項目（HHUY2012 -24）。

李思寰，1981年生，女，湖北大悟人，副教授，博士生，研究方向：物流管理。