网格供应链基于时间Petri网的供应链协同管理优化.docx

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网格供应链基于时间Petri网的供应链协同管理优化

网格供应链

——基于时间Petri网的供应链协同管理优化

周涛/李芳/俞青/张雨

2012-10-1911:

14:

22　　　来源：

《工业技术经济》（长春）2012年5期

　　【英文标题】SupplyChainGrid:

CoordinatedManagementOptimizationBasedonTimePetriNets

　　【作者简介】周涛，上海理工大学管理学院硕士研究生，研究方向：

供应链管理、经济管理、工业工程；李芳，上海理工大学管理学院副教授，博士，研究方向：

工业工程、生产运作管理；俞青，上海理工大学管理学院硕士研究生，研究方向：

行政管理；张雨，上海理工大学管理学院硕士研究生，研究方向：

工业工程（上海200093）。

　　【内容提要】为了使当前供应链协同管理货物流程面临的时间效率得以提高，提出了一种将网格技术和供应链协同管理相结合的货物流程触发时间求解方式。

在该求解方式中，为获得供应链货物流程的触发时间值，利用基于时间Petri网的可达性分析算法模型进行仿真计算，以在从订货、发货到收货的流程中，得到每个流程相对应的最早、最晚触发时间值，进而通过在网格环境下改善后的流程触发时间与相应的传统供应链流程触发时间值进行对比，明显的减少了时间上的浪费，提高了货物流程的时间效率，体现了将网格技术应用于供应链协同管理的优势。

　　Toimprovethetimeefficiencyofsupplychaincoordinationmanagement,agoodsflowtriggertimesolvingmethodwhichappliedgridtechnologytosupplychaincoordinationmanagementwasproposed.Itcouldacquirethecorrespondingearliestandlatesttriggertimeofeachprocess,usingtheaccessibilityanalysisalgorithmmodelbasedonthetimepetrinetstomakesimulationcalculation,sothattheflowefficiencywasimprovedbycomparingthetriggertimebetweentraditionalmethodandgridtechnology.Theadvantageofgridtechnologyappliedinthesupplychaincoordinationmanagementcanbeembodied.

　　【关键词】供应链协同管理/网格/网格供应链/时间Petri网/触发时间supplychaincollaborativemanagement/grid/supplychaingrid/timepetrinets/triggertime

　　引言

　　随着全球经济一体化和市场国际化的形成，企业所处的竞争环境发生了根本性的改变。

市场竞争的主要方面已由原来的有形产品、服务的竞争转向无形的文化、技术、品牌的竞争，由单个企业之间的竞争转向企业集团和企业供应链之间的竞争[1]。

在复杂多变的供应链中企业间的信息由无序、分散、异构的形式转换为有序集成的状态，支持成员企业之间的信息通信与协作，是实现供应链协同管理的重要前提[2]。

然而，传统供应链的信息化程度不高，难以实现信息及时、准确、安全的传输，给供应链中的企业造成了很大麻烦。

　　网格是一门新兴技术，解决分布资源的共享问题，是网格的核心内容[3]。

通过共享实现企业对资源的实时掌控和利用，对各种资源进行合理管理以及适合的调度配置，本文通过网格技术实现信息共享，解决结合时间问题，简化企业的货物流程，实现对网格供应链协同管理方面一定程度的优化。

　　1理论概念及国内外研究现状

　　1.1网格的概念

　　网格的概念是从电力网的概念引申而来的。

1998年，IanFoster对网格作了定义，网格（Grid）的目的是实现大范围内对等资源的共享，这种共享不仅仅局限于简单文件的交换，更强调对计算能力、软件、数据以及其他资源的直接访问[4]。

清华大学李三立院士提出了一个更为广泛的定义，网格是一个集成的计算与资源环境，或者说是一个计算资源池，它能够充分吸纳各种计算资源，并将它们转成一种随处可得的、可靠的、标准的同时还是经济的计算能力。

