產業互聯下面向云平臺的智造供應鏈信息協作①

譚曉軍, 何建佳, 何勝學

(上海理工大學 管理學院, 上海 200093)

隨著社會經濟的快速發展, 現如今產品面臨著生命周期不斷縮減的局面, 為更好適應復雜的社會市場環境, 優化產品生產制造環節, 必須合理引入新技術工具引領制造行業千帆競發.“智能制造”作為未來搶占制造業領域核心競爭力之一, 已成為全球各國政府提升本國工業制造水平的頂層戰略方針.德國工業4.0 計劃、美國再工業化、日本工業制造白皮書、中國制造2025 等都旨在推動先進制造業的發展.作為制造業技術升級的云計算、大數據、物聯網等數字化網絡工具,對推動智能化生產制造, 協同優化產業組織再造, 提升產業轉型升級有著重要的導向作用.供應鏈在協調產業變革中的意義舉足輕重, 但在產業組織生產中, 信息孤島以及合作主體有限理性行為的存在使得供應鏈各成員間難以在信息、資源、管理、經驗等方面實現充分協作, 業界亟需一個合適的解決方案協同產業生產制造, 云平臺的出現為解決上述弊端提供了機會.基于云平臺架構, 以數字化應用場景為布局, 實現產業制造供應鏈數據的互聯互通, 推動制造業的跨服務協作以及供應鏈中的跨組織協作[1], 形成了“智造”供應鏈.最終隨著智能化生產地不斷滲透, 逐步演化成一個新的產業連接紅利, 進而推動產業互聯縱深發展.

面對平臺上不同產業供應鏈的供應方以及需求方,在解決訂單交易問題時, 首先需要解決雙邊信息協作匹配問題.在處理雙邊信息匹配方面, 已有學者進行了相關研究, Gale 等[2]就大學入學和婚姻穩定性兩種現象通過雙邊穩定性理論分別進行了分析; Roth[3]構建一種H-R 算法并對信息匹配過程進行了分析; Sethuraman等[4]通過公平穩定性因素對雙邊資源匹配的問題進行了初步探討; 也有學者基于偏好序列[5,6]、云端融合[7]等相關理論進行匹配機制的研究.雖然大多學者對信息匹配問題進行了相關研究, 為后續學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鏈信息匹配問題的相關研究較為少見.因此, 通過構建新型數字化網絡應用場景, 利用云計算領域中多采用的分布式處理的高效性, 面向云平臺實現“智造”供應鏈的信息匹配, 解決產業間供應鏈網絡的資源配置問題, 實現傳統供應鏈互聯互通, 為進行智造供應鏈供需雙方的資源匹配提供了廣闊的前景.

近些年, 供應鏈管理已不再局限于企業之間, 已經跨越企業的邊界[8], 形成了企業聯盟, 產業互聯團體以及供需網復雜組織[9].多企業, 多組織構成的復雜系統在數據處理, 信息匹配, 供需調度方面具備一定的復雜性[10].在這樣的背景下, 分布式數據處理, 作為計算機領域的一種并計算處理方式被運用到供應鏈管理中來,提升了供應鏈系統效率[11], 在滿足供需發展均衡的同時, 拓寬了產業“智造”供應鏈的邊界, 集合云平臺理論應用為產業供需發展提供了橋梁和技術支撐作用.在上述背景下, 本文基于云平臺數據模型, 利用分布式數據處理方法, 對“智造”供應鏈信息協作與匹配進行了初步設想, 對產業互聯進行了探討, 進而實現了“智造”供應鏈的信息協作.

1 問題描述

伴隨市場經濟競爭加劇, 企業為尋求更好的發展,謀求新的增長點, 出現了一種共享經濟的模式幫助企業合理配置資源, 傾向性的共性部分生產資料, 便需要一個第三方的平臺來整合這些渠道信息, 以增強供應鏈環節的流通性和協作性.本文正是基于此而構建供應鏈協作云平臺, 并作為協作供應鏈的“智造”應用場景, 滿足不同產業間的信息互聯, 平臺的邏輯架構圖如圖1 所示.供需雙方為適應彼此的資源計劃, 在面對某一方生產計劃中可能遇到的資源過剩或短缺情況, 通過上傳物料計劃清單, 云平臺數據庫便可進行智能預測企業在線使用狀態下的制造資源使用情況, 經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.

