物流服务云平台的构建及其关键问题

（浙江工业大学 经贸管理学院，浙江 杭州 310023）

1 引言

大数据时代的到来，引领着人们走向“第三次工业革命”。在移动计算、云计算、物联网等一系列新型技术的支持下，社交媒体、协同创造、虚拟服务等不断地改变着人们对于信息的应用模式。

物流领域中处理的信息具有一定的特殊性：物流活动的范围通常较大，物流活动的信息源分布广且信息量大；物流信息的变化具有较强的动态性，信息价值衰减的速度非常快，这就产生了物流信息处理的实时性要求；物流信息的类型繁多，除了物流系统内部各环节有不同的信息类型，与其关系密切的其他系统如生产系统、分销系统、采购系统等也有大量不同的信息类型[1]，使得物流信息在分类、筛选和处理等各个环节的难度增加。

现代物流中的各项活动都需要以信息技术作为支撑。在物流运作信息化的进程中，传统物流服务平台的搭建需要大量的人力、物力，同时也会存在应用软件间相对独立、数据难以共享的情形，不能满足企业信息系统快速成长和多元化服务要求。

云计算（Cloud Computing）以其快速部署资源或获得服务、按需扩展和使用、按量付费及通过互联网提供服务等特征[2]，一经提出就得到了广泛关注和应用。云计算以一种范式形态提供各种资源（基础设施、平台或软件等）给相关客户以满足他们的需求。云计算提供商主要提供三个层次的服务：软件即服务（Software as a Service,SaaS），提供某一完整的应用作为服务，如客户关系管理（CRM）软件[3]；平台即服务（Platform as a Service,PaaS）,提供一个可以嵌入其他应用软件的平台作为服务，如Google App Engine（GAE）[4]；基础设施即服务（Infrastructure as a Service,IaaS），提供部署、运营和管理虚拟机器和存储环境作为服务等[5]。

基于现代物流和云计算技术的特征，将云计算应用于物流信息管理中，建立一个基于云计算的物流服务平台将是物流服务提供商一个重要的发展方向。应用云计算来解决物流运作过程中信息量大、动态性强、时效性高、反应迅速和种类繁多等问题，将会给整个物流行业的发展带来变革。

2 物流服务云平台的应用和研究现状

物流与云计算的关系密切，建立基于云计算的物流服务平台是云计算在应用维度上的一个范例。无论是理论还是实际应用方面，许多学者和机构对这一富有挑战的新领域进行了研究和一定的实践。

全球最大的信息技术和业务解决方案提供商之一IBM是较早进行云物流领域研究和应用的企业，它曾经在宁波建立了一个智慧物流云平台，以期实现企业整个供应链全程的端到端服务。从企业原材料的供应计划，到具体采购清单、生产控制以及销售反馈等过程，都有物流运作管理系统为生产企业或涉及的第三方物流服务提供商提供支撑，实现整个物流过程的信息化运作、各物流运输环节的最优化组织。

而星晨急便是阿里巴巴在物流领域进行探索的一块试验田，虽然公司的运作最后陷入僵局，但这是其在云物流应用上的初次尝试。以阿里巴巴强大的信息平台为后盾，建立了所谓的“天网”平台，现又注重实体仓储投资而建立“地网”，在“天网+地网”支撑下以干线运输为主的阿里巴巴“菜鸟”物流，则是其在云计算物流服务平台的又一重大举措。

国内关于物流服务云平台的研究主要在框架设计上，如刘琼等从第四方物流企业视角出发，提出了基于SOA的服务平台体系结构，对其核心功能进行研究，并采用JAVA EE技术完成平台的实现[6]；刘辉应用本体技术，建立以SLA为基础的资源管理框架[7]；王琦峰等从整体体系结构对云物流进行研究，并简要分析其相关技术[8]；俞华峰则从多样化的客户物流需求出发，以应用模式为着眼点对服务平台展开研究，并以货运代理云物流平台为例进行实例分析[9]。另一个热点则是关于物流服务云平台的安全问题，冯登国等对云计算安全问题进行了总体研究[10],提出了在云计算环境下的安全框架模型[11]；刘超等在提出物流服务平台基本框架模型的基础上，得到了融合IaaS、PaaS、SaaS的物流服务云平台安全构建[12]。