互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通讯功能，而网格则功能更多更强，让人们透明地使用计算、储存等其他资源[5]。

简单地说，网格是一门技术，它是互联网发展的又一个新的阶段，它把整个互联网整合成一个巨大的超级计算机，从而实现了各种信息资源的全面共享。

　　1.2网格供应链的概念

　　本文在前人研究的基础上结合作者对网格技术和供应链管理相结合的研究给出如下定义：

网格供应链是运用网格技术将整条供应链上的各个企业看作网格结构的各个网状节点，将各个节点的信息整合到一起，实现信息之间的传输、交流和共享，从而实现资源的最大利用。

网格环境下供应链管理系统模型如图1所示。

图1网格供应链系统模型图

　　1.3当前研究状况

　　1.3.1网格的研究发展状况

　　当前对于网格的研究发展，国外尤其以美国为主，大体应用在以下几个方面：

（1）GIG是主要应用在军事方面的网格计划；

（2）Globus是国际上最具影响力的网格计算项目之一，旨在更大程度的实现信息资源的共享和相互操作；（3）PIG主要是网格环境下的高性能计算、高性能物理和海量数据储存。

我国的网格研究发展状况，已经发展了包含中国国家网（CNGrid），国家自然科学基金网格（NSFCGrid），上海教育科研网格等在内的六大网格项目[5]。

　　1.3.2Petri网的研究发展状况

　　Petri网是由德国CarlAdamPetri博士于1962年提出的一种网络结构。

经过将近50年的发展。

在Petri网的基础上又产生了时间Petri网、有色Petri网、广义随机Petri网等高级Petri网。

基于Petri网的供应链建模方法可以描述系统动态特性，能够很好地描述供应链中的物流、信息流和资金流。

Petri网的研究已经引起国内外相关研究人员高度重视，并且产生了大量的研究成果[6]。

　　2网格供应链协同管理的意义

　　2.1传统供应链

　　2.1.1传统供应链模式

　　传统供应链的模式过于单一，供应链中的企业与企业之间缺乏必要的沟通，造成了信息的失真、延迟等，不利于企业的长久发展。

传统的供应链信息传输如图2所示。

图2传统供应链信息传输

　　2.1.2传统供应链协同管理方面出现的问题

　　当前我国制造型企业的信息化程度不高，这些不足在供应链管理上主要体现为[7]：

（1）链的敏捷性不足；

（2）资源的整体利用率低；

　　（3）各节点信息系统的异构性；

　　（4）信号失真。

　　2.2网格供应链

　　2.2.1网格供应链模式

　　在网格环境下，各种资源信息能够更好、更快、更有效的在供应链中交流。

网格环境下的供应链信息传输如图3所示。

图3网格环境下的供应链信息传输

　　2.2.2网格供应链协同管理的优势

（1）响应敏捷；

（2）高度集成和共享；

　　（3）实现资源全面共享；

　　（4）数据处理能力超强。

　　3基于时间Petri网的货物流程建模

　　含时间因素的Petri网简称为时Petri网，时间Petri网可以对流程在时间方面进行定性分析[8]。

　　3.1时间Petri网（TPN）

　　3.1.1定义：

时间Petri网是一个六元组（P，T，B，F，M，SI）[8]其中：

　　3.1.3时间Petri网的可达性分析算法

　　对于时间Petri网的可达性分析就是对其可达树的分析。

它是建立在基于时间戳类的状态类全局时间变量基础之上的，实际上可达树算法就是它们的状态变换顺序次序的排列。

其算法规则如下[10]：

　　3.2货物流程的时间Petri网模型

　　触发时间可以体现出企业对顾客、对市场的响应速度，即触发时间越提前就越能体现出供应链的敏捷性，有效地来提高供应链中企业的运营效率，所以以触发时间作为衡量指标对供应链模型中货物的流程时间进行评价。

