基于Web服务的集群供应链信息集成

和 征

(西安工程大学 管理学院，陕西 西安 710048)



基于Web服务的集群供应链信息集成

和 征

(西安工程大学 管理学院，陕西 西安 710048)

近年来, 集群供应链在理论和实践方面都得到了迅速发展,但是集群供应链的各个成员企业的异构信息系统之间出现了“信息孤岛”，成为集群供应链成员之间信息共享的瓶颈，影响着集群供应链的分工协作和市场能力。为了解决这些问题，本文首先分析了集群供应链信息集成的原因，提出了集群供应链信息集成的概念；然后阐述了集群供应链信息集成的表现形式和实现技术，提出了基于Web服务的集群供应链信息集成框架；最后以陕西输变电集群供应链信息集成实例说明了信息集成的具体实现过程。通过Web服务，在集群供应链成员企业的信息系统间进行数据交换，有效地解决了“信息孤岛”的问题，实现了跨企业、跨供应链间的应用集成。

Web服务；集群供应链；供应链信息集成；信息孤岛

0 引 言

随着企业的不断合作创新和全球化时代的到来， 越来越多的国家和企业参与到全球经济的发展大潮中，生产技术更新的速度越来越快，产品的生命周期越来越短，客户对个性化、快速响应、服务质量的要求越来越高。企业与企业之间的竞争转向供应链和供应链之间的竞争。企业内部供应链延伸到供应商直到最终用户，整合成一条链，由单链供应链延伸发展为面向全行业的集群供应链[1]。

集群供应链是指在产业集群地域中，存在着围绕同一产业或相关产业价值链不同环节的诸多研发机构、供应商、制造商、销售商，客户等，它们形成多条单链供应链进行合作和跨链间协调；同时还游离着大量位于这些单链供应链之外、但在集群地域之中的专业化配套中小企业，配合和补充着这些单链供应链生产的网络组织系统[2]。

1 集群供应链信息集成的原因

集群供应链内部和跨链间企业的信息系统之间普遍存在着 “信息孤岛”，出现信息不一致的问题，主要表现在以下几个方面：

(1) 信息系统的异构性。集群供应链上不同企业以及各企业内部可能使用不同的信息系统，它们的技术架构、所使用的数据库、开发语言可能都不相同。

(2) 自我保护性。集群供应链上的各企业为了各自的利益，都不会公开各自核心信息系统数据库的内容，不利于从整个供应链出发进行信息集成。

(3) 异步性。集群供应链上各企业都是按照自己的时间和规则进行业务处理，因此无法自动通知单链或跨链供应链的下一个节点企业，几乎不存在完全同步的可能性[3]。

为了使集群供应链的企业之间进行无缝连接和信息共享，消除企业的信息系统之间普遍存在的 “信息孤岛”，解决信息缺乏和信息失真的问题，集群供应链信息集成将成为一个不可避免的发展趋势。

2 集群供应链信息集成的概念

集群供应链信息集成是利用计算机网络技术、数据库技术、中间件技术以及程序开发技术等，全面规划集群供应链中的物流、信息流、资金流等，在集群供应链的各成员之间形成信息共享。这类信息包括所有可能对供应链成员现有或潜在的商业行为发生影响的数据，如需求数据、采购数据、库存数据、计划能力、生产计划、销售数据和相关的变动信息。从理想的角度而言，这些信息要求能够实现供应链成员之间实时、在线形式的共享[4]。

3 集群供应链信息集成的表现形式

3.1 单链供应链内部信息集成

单链供应链内部信息集成主要表现为[3]：

(1) 销售商与制造商之间的信息共享。当销售商无法满足客户的需求时，他需要制造商及时进行供货补充，因此需要了解制造商的生产和库存信息；此外，制造商也能够通过信息共享了解销售商的销售情况，以便于及时调整生产进度。

(2) 制造商与供应商之间的信息共享。供应商可以根据制造商的生产进度计划和库存情况，合理安排自己的主生产计划、车间作业计划和销售计划。制造商也可以及时了解供应商的库存情况，以便于准确控制和管理采购订单，从而既能够节约制造商的订单发出成本，也能够降低他们的原料库存。