圖1 面向云平臺的供應鏈企業信息協作框架

在供應鏈的信息協調中, 對于我國傳統產業供應鏈環節, 滯后的產業信息渠道, 未能及時的滿足上游供應商需求, 生產制造也局限于半自動化甚至手工操作,為提高產業生產技術能力, 集成化、可視化、自動化生產[12], 適應我國制造業快速發展的步伐, 追趕國外先進技術生產能力, 提出智能制造設想, 融合供應鏈先進管理思路, 提出“智造”供應鏈理念.即以客戶的個性化需求為目標, 通過數字化互聯網工具, 依托大數據平臺,全渠道、多方位的集產品訂單、設計、研發等環節的敏捷性智能化生產制造全流程.由人工智能、數字云計算、物聯網終端設備等敏捷化優化物質資源配置,柔性化變革生產方式, 助力產業信息化轉型升級, 進一步提升產業供給能力.

2 模型設計

本節構建一個理論模型來詳細的描述云平臺的信息協作工作流程.分布式架構來源于計算機并行計算領域為處理海量數據而同步進行計算[13], 具有高效、實時性.可以通過分布式協作融合到云平臺中, 快速處理供應鏈環節的物料計劃.服務于供應鏈環節中, 針對上游和下游業務往來, 滿足不同供應商的供應協同以及經銷商的需求協同.并通過組建面向云平臺的分布式協作模型來滿足產業間復雜業務的需求, 為“智造”供應鏈提供一個理論架構支撐.云平臺供應鏈協作框架如圖2 所示.

2.1 模型定義

考慮不同產業間的業務往來, 構建跨產業供應鏈模型, 應對不同產業間的多供應需求, 面向云平臺的“智造”供應鏈架構可以描述為:

圖2 云平臺供應鏈協作設計方案

其中函數定義見表1.

表1 MChain 函數定義

考慮平臺可以根據不同企業的業務需求, 進行智能協作授權處理, 對不同的業務類型也需要滿足不同的業務支撐框架, 以此來協同跨產業供應鏈中不同類型企業的信息支撐.云平臺下的供應鏈授權方式為:

其定義功能見表2.

表2 saj 函數定義

考慮平臺在進行授權后, 可提供的協同服務類型,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 函數定義

表3 函數定義

?

圖3 云平臺跨產業供應鏈協作模型

面向云平臺的跨組織供應鏈協作模型描述了對產業供應鏈業務組織協作過程中所涉及的業務內容, 為保證業務對象功能模塊正常執行, 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: 供應鏈類型 MC hain_Typex, 供應鏈信息標識 MC hain_IDx.

輸入: 平臺執行結果.

Step 1.供應鏈企業 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.根據登錄供應鏈類型 MC hain_Typesaj進行系統指定權限分配;

Step 4.根據 MC hain_Enterprisex用戶被分配權限,供應鏈企業獲得對應業務 Fx_Ins模塊;

Step 5.登錄平臺驗證結束.

2.2 模型構建

面向云平臺的跨產業供應鏈是一個較為復雜的網絡系統結構, 需要不同企業間的相互協同合作, 以適應客戶間不斷變化的需求.動態性、不確定等變化特征對云平臺的系統化功能的開發提出了更高要求, 以滿足個性化的定制需求.智能家居供應鏈是由上游供應商、制造企業、下游服務供應商等一系列相互協同的企業組織構成.作為支撐跨產業供應鏈協作的重要活動平臺, 將成為解決企業信息化問題的主要方式[14].跨產業供應鏈涉及到不同領域中的不同供應鏈條, 涉及更多的業務往來, 需要一個服務于不同組織的協作云平臺, 以提供不同產業間的跨組織一體化服務, 形成產業互聯上下游組織間網絡化信息協作平臺, 具體思路如圖4 所示.