图4基本TPN模型

　　在图4的基本TPN模型中，库所用圆圈表示；变迁用粗实线表示；变迁用有向线段表示，此模型作为后面实例建模的理论依据。

　　3.3实例

　　为了简单明确的说明，例子中只涉及一家企业和两家供应商，企业将生产产品A，需要原料B和原料C，两家供应商在接到订单后分别负责提供原料B和C（其中，原料B为供应商在无货状况下的重新生产制造，原料C为供应商在有货状况下可直接从仓库发货）。

传统供应链TPN模型如图4所示，基于网格环境下的供应链TPN模型如图5所示；表1为图4的符号说明，表2为图5的符号说明。

（说明：

图中分析供应商有货和无货两种状态流程；其中上支路线为无货，下支路线为有货）

　　计算图5传统供应链TPN模型中原料B所需的时间，即缺货状态下：

　　即网格环境下，供应商从接到订单到交货所用的时间间隔就缩减到［8，16］；

　　同理，可计算在有货状态下对于原料C，供应商从接到订单到交货在传统TPN模型下所用时间间隔为［8，17］可缩减为在网格TPN模型下的［6，12］。

　　结论分析：

实例中分析了供应商在有货和缺货的两种情境下，以供应商无货情境下关于货物B的流程为例，把传统供应链模式和网格供应链模式下的货物流程时间进行对比，结果如图7所示。

　　图7货物流程——触发时间对比图

　　从改善前后的点折线趋势图可以清楚直观地看到，对于货物B，改善后的最早、最晚触发时间有了明显的降低，企业从货物需求、供应商响应到货物到达的传输效率有明显的提升，对供应链协同管理中货物流程有了一定程度的优化。

充分地从时间上说明了网格供应链协同管理的有效性和可行性，体现了网格供应链在协同管理方面的优势。

　　4结束语

　　本文在总结了前人研究的基础上，提出了有关网格供应链协同管理流程时间的求解方式，利用基于时间Petri网模型结合实例分析了网格供应链中的货物流程，以触发时间值为衡量参数，说明有了网格技术的支持，有效地提高了信息在供应链流程中的传输，对供应链协同管理进行了合理的优化。

文章中还有不足之处，现实中企业间的数据传输和计算量更大，文章的下一步将结合计算机编程技术，对供应链货物流程的时间Petri网模型进行编程，从而能更迅速、更智能地处理数据，更好地体现出网格供应链协同管理的优势。

　　【参考文献】

　　[1]马士华，黎继予．供应链管理[M].北京：

机械工业出版社，2011.1.

　　[2]李芳，邱俊茹，叶春明，等．基于供应链的协同生产调度研究发展现状与展望[J].计算机应用研究，2010,27（11）:

4021～4023.

　　[3]张小娟，李华．网格环境下基于语义关联的信息检索[J].计算机应用，2009,29（6）:

1517～1519.

　　[4]FosterI,KesselmanC.TheGrid:

BlueprintforaNewComputingInfrastructure[M].SanFrancisci:

MorganKaufmannPublishersInc,1928:

279～309.

　　[5]谢晓兰，牛秦洲，李春泉．网格理论与应用[M].北京：

冶金工业出版社，2010.

　　[6]程晨．基于Petri网的供应链整合问题研究[D]:

［硕士学位论文］．无锡：

江南大学，2009.

　　[7]陈志圣，黄立平．基于网格的供应链管理信息平台的构建[J].计算机工程与设计，2007,28（19）:

4674～4676.

　　[8]蒋艳辉，姚靠华，李娴．基于时间网格的商品流通领域供应链信息集成效率[J].系统工程，2011,29（6）:

95～99.

　　[9]WangJiacun,DengYi,XuGuang.ReachabilityAnalysisofReal-TimeSystemUsingTinePetriNets[J].IEEETransactiononSystem,Man,andCybernetics,2000,30（5）:

725～736.

　　[10]秦锋，宋金晶，袁志祥．时间Petri网分析工具的实现[J].计算机工程与应用，2003,15

（1）:

133～134.