(3) 同一个制造商的供应商之间的信息共享。供应商之间的信息共享可以使不同供应商相互了解彼此的供货时间、运输方式等信息，从而降低供应商和制造商的库存成本，增大集群供应链上的利润空间。

(4) 制造商之间的信息共享。制造商通过信息共享，相互了解彼此的采购、库存、生产、技术和销售等信息，从而降低他们的库存成本。他们可以通过共享销售数据来分析销售趋势、客户偏好和分布等，实现对客户的个性化、差异化服务，最大限度地满足不同类型客户的需求。他们可以通过共享生产数据来消除各个企业生产的盲目性和无计划性，降低生产成本，从而提高整个集群供应链的效益。

(5) 销售商之间的信息共享。销售商之间通过共享彼此的库存和技术信息来提高他们整体的服务质量和服务能力。

3.2 集群供应链跨链间信息集成

产业集群中的多个制造商通过联合各自的上下游企业，形成多个并行的单链供应链，这些单链供应链由于处于同一地域，以及相似的生产内涵，使得它们之间易形成跨链间的联系，从而要求集群供应链跨链间信息集成。集群供应链跨链间信息集成主要表现为[5]：

(1) 集群供应链内的企业通过跨链间信息集成进行协同采购。一个单链供应链上的企业将自己近期的采购计划定期下达给另一个单链供应链上的上游供应商，供应商可以根据该采购计划进行自己生产计划的安排和备货，提高了交货的速度，最终降低原材料采购价格。

(2) 配送中心。集群供应链内的企业可以通过跨链间联合共同由一个第三方物流服务公司来提供配送服务，它是在配送中心的统一计划、统一调度下展开的。根据自身特点，集群供应链可以充分利用集群内企业自身资源进行跨链间信息集成。

(3) 跨链间库存信息集成。集群供应链企业在各自持有库存的情况下，当市场需求波动导致缺货时，进行跨链间的库存信息集成。例如集群供应链上的一个单链供应链的零售商向另一个单链供应链的零售商提供紧急库存补充，从而降低企业的库存持有成本和缺货风险，提高市场满足率。

4 集群供应链信息集成的实现技术

目前，实现集群供应链信息集成的主要技术为：联邦数据库、数据仓库、分布式中间件(CORBA、RMI/EJB、Microsoft的COM/DCOM)等。这些技术都有很多弊端和限制。例如联邦数据库将所有数据源统一到一个单一的集成系统中，实现代价高，无法共享另一个集成系统的模块；数据仓库技术是将所有异构数据源的数据事先加载复制到一个数据仓库中，然后所有的查询都是针对这个数据仓库进行操作，查询的数据缺乏时效性[6-8]；CORBA要求两端必须是对等体系；DCOM通信的双方必须运行在Windows平台上；RMI必须要在Java语言的基础上实现。这些技术受到应用协议和系统平台等各方面限制，无法较好的在异构平台上稳定的进行数据交互，没有从根本上解决集群供应链企业异构系统数据的一致性问题[9-11]。本文提出一种基于Web服务的集群供应链信息集成方法，这种方法克服了上述信息集成技术的缺陷，具有完好封装，松散耦合，规范协议、高度可集成能力等特性。

Web服务是建立在HTTP、SOAP、WSDL和UDDI等标准以及XML技术之上的技术，其最大优势是能够跨平台实现不同开发语言编写的软件系统以标准的方式相互通信。它通过HTTP等协议极大地扩展了传统应用软件的服务范围，并通过SOAP、UDDI和XML等标准技术为应用软件提供了统一的应用标准，屏蔽了应用软件底层具体的实现技术[12]。XML(eXtensible Markup Language,可扩展标记语言)消除了在不同平台和不同语言编写的系统之间的数据结构和消息交换模式的差异,使得数据交换方式在XML技术的支持下统一起来[13]。XML是Web服务实现的技术基础。SOAP(Simple Object Access Protocol,简单对象访问协议)是一种基于XML的不依赖传输协议的表示层协议,用来在应用程序之间方便地以对象的形式交换数据。WSDL (Web Services Description Language, Web服务描述语言) 定义了一套基于XML的语法,将Web服务描述为能够进行消息交换的服务访问点的集合。UDDI ( Universal Description, Discovery and Integration,统一描述、发现和集成)是一套面向Web服务的信息注册中心的实现标准和规范,创建UDDI注册中心的目的就是实现Web服务的发布和发现[14]。

