基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系構建研究

鄭 偉 宋守信

(北京交通大學 經濟管理學院，北京 100044)

一、引言

糧食儲運管理網絡信息化是全面提高我國糧食儲運運行效率，實現糧食安全流通與供應鏈現代化管理的必然選擇。糧食儲運網絡信息化，主要是通過集成分散糧食存儲運輸信息和并行調度多層次的糧食動態化信息網絡管理，解決糧食儲運調度過程中的局部處理信息資源能力不足的問題。

在我國糧食儲運流程中，國家糧庫組織、地方糧庫組織、企業和民間糧庫之間的協調是保證糧食儲運安全的基礎。但是，長期以來由于組織之間信息不對稱、價格交易不公平、產品質量參差不齊等問題，給我國糧食安全流通和運輸儲備帶來了巨大的損失。有統計顯示，我國糧食每年產后損失率超過8%。在糧食倉儲、運輸、加工等環節損失浪費量達700 億斤以上。①《我國每年儲藏運輸加工環節造成糧食浪費700 億斤》，中國物流采購網2013年5月20 日。這些由于協作方式落后、信息交流不暢以及作業不當造成的大量糧食損失，不僅是對糧食資源的浪費，也是對我國糧食安全的巨大威脅。因此，建立和完善糧食儲運信息網絡是建設現代化糧食儲運體系，減少糧食儲運過程中的糧食損失和保障糧食儲運安全的重要措施。

實現糧食儲運安全是糧食儲運管理的重要目的，它包括:確定糧食儲運目標，即保證糧食能保質保量及時地到達顧客的手中，并在此過程中避免糧食安全事故的發生;在糧食儲存過程中，構建糧食存儲網絡，對糧食倉庫進行維護，對糧食儲存環境進行控制，對儲存的糧食進行質量檢測;在糧食運輸過程中，建立糧食運輸網絡，對糧食運輸方式和路徑進行優化，對糧食運輸工具進行跟蹤;在儲運管理過程中，對管理的效果進行評價，并對評價結果進行反饋，不斷創新和改進對糧食儲運安全體系的管理。

構建糧食儲運安全管理體系，糧食儲運信息的采集和處理至關重要，尤其是在網絡經濟的背景下，建立糧食儲運網絡以及對糧食儲運信息進行集成化管理具有現實意義。搭建糧食儲運安全管理信息網絡集成平臺，其目的在于實現糧食儲運信息的電子化、數字化，并通過糧食儲運網絡完成對糧食儲運信息的自動采集、處理、存儲、傳輸和交換，實現糧食儲運信息資源的充分開發與共享，降低物流成本，提高糧食儲運效率。

網格是一個集成的計算與資源環境，它能充分地吸納網絡計算資源，并將其轉化為網絡在線可得的、標準的和經濟的計算能力，為用戶提供一體化信息和應用服務。換言之，網格應用就是利用網格技術將分散的資源、信息、知識協調整合并用以解決復雜問題，它不僅是一種網絡技術及其計算資源，同時也是一種管理思想。②張慶利:《網格技術研究與應用綜述》，《洛陽大學學報》2006年第2期。本文擬通過對網格技術、網格管理和糧食儲運管理的研究，探索基于開放網格服務體系結構(OGSA)的我國糧食儲運管理體系及其網絡信息平臺的構建與應用。

二、糧食儲運的網絡化管理

(一)糧食儲運的協同管理

基于協同理論的糧食儲運供應鏈管理是為了實現糧食儲運過程的協同運作，通過在各成員企業之間建立戰略性的合作伙伴關系，實現各企業之間物流管理與運作的深度合作，提升糧食儲運的整體協同效應。在糧食儲運系統中，采購、倉儲和運輸是三個最重要的子系統，所以糧食儲運網絡化的重要內容或管理需求也就重點體現在糧食儲運的協同采購、協同倉儲和協同運輸等三個層面，這也是糧食儲運網格管理信息網絡體系的核心內容。

1.協同采購。為了解決糧食采購成本居高不下和各地區采購單位信息交流不暢的問題，要實施協同采購策略。通過糧食儲運信息協同、糧食儲運生產協同、糧食儲運計劃協同、糧食儲運需求預測協同等，實現糧食儲運的信息共享，使糧食儲運供應鏈上的各利益主體實現交易信息實時溝通。通過信息網絡體系的建設，可以綜合判斷國家糧食采購和企業糧食采購的市場地位與價格價值，實施國家、民間和地方三者合作的協同采購模式。

2.協同倉儲。為了解決糧食倉儲過程中的糧食損耗，要積極的利用信息網絡體系巨大的資源整合功能來解決糧食儲運過程中缺乏合作和信息不暢等問題，實施協同倉儲策略具有重要的戰略意義。具體過程分解:首先要建立與糧食收購商、糧食倉儲生產企業和糧食銷售商之間的戰略伙伴關系;其次要引入新的信息化網絡庫存管理模式，如JMI 和VMI 模式，在糧食儲運信息網絡體系的平臺上，加強糧食儲運供應鏈各方的信息化系統建設，消除信息孤島，保持信息的暢通與共享。