Angela Lin等分析了IT专家对云计算的认知和接受程度，发现香港的IT企业不愿意接受云计算，除非云计算能消除它自身的不确定性，如安全问题、标准化等[13]。Osvaldo F.和Fernando M.则详细描绘了云计算的主要特征，并分析了葡萄牙企业对云计算的认知和实施状态[14]。Wenfeng Li,Ye Zhong等应用粒子群算法，在服务质量的约束下，研究了在物流中心资源虚拟化和服务封装情况下的服务选择问题[15]。Andrzej Adamskj在研究分层集成智能物流系统平台时，尝试利用Hiils平台方案解决城市物流中存在的问题，实现对物流系统的管理和协调、适应、优化、调度和智能监控等[16]。

从上述综述可以看出，关于物流服务云平台的研究和应用仍处于起步阶段，其研究主要集中在框架模型的构建和安全问题的技术解决上，较少关注整个物流服务平台的构建问题。为构建一个基于云计算的物流服务平台，在参考多种框架模型的基础上，提出了一种物流服务云平台的整体构架，如图1所示。本文着重从业务流程管理和流程绩效进行说明，并概括所需的关键技术支持。

图1 物流服务云平台整体架构

3 业务流程管理和流程绩效管理

图1的物流服务平云台整体架构淡化了云计算三大服务模式（SaaS、PaaS、IaaS）的划分，而将云计算服务做为一个整体。在现实应用中，无论是软件本身、平台还是基础设施，都是不可分割的，他们以一个整体为客户服务。

构建物流服务云平台，要求达到的理想状态是物流服务需求方只需在自己的终端输入服务需求，而不需了解整个流程如何运作，物流服务方案由谁提供，最后又由哪些人员来进行操作，就能够轻松地获得所需的物流服务。但是中间的处理过程是极为复杂的，要实现所涉及的诸多参与方高效地配合作业等，需要有一个清晰有效的流程设计。因此构建物流服务云平台，很重要的一个问题就是对整个平台的运作流程进行设计并有效管理。

3.1 基于业务流程管理（BPM）的系统平台设计

业务流程管理（BPM）源自流程分析技术（PAT）,是制造业中流程分析和改善的工具，其应用范围逐渐延伸至其他领域。不同于传统开发模式，BPM侧重流程而非代码，以可视化、柔性化为特征，与企业的真实业务过程紧密相连[17]。BPM整合了企业运作和管理中的SCM、CRM和ERP等系统，实现了产品从供应链始端到末端的全程无缝连接，企业经营管理内部流程与外部事务的完全一体化。

应用BPM方法，结合面向服务的架构（Service-Oriented Architecture,SOA）中强调独立开放的标准接口与应用组件间的松散耦合，以不同服务的有机组合来实现流程构建[18]。基于此，本文给出一种基于BPM的物流管理系统框架，如图2所示。下面以物流服务云平台中的仓储管理系统为例，对其进行说明。该子系统的总体架构可以分为4层：系统平台层、BMP平台层、流程处理层和应用表示层[19]。

图2 基于BPM的物流管理系统框架

系统平台层为整个管理系统提供资源支持，并将企业原有管理系统与仓储物流管理系统进行资源整合。在数据方面，需要保持对各系统数据的正确存取和数据源的统一访问与管理。平台层指为实现业务流程管理各项具体应用提供支撑的各种软件平台。通过工作流引擎实现对所定义的业务流程的管理，而规则引擎则实现对所定义的业务规则的管理。根据不同的业务需要，服务适配器可以将某些应用功能进行封装，成为一种可重用的服务供上层调用，组成各种业务流程。流程处理层的功能则是对系统所有业务流程进行统一的创建、管理和维护。应用表示层是用户直接接触的媒介，它根据用户的具体要求，提供诸如基础设施管理、信息维护、仓储管理和成本控制等功能。

3.2 物流服务云平台的流程绩效管理

流程绩效管理不同于传统的企业绩效管理，它以满足客户具体需求为出发点，以流程为手段来实现企业管理，统筹调配资源，不仅改变业务本身，更影响经营理念[20]。其特征主要表现在以下四个方面：