5 集群供应链信息集成框架

面向Web服务的集群供应链信息集成可以跨平台、穿越防火墙，在集群供应链的成员企业中的异构系统之间实现无缝的连接和集成。集群供应链信息集成框架分为集群供应链结构层，集群供应链企业协作层，集群供应链运营管理层，集群供应链信息集成层，各种技术支持层，如图1所示。

5.1 集群供应链结构层

集群供应链的结构包括核心层、协作层、外部松散层。核心层是集群供应链中的主导企业，其他企业的生产都围绕着这些企业进行；协作层则是在集群供应链的单链供应链中，除了核心企业外的企业；外部松散层是指游离于单链供应链之外，但存在集群供应链之中的服务和附属产业的企业。从集群供应链的结构可知，核心企业作为集群供应链的主导企业，联合供应链中的上下游企业，协调和调度整个供应链的物流、信息流和资金流。另外，集群供应链系统整体高效运作离不开外部协作松散层的专业市场和辅助、配套厂商、第三方物流(3PL)、中介结构、行业协会、市场信息中心等，这些组织与上下游单元企业形成一个具有强大生命力的有向网络系统[15]。

5.2 集群供应链企业协作层

集群供应链成员企业往往具有生产相似性及功能互补等特点，企业所面对的往往是同一需求市场，因此生产的产品类型相似，所需的原材料或零配件也大多相同。在这样的生产环境下，集群供应链成员企业制定同步化、集成化的生产计划，围绕着这个生产计划，进行企业内部协作和企业跨链协作，主要表现在集群供应链网络中的多个核心企业之间的合作与联系，通过核心企业之间的协作带动链与链之间的协作与共同发展，从而增强集群供应链的整体竞争力。

5.3 集群供应链运营管理层

集群供应链运营管理层包括供应链运营过程中各个价值环节，主要包括：供应管理、生产管理、库存管理、销售管理、物流管理和需求管理等。单链供应链的运营管理是指为了实现供应链的整体目标，核心企业对供应链进行有效的计划和管理，对各种信息和资源进行有效的共享和整合，对供应链运行的每个环节进行实时控制。为了有效的完成供应链的订单任务，不同单链供应链的合作企业通过建立信任、激励和协调机制，实现合作企业之间的协调和管理[16]。

在集群供应链运营过程的各个环节中存在着各种异构的信息系统，主要包括采购管理系统、生产管理系统、库存管理系统、销售管理系统、物流管理系统、客户关系管理系统等。这些信息系统的开发语言、所使用的数据库、以及系统技术架构可能都不相同，这样就会产生大量的“信息孤岛”，给集群供应链企业协作和运营管理带来了很多的障碍，所以就要借助各种信息技术，实现集群供应链的信息集成。

5.4 集群供应链信息集成层

本文采用Web服务技术实现集群供应链信息集成。Web服务包括三类操作者：服务请求者、服务提供者和服务注册中心，它们之间存在三项基本操作：发布、查找、调用。集群供应链成员企业的异构信息系统既可以作为Web服务的提供者，也可以作为Web服务的请求者。Web服务的提供者使用Web服务描述语言WSDL描述和定义这些应用系统的功能。同时，服务提供者将在商业注册中心中发布这些服务的信息，使其可以被其他应用系统访问。Web服务的请求者通过服务代理找到所需的服务，下载定义服务的文件，然后通过简单对象访问协议SOAP访问这些服务[17]。

Web服务器处理SOAP请求，并将请求消息传递到指定的SOAP路由器。SOAP路由器查找某个Web服务适配器的位置，并将该请求传送到所请求的适配器。应用系统处理请求，并将结果返回给适配器。适配器将得到的结果通过SOAP消息，返回给SOAP路由器。最终服务请求者收到包含执行结果的SOAP数据包，利用XML解析器对XML数据进行解析，取出所需的数据[18]。