3.協同運輸。為了解決糧食運輸過程中的損耗大、成本高、效率低等問題，要實施協同運輸策略。協同運輸管理(CTM)是一種供應鏈合作新概念，它是在原有“供應商——銷售商”的合作關系上，擴展至“供應商——發貨人——第三方物流——收貨商”的新戰略聯盟，通過信息共享和供應鏈協作，制定計劃、預測、運輸、庫存等商品服務全過程的共同決策，不僅包括原有的協同計劃預測補貨，還延伸至運輸和配送的領域。糧食協同運輸管理(GCTM)是指糧食儲運企業在信息網絡體系下通過物流倉儲運輸作業的信息共享和供應鏈協作，實現糧食儲運供應鏈中各成員企業之間信息無縫交換，并將其貫穿于糧食儲運計劃、預測、運輸、倉儲的全過程。

(二)糧食儲運信息網絡化管理

系統科學理論認為，糧食儲運網絡是一個多層次、多功能的復雜系統。糧食儲運網絡化管理則運用系統科學的觀點對糧食儲運網絡進行規劃與設計，把糧食儲運物流從一種混沌狀態轉變為有序的網絡化狀態:一是運輸手段的網絡化，變單一運輸方式為不同運輸手段有機結合的多種運輸方式;二是糧食儲運企業之間聯系的網絡化，通過糧食儲運企業間的信息共享與業務合作，實現共同配送中心和信息共享機制;三是糧食儲運信息網絡化，通過對糧食儲運需求信息的集中、組合和優化配置，實現糧食儲運信息的網絡化管理。

糧食儲運信息網絡體系的建立要分兩步走，首先要在糧食倉儲、運輸和流通公司中成立包括采購、倉儲和配送等業務在內的物流中心，初步實現糧食企業儲運網絡的內部一體化;其次在糧食企業儲運網絡內部一體化的基礎上形成行業內糧食儲運和交易企業聯網互通的糧食儲運信息網絡體系。本文定義的糧食儲運網絡體系是為了適應糧食儲運信息化、網絡化要求而規劃設計的，是建立在糧食儲運基礎設施網絡之上，以信息網絡為支撐，按網絡組織模式運作的綜合服務網絡體系。它包括糧食儲運組織網絡、糧食儲運基礎設施網絡和糧食儲運管理信息網絡平臺。需要強調的是，糧食儲運基礎設施網絡是建立在物流基礎之上的交通通訊基礎設施，也可以將糧食儲運基礎設施網絡理解為物流基礎設施節點。糧食儲運基礎設施的規模與可用性越大，其為客戶提供的糧食倉儲、配送和運輸以及其他增值性物流服務的能力就越強。糧食儲運網絡可以通過信息和組織技術，集中原來分散的糧食儲運物流基礎設施進行網絡化經營，延伸其價值鏈。①王亦斌:《信息技術、人力資本與經濟發展方式轉變》，《理論探討》2012年第1期。糧食儲運管理信息網絡平臺，則可以使節點企業間實現信息與資源共享，提升糧食儲運網絡的客戶服務滿意度。

三、基于網格的糧食儲運管理特征分析

OGSA(Open Grid Services Architecture)被稱為是下一代的網格體系結構，它最突出的特點就是以“服務”為中心。在OGSA 框架中，將一切都抽象為服務，包括計算機、程序、數據、儀器設備等。這種觀念，有利于通過統一的標準接口來管理和使用網格。網格與計算機網絡不同，計算機網絡實現的是一種硬件的連通，而網格能實現應用層面的連通。因此，網格技術所提供的信息與資源共享機制符合糧食儲運管理信息網絡體系的發展要求。糧食儲運管理信息網絡平臺可以依托網格技術，將資源抽象或虛擬為服務，以服務引導功能實現，將整個網絡集合成糧食儲運物流服務的平臺。

(一)糧食儲運網絡系統與服務的開放性

基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系能動態地創建和刪除服務，豐富了網格服務的內容，增強了網格服務對于糧食儲運管理的實效性。糧食儲運網絡同時也是一個開放系統，不同的物流子網可以根據一定的規則加入到社會糧食儲運網絡之中，在遵循統一調配和管理的前提下分享糧食儲運網絡帶來的利益，使網格與糧食儲運網絡在系統開放性方面可以實現同時受益。

(二)糧食儲運資源的分布與共享性

糧食儲運網絡資源與糧食儲運基礎設施、儲運企業和物流信息等具有相同的分布性，尤其是糧食儲運物流信息的分布與網絡計算資源的分布十分相似。糧食儲運的網格資源與糧食儲運物流服務都面臨著人與系統以及人與人之間的交互、安全傳輸與通信問題、資源與任務的分配和調度問題。同時，網格資源在具有分布性質的同時可以實現物流服務資源和信息資源的共享。