（1）需建立基于整个业务流程的考核指标体系；

（2）目标设定突出以客户为中心，通过合理地设计流程将客户需求信息传递给相应节点（责任主体），使每一环节和岗位都直接面对所对应的客户；

（3）流程目标的实现依赖于流程各环节间的协调与配合；

（4）流程绩效管理的直接目的是提高流程效率。

流程绩效管理的根本是服务，因此可以用SOA的服务质量（Quality of Service，QoS）属性来衡量。一般来说，QoS主要是指与网络性能相关的一系列客观参数值，如延迟、丢失率与抖动等。QoS在SOA领域不仅仅通过网络层和传输层参数来定义，还与主机性能、安全系数、交易方式和花费成本等诸多因素有关，具体表现为：不同流程的互操作性、系统整体性能、安全系数、可靠程度、可用性和方便修改程度、可测试性、可部署性等。

在具体的应用领域，QoS属性也可以从不同的角度定义不同的度量指标。本文研究流程绩效管理，重点是如何应用和管理这些指标。可以将应用分为四个过程：发现、测量、监控和管理。N.Thio等以用户和服务提供者为视角建立模型，通过对不同服务的性能和负载进行监控，得到了动态的QoS属性[21]。文黎明等针对QoS检测和控制这两个环节，提出新的监控框架和度量体系[22]。

监控是与测量密切相关的技术。服务等级协议（Service Level Agreement，SLA）是在Web服务（Web Services）的QoS概念提出之前，服务的供需双方之间采用的服务质量协议。基于通用的SOA体系结构，Zeng等提出了一个帮助需求方鉴别供应方的观测模型[23]；Tian M.等在定义基于XML的QoS属性和WSQoS本体的基础上，建立了新的QoS选择和监控框架[24]。

从管理范围看，SOA的QoS不仅包括服务组合，还涵盖监控和测量等各方面。A.Daniel等提出了一个在SOA中协商的QoS体系结构[25]。在SOA具体环境中应用时，服务提供方和需求方需要考虑不同的服务在性能、安全可靠性、及时性等因素上的差异，就不得不提供性能预测、测量、控制、监管及自适应等功能。

物流服务云平台中的流程管理和流程绩效管理是构建物流服务云平台的基础，也是物流信息系统应用范式变革和物流绩效改善的基础。进一步地，流程智能（Process Intelligence，PI）的应用，将极大地促进和提升物流业的服务水平。

4 支撑物流服务云平台构建的关键技术

4.1 SCA服务组件架构

作为SOA中的标准之一，服务组件架构（Service Component Architecture,SCA）将业务组件和传输协议进行分离，成功实现了不同平台组件的有机集成。服务是SCA中最重要的概念，本质上是独立于具体实现技术的SOA。

现有的组件是和传输协议紧密耦合的，组件和传输协议的分离以及接口和现实语言的分离是SCA区别于传统业务组件的关键。其目标是创建一个可集成服务组件的运行环境。基于云计算的物流信息平台采用SCA架构，将物流服务功能整合或重构，帮助软件提供方快速升级。

4.2 Web Service

构建基于云计算的物流服务应用平台，Web服务提供了一种可行的解决方案—通过标准的XML协议与信息格式在Internet或Intranet上实现应用服务，改变了传统点对点的处理方式。Web服务是由企业部署、完成特定功能的在线应用服务，其他企业或应用软件能够通过Internet来访问并使用这项在线服务。在物流服务实现的过程中，需要实现互操作、跨平台和系统操作，提供松散耦合的独立功能，为低频率大数据访问提供粗粒度功能服务。

为此，Web服务需要有一套协议和标准来实现应用程序的创建、部署和发现：使用Web服务描述语言（Web Service Description Language,WSDL）来描述服务，使用统一描述、发现和集成协议（Universal Description,Discovery,and Integration,UDDI）来发布、查找服务，而简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol,SOAP）则被用来执行服务调用。

5 结束语

以云计算为支撑的物流服务平台构建具有巨大的理论与现实意义，它以云计算大规模数据处理为依托，跟踪标准作业流程，并对业务进行灵活组合，实现精准控制和智能决策，满足物流运作过程中作业环节信息量大、动态性强、时效性高、种类复杂等信息需求。强化服务理念，注重流程管理和流程绩效管理，构建一个基于云计算的物流服务平台，是对云计算应用以及物流运作模式变革和发展的一大探索。

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