5.5 各种技术支持层

各种技术支持层主要包括实现集群供应链信息集成的各种技术，主要包括网络技术，例如HTTP、FTP、SMTP等；数据库技术，例如Oracle数据库、SQL Server数据库、DB2数据库、数据仓库等；程序开发技术，例如Microsoft .NET技术、JavaEE技术等，它们都可以实现Web服务。

Microsoft .NET 是Microsoft XML Web services 平台。XML Web services 允许应用程序通过Internet 进行通讯和共享数据，而不管所采用的是哪种操作系统、设备或编程语言。Microsoft .NET 平台提供创建XML Web services 并将这些服务集成在一起的所有功能。

JavaEE完全支持Web Services，并提供多种Java XML API，即JAX包，主要有JAXP (XML处理), JAXR (XML注册，如UDDI) ,JAXB (XML绑定), JAXM (XML消息)和JAX-RPC(基于XML的远程过程调用)等。以上这些Java XML API实现了Web服务和JavaEE之间的完全互操作；同时JavaEE又增加了更易于移植和重用的Java集成工具—JCA ( Java Connector Architecture)，该连接器通过将集群供应链成员企业的遗留系统集成到Java应用服务器上来实现信息集成[19]。

6 集群供应链信息集成实例

该实例的研究对象是输变电设备制造业集群供应链的信息系统，以陕西输变电集群供应链为例，该集群供应链由多个单链供应链和相关配套企业组成，每个单链供应链又由多个供应商、制造商和销售商等企业组成。这些企业都存在多个正在运行的信息系统，主要包括采购系统、库存系统、生产系统、销售系统等。集群供应链的一个单链供应链上的销售商与制造商的库存系统之间进行信息集成；制造商与供应商的生产系统、库存系统之间进行信息集成；集群供应链的多个单链供应链的供应商的库存系统进行跨链间信息集成；制造商的采购、库存、生产、销售系统进行跨链间信息集成；销售商的库存、技术相关系统进行跨链间信息集成。因此本文提出了基于JavaEE面向Web服务的集群供应链信息集成的方法，开发了输变电集群供应链信息集成系统，具体技术架构分为客户端、Web层、业务逻辑层、数据层，如图2所示。

6.1 客户端

在JavaEE平台下，采用了MVC(模式-视图-控制)的设计模式，把数据的表示和数据的处理分开，因此，产生的数据以不同的客户端呈现给客户，满足集群供应链企业不同需要。客户端可以是Java Applet客户端、Java应用程序客户端及HTML等多种形式。Java客户端采用JNDI命名服务定位中间件，用RMI-IIOP调用中间件提供的方法。

6.2 Web层

Web层响应HTML客户端的请求，Java Servlet根据客户端不同的请求,通过RMI-IIOP调用业务逻辑层的EJB组件,处理客户端的请求，然后把处理的结果返回给Servlet,最后Servlet根据处理结果调用相应的JSP视图组件生成HTML页面，并通过浏览器显示客户端。

6.3 业务逻辑层

业务逻辑层包括集群供应链企业的业务逻辑和数据逻辑。EJB体系结构是封装这些逻辑的服务器端的组件模型。EJB包括会话Bean和实体Bean。通过实体Bean封装了集群供应链的各单链供应链企业的采购、库存、生产、销售等系统的数据信息，实现了对数据记录的增加、修改、删除和查询等操作。此外，通过无状态会话Bean实现Web服务的业务逻辑。无状态会话Bean的部署描述符与Web服务组件联系起来，形成一个可以部署到JavaEE容器上的Web服务端口。各类客户端程序可以通过JavaEE平台来远程调用这些组件。对于非Java语言的代码，可以把这些代码通过使用Java本地方法调用(JNI)封装在EJB中进行集成。

6.4 数据层

集群供应链的各单链供应链企业的信息系统所使用的数据库可能互不相同，表结构也可能不同，在这样的情况下，首先建立数据集成中心，然后进行数据对照，最后通过JDBC实现对异构数据库的访问。

