基于廣義隨機PETRI網的云供應鏈建模與分析

錢伊凡 時德虎

摘要：云計算的運用為企業提供了更加高效的管理和新的環境，將云計算的技術應用于傳統供應鏈，將為供應鏈節點企業節省大量成本。文章提出了一種基于云計算的供應鏈模型，并在考察了使用廣義隨機petri網對供應鏈建模分析的優勢的基礎上，結合廣義隨機petri網與馬爾可夫鏈的同構關系，對供應鏈模型進行了有效的性能評估，為企業的決策層提供參考。

關鍵詞：云計算；供應鏈；廣義隨機petri網；馬爾可夫鏈

1引言

自20世紀90年代以來，人們對供應鏈表現出空前的重視。隨著產業不確定性的增加和信息技術的發展，如今企業與企業之間呈現愈來愈明顯的網絡化趨勢，而供應鏈管理（SCM）正是為了適應企業之間的個性化需求以及當前的網絡環境而提出來的新型管理模式。供應鏈管理是通過企業之間的合作共享來提高企業的運作效率，并且通過減少企業成本來提高企業在市場上的競爭力。對于企業來說，要達到低成本高效率地向顧客提供服務和產品的目標仍然存在著盡快需要解決的問題也就是成本與服務水平之間的矛盾。解決這一問題的關鍵在于需要供應鏈的協調運行[1]。

本文分析研究了云計算技術，再此基礎之上提出了一種供應鏈的模型，緊接著結合實例給出了系統的性能分析。

2云計算及其服務模式[1][2]

云計算是基于互聯網服務的一種交互方案，通常通過互聯網提供動態的虛擬化資源（其中包括軟件、基礎設施等資源）。云計算的運用不僅顯著減少了IT的成本而且創造了新的資源價值。依據美國國家標準技術研究所（NIST）定義：云計算是一種按使用資源進行付費的模式，這種模式提供非常便捷的按需訪問互聯網，并且通過可自行調整的計算資源共享池來實現所需資源能夠被快速提供。云計算主要包括三大服務模式：軟件即服務Software-as-a- Service（SaaS）、Platform-as-a- Service（PaaS）平臺即服務以及基礎設施即服務Infrastructure-as-a- Service（IaaS）。

3 基于云計算的供應鏈參考體系架構

3.1 基于云計算的供應鏈模型

云計算與傳統計算不同的是使計算分布在許多分布式的計算機上，相關企業數據的運行將依托于云計算。本文提出一種基于云計算的供應鏈的參考模型，以云計算平臺為中心關聯供應商、制造商、分銷商、第三方物流和顧客，如圖1[3][4]。

3.2 基于云計算的供應鏈管理體系模型架構

供應鏈上的節點企業可以通過該基于云計算的供應鏈管理體系架構獲得高水平的信息基礎服務以及降低企業成本。論文參考除了IBM、亞馬遜、等公司的云計算平臺體系結構以及參考文獻[1]之后在詳細地分析了供應鏈的相關原理及優缺點之后根據自己的理解提出了基于云計算的供應鏈管理系統參考架構，本文在此基礎上加以改進和完善，如圖2所示，該架構主要由資源層、平臺層、應用層、用戶訪問層以及管理層五個部分組成[4][5]。

（1）資源層（IaaS）：資源層主要存儲著供應鏈上的各個企業的資源，其中主要的資源是各個企業在合作的過程中產生的，通過相關的技術實現這些資源的整合。

（2）平臺層（PaaS）：建立在資源層之上的用來進行計算機計算的框架。給企業提供相關資源的整合處理，有中間件服務以及數據庫服務。

（3）應用層（SaaS）：整個模型架構中的核心部分。供應鏈管理主要有以下幾種服務：

①庫存服務：提供入庫以及出庫等庫存管理功能，高效的庫存管理服務。

②訂單服務：提供訂單生成、取消以及協同工作等功能，提高了企業管理訂單的效率以及質量。

③銷售服務：提供從生成訂單到物流配送的一系列的管理功能，可以幫助企業可視化銷售情況及提高工作的效率。

④退貨服務：提供客戶退貨相關的一系列的服務的管理功能，提高企業的服務質量。

⑤財務信息核算：提供多種賬單核算的方式，可以讓信息完整有序地展示，給企業在核算賬單方面帶來了諸多便捷。

（4）用戶訪問層：提供了供應鏈企業在使用云計算平臺訪問時的各種服務的接口，有效地屏蔽了云計算平臺復雜的內部結構，實現更友好的交互。

（5）管理層：提供了云計算相關的服務的管理功能。其中包括用戶權限管理、服務的選擇與組合、對服務進行拓展等功能。

經計算發現，原材料B、C的運輸過程，以及半成品D的加工過程是系統的瓶頸環節。該結果受到變遷轉移速率 的影響。本文中的 由假設得到，在應用到現實的系統時，應該根據實際測量的數據進行計算。

7 結論

本文討論并建立了基于廣義隨機Petri網的云模式下的供應鏈模型，實現了物流、資金流、信息流的協同運行，并且對系統的運行性能進行了初步的定量分析。計算結果表明，云模式下的供應鏈的運作效率較之傳統的供應鏈有了很大的優化，為供應鏈上節點企業業務流程建模和降低業務成本起到指導作用。

參考文獻

[1] 何景師，王磊. 云計算下基于Petri網的供應鏈模型分析[J]. 統計與決策，2015（1）：62-65.

[2] 孔繼利，曹文穎，楊福興. 基于云制造平臺的供應鏈生產計劃方法[J]，北京郵電大學學報，2018，41（2）：15-20.

[3] 楊天劍，呂延杰. 基于廣義隨機Petri網的供應鏈訂貨提前期建模[J]. 北京郵電大學學報，2007，30（3）：41-43.

[4] 車俊，顧紹元. 基于廣義隨機Petri網的供應鏈管理建模與分析[J]. 福建電腦，2004（8）：16-17.

[5] 馬士華. 供應鏈管理[M]. 北京：機械工業出版社，2000. 40 - 42.

[6] 林闖. 隨機Petri網和系統性能評價[M]. 北京：清華大學出版社，2005，28-35.

作者簡介：錢伊凡（1998-），男，江蘇南通人，揚州大學本科在讀，研究方向：軟件工程。

時德虎（1998-），男，安徽淮南人，揚州大學本科在讀，研究方向：軟件工程。

項目信息：本文系揚州大學大學生科創基金項目項目編號：x20180321

（作者單位：揚州大學）