(三)網格管理自治性與管理多重性

糧食儲運的網格資源具有自治性，即允許資源所有者可對其資源進行自主管理。為了統一將資源展示給用戶，網格要求資源接受網格的統一管理。糧食儲運網絡中每個節點企業有其獨立的自主管理其內部和外部資源的能力，但同時建立多重管理機制是糧食儲運管理信息網絡體系構建過程中的重要內容，二者在對內容的自治性與管理多重性方面是一致的。

(四)糧食儲運網絡管理的松散耦合性與動態多樣性

由于物流服務需求和供給的動態性與多樣性，糧食儲運網絡也存在協調和自動遷移等問題，網格技術可以為糧食儲運網絡設計提供某些方面的借鑒。通過網格將糧食儲運資源和服務進行虛擬后，通過標準接口實現虛擬的資源和服務之間的相互調用，在不影響原系統獨立使用的同時，使資源和服務既可獨立運行，也可以靈活地與外部連接。糧食儲運網絡中各節點提供的服務同樣可以實現松散耦合，通過相關的管理機制和網絡協議共享網絡可用資源。網格是一個動態的整合過程，其存在或擁有的資源或功能是處于動態變化過程中的。網格管理需要能夠及時應對這種動態變化過程，以實現任務的動態調配和遷移。

四、糧食儲運管理信息網絡體系構建

糧食儲運管理信息網絡體系是在網格技術與網格管理環境下出現的新的管理體系，其信息管理平臺主要應用在廣域網絡和異構數據環境下對復雜的糧食儲運數據進行統一邏輯化管理，從不同的糧食儲運地理分布站點對糧食流通過程的各種異構數據庫資源進行計算、分析和共享。基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系平臺建設工作的核心，就是開發連接整體網格的中間件和物流信息服務接口，實現網格資源的輸入和網格服務的輸出。在糧食儲運過程中，網格應用研究和所要解決的是數據資源共享的問題，因此可以利用該平臺計算、優化和分析糧食儲運數據資源的應用及績效。

基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系是通過網絡將各個糧食儲運企業的物流信息、技術和軟件資源向用戶提供糧食儲運物流服務。因此，基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系結構中最突出的特征就是信息共享、資源整合以及協同服務平臺。協同服務平臺的功能由滿足松散耦合特性的模塊來完成，通過分解與組合這些模塊來構成和滿足不同物流業務需求的應用服務，而平臺中所有服務均是通過調用分散在網絡中的資源來完成的。基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系結構如圖1 所示。

圖1 說明，應用層是實現糧食儲運企業間相互協作的運輸、代理、倉儲、加工、整理、配送以及各類增值擴展的糧食儲運物流服務，在以服務管理層所定義的服務規范為支撐而展開的應用服務。應用服務，包括業務服務模塊中運行的服務，也包括通過流程服務模塊中的基本服務。

服務管理層采用中間件技術來屏蔽網絡傳輸層中的計算資源的分布、異構性，向應用層提供透明、一致的使用接口，從而使糧食儲運企業應用不同的軟件。服務管理層依據中間件技術和一系列服務協議，包括對糧食儲運企業的發現識別，對服務的注冊、發現、認證、授權、租用、調用以及糧食儲運過程的控制與管理。

圖1 基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系架構

網絡傳輸管理層負責節點的互連以及數據的發送和接收，通過有線城域網和無線城域網、有線局域網和無線局域網等各類網絡的連接，采用基于TCP/IP 的傳輸網絡協議，基于HTTP 和SOAP 的設備信息交互和服務信息交互，可以完成在糧食儲運網絡上進行信息的自動采集、處理、存儲、傳輸和交換，實現糧食儲運信息資源的充分共享，降低糧食儲運成本，提高經營效率。

五、結論

以網格技術為基礎的糧食儲運管理信息網絡體系，可以將互聯網、服務器集群、大型企業數據庫、多并發傳感器、遠程通訊設備融為一體，從而實現我國糧食儲運業務過程的網絡化秩序管理，使糧食儲運過程中的計算資源、存儲資源、信息資源和知識資源得到充分的全面共享，消除信息孤島和資源孤島，提高我國糧食儲運信息網絡化管理水平。另外，基于網格的糧食儲運管理信息網絡體系在重視糧食儲運物流服務的同時，也注重糧食儲運網絡結構改造、業務流程重組、信息資源管理方法創新等自身建設。網格升級對糧食儲運管理信息網絡體系是透明的，在建設過程中，雖然直接使用網格計算的物流應用還沒有真正實現，但是兩個領域中現有方法的相互借鑒，對于解決我國糧食儲運所共同面臨的復雜問題非常有益。