对于集群供应链企业现有的一些系统，JavaEE集成平台通过Java连接器体系结构(JCA)实现访问企业信息系统的标准化方法。Java连接器体系结构定义了一种用来使JavaEE应用程序与现有信息系统以安全的、事务性的方式进行通信的方法。

为了使输变电集群供应链企业的信息系统进行有效的交互,本系统将这些信息系统内部的某些功能用Web服务的形式封装起来呈现给成员企业，使得成员企业的信息系统能以一种标准的方式进行更加灵活的互操作。本系统提供了如下的Web服务：

(1) 系统Web服务。主要是依据主生产计划、物料需求计划、制造工艺路线与各工序的能力编排生产工序加工计划，下达车间生产任务单，并控制计划进度，最终完工入库。

(2) 采购与供应系统Web服务。根据生产计划和物料需求计划制订采购计划，再发出采购订单,供应商按计划发料，仓库部门根据订单收料，安排检验，合格后办理入库业务。

(3) 库存系统Web服务。主要对生产物料、半成品、产成品的库存管理，包括入库管理、出库管理、调拨管理、盘点管理等功能。

(4) 销售系统Web服务。主要对产成品的销售管理，包括制订销售计划和产品报价，根据客户需求制订销售订单，并根据生产系统所提供的可供货情况确认销售订单，系统将销售订单信息传递给生产计划人员，以便安排生产，并进行订单跟踪与管理。

在以上设计与开发的基础上，通过WSDL描述生产系统、采购与供应系统、库存系统和销售系统等提供的服务功能，生成描述该系统功能和调用的WSDL文件，然后生成应用服务器端的基于SOAP的服务框架，并在此基础上开发适合于已有系统的资源适配器，然后通过UDDI API,主要使用XML注册中心的Java API(JAXR)将WSDL发布在UDDI注册服务器上,JAXR提供统一的标准存取不同的XML注册，一个XML注册用来创建、配置、发现Web服务，为发布Web服务奠定了基础。

7 结 语

集群供应链信息集成不仅把单链供应链上的制造商、供应商、销售商等在一条链路上的所有环节都联系起来进行集成，而且进行跨链间信息集成，使物料以最快的速度，通过生产、分销环节变成增值的产品，到达消费者手中。这不仅降低了成本，减少了库存，而且使资源达到优化配置。基于Web服务的集群供应链信息集成满足了集群供应链的集成要求，实现了应用程序之间面向服务的松散耦合，实现生产及销售的有效连接和物流、信息流、资金流的合理流动，能够很好地解决集群供应链企业间的“信息孤岛”的问题，从而实现跨企业、跨平台的信息集成目标。

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Research on Information Integration for Cluster Supply Chains Based on Web Services

HEZheng

(School of Management, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, China)

In recent years, cluster supply chain theory and applications have been developed rapidly, but the " information islands" appeared among the heterogeneous information systems of each member of the cluster supply chain, and they became information sharing bottleneck among members of the cluster supply chain, and affected the collaboration and division of labor and market ability of the cluster supply chain. In order to solve these problems, this paper firstly analyzes the reasons of information integration of the cluster supply chain, and puts forward the concept of cluster supply chain into information integration. And then the paper introduces the cluster supply chain information integration forms and realization technology, and proposes the framework of the cluster supply chain information integration based on Web services. Finally, an example about the Shaanxi power transmission and transformation cluster supply chain information integration is given to illustrate the implementation process of information integration. Through the Web services, the data are exchanged in information systems. It effectively solves the problem of "information islands" and realizes the application integration cross enterprise, cross supply chain.

Web service; cluster supply chain; supply chain information integration; information island

2014-04-17

国家自然科学基金项目(71272117); 2014年度西安工程大学哲学社会科学研究项目(2014ZXSK20);陕西省社科联2014年度重大理论与现实问题研究项目(2014Z014); 2012年西安工程大学教学改革项目(2012JG24)

和 征(1978-)，男，陕西澄城人，博士在读，讲师，研究领域为服务型制造、供应链及物流管理。

Tel.：13186198452；E-mail：heehzheng_128877@163.com

C931.6

A

1006-7167(2015)01-0107-06