圖4 面向云平臺的分布式產業供應鏈網絡協作服務體系

供應鏈云平臺(圖4)由產業鏈項目管理和產業鏈生態協調兩大模塊組成.其中產業鏈項目管理主要涉及供應商產品的設計、采購、生產計劃、采購等環節組成; 產業鏈生態協調主要圍繞整個產業生態中的金融服務、產品售前售后等進行協調服務.云平臺底層采用分布式架構理論支撐整個云平臺的服務運作, 依托SQL 數據庫, 為用戶提供數據緩存、數據層查詢、數據庫調用等需求.

面向分布式云平臺的產業供應鏈協同處理架構,主要分析云平臺下的產業供應鏈業務功能運作以及對整個供應鏈網絡體系的影響, 確定供應鏈網絡數據的可靠性、流通性、實時性.面對龐大業務數據分析, 對于業務訂單, 為快速高效提升供應鏈信息協作執行能力, 采用分布式云平臺智能化分析, 并作如下流程定義:

Step 1.提交身份驗證數據, 登陸平臺;

Step 2.云平臺進行后臺數據調用, 進行身份核實是否為合法用戶, 合法, 轉到Step 3; 非法則退回到登錄界面并提示登錄信息錯誤;

Step 3.查詢數據庫中的應用程序, 獲取功能模塊下的訂單信息;

Step 4.調用分布式系統服務器, 根據平臺企業供應鏈屬性查詢系統緩存數據, 并進行資源配置, 調用SQL 數據服務器, 智能分配處理方案;

Step 5.對數據庫儲存查詢到的數據以文件形式存儲, 并反饋結果給指定用戶.

3 模型應用

在對家居行業供應鏈協作云平臺設計時, 通過對家居市場的數據調研, 從整體上考慮家居行業中不同業務痛點, 實現家具智造供應鏈不同業務協作.家居供應鏈業務信息協作主要圍繞以下4 個方面: (1)物料采購數據庫針對產業上下游網絡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)產品定制數據庫針對不同產品的大眾化市場需求, 對不同客戶的個性化產品定制需要, 通過CAD 制圖以及云數據庫資源圍繞業務訂單進行智能化、動態化的設計符合訂單規則下的產品尺寸、顏色、形狀、材質等;(3)配件資源匹配數據池是產業上下游供應鏈資源有效整合, 滿足可能存在的產品原材料供應商暫時性供貨不足等問題; (4)售后資源池則是針對供應鏈環節產品協調問題, 及時性、針對性的解答上下游業務運作中出現的一些問題, 實時性的處理訂單, 提高產品售后服務質量和效率.其中家居云平臺供應鏈協作平臺流程如圖5 所示.

圖5 家居供應鏈協作平臺

家居供應鏈云平臺設計方案采用PHP 語言編程開發, 以HTTP 協議作為通信協議, 并支持智能家居Web控制平臺B/S 架構和智能家居智能遠程遙控C/S 架構[15], 通過調用SQL 和Oracle 數據庫進行后臺數據的管理.智能家居供應鏈協作云平臺體系架構如圖6 所示.

在對家居供應鏈系統協調過程中的基本結構為:一個產品家居中的某一個產品(device)由不同的物料( Fx_Ins) 組成, 每個物料可由上游多個供應商(MChain_Enterprisex)提供, 而每個供應商對應這不同的產品類( MC hain_Typesaj).每個具體產品(device)設計又有不同的用戶所開發, 特有的產品當有指定用戶進行操作使用.通過分析, 畫出其數據庫協作E-R 圖, 如圖7 所示.

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

圖6 家具供應鏈協作設計架構

4 結束語

本文分析了產業互聯背景下面向云平臺的智造供應鏈信息協調問題, 分析當下企業經營過程中的挑戰與機遇, 在充分考慮云平臺資源配置下平臺資源效率的變化和協作能力的變化等因素給產業間協同運作提供了良好的啟示, 從產業供應鏈上下游不同主題參與方利益出發, 提出面向云平臺的智造供應鏈信息協作研究與設計, 結合分布式協作理論構建面向全產業服務鏈一體化的智造供應鏈云平臺協作解決方案.并以家居產業為例進行分析驗證, 較好地解決了產業互聯背景下上下游產業間信息互聯鴻溝問題, 以及需求資源優化匹配問題.當然, 限于初步設計方案的局限性,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 家居智造供應鏈數據庫內核架構E-R 圖

圖8 家居產業供應鏈協作組織采購操作界面