基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統構建研究

高瑞萍 紀壽文 田睿琪

摘 要：文章介紹了控制塔的基本架構和原理，設計了基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統藍圖、功能架構、技術架構等，詳細分析了可視可控可追溯系統的技術方案，為乳制品可視可控可追溯的服務模式的建立提供了基礎。

關鍵詞：控制塔；可視可控可追溯；總體架構；技術方案

中圖分類號：F273.7 文獻標識碼：A

Abstract： The paper introduces the fundamental structure and theory of control tower， designs the system blueprint， functional architecture， data architecture， technical architecture and network architecture a visible， controllable and traceable service system of dairy products supply chain logistics based on control tower， comprehensively analysis the technical scheme of the system， providing a basis of establishing a visible， controllable and traceable service pattern.

Key words： control tower； visible， controllable and traceable service mode； overall structure； technical scheme

0 引 言

隨著乳制品供應鏈業務的發展，乳制品供應商、生產商、銷售商和消費者對乳制品的整個業務流程的掌控要求越來越嚴格。對業務過程中各種相關的事件、地點、狀態等的要求更加明確，精度要求更高，響應速度要求更快。同時，相應的附加服務也在逐漸增加，例如：報表、KPI、流程定制、異常處理，甚至包括一些業務BI功能，都旨在對乳制品供應鏈進行全程的可視可控可追溯[1-2]。

與此同時，出現了一種新的解決方案——Control Tower（簡稱CT），為乳制品供應鏈可視可控可追溯找到了出路。控制塔的解決方案對于乳制品供應鏈的管理，帶來了前所未有的靈活性，可以對乳制品供應鏈的相關業務按需配置、管理，并能對整個供應鏈的運行狀態和乳制品狀態進行監控，及時處理出現的異常情況，為整個乳制品供應鏈提供全面、完善的服務。

1 控制塔的基本架構和原理

控制塔是一種供應鏈協同控制模型，采用“總覽全局信息、全面協同控制”的模式對整個供應鏈進行協同控制。其核心是供應鏈全程質量信息直通和頂層控制。從控制流程的角度來看，控制塔分為五層。從控制塔的結構來看，該塔又分為塔頂、塔身和塔基三部分，塔基部分實現對業務支撐層和信息采集層的信息感知功能；塔身部分實現對質量控制層和信息服務平臺的信息集成與質量控制功能；塔頂實現對協同管理決策層的頂層全鏈控制功能。控制塔基本架構如圖1所示[3]。

業務支撐層用來劃定控制塔的解集邊界，表征供應鏈全鏈業務過程。信息采集層采用物聯網技術實現供應鏈信息全面感知，又可分為感知層、網絡層、處理層和應用層。信息服務平臺層實現采集信息的集成，形成信息服務。信息平臺既是控制塔的信息處理工具，又是控制塔信息服務的主要表現平臺。業務協同控制層是在信息平臺的基礎上進行業務的優化、控制。協同管理決策層是控制塔的頂層，頂視供應鏈全鏈控制，包括供應鏈物流服務合作決策、物流資源整合、平臺服務模式創新等管理決策行為。

“供應鏈物流協同控制塔”的主要特點在于信息的可視性、通透性和管理的靈活性。控制塔采集供應鏈業務流程中需要監控的各個節點信息，以及相關的狀態（時間、地點、狀態值等），通過異構信息共享與交換等技術實現信息的可視性，采用信息直通機制實現信息的通透性。由于信息的可視性和通透性，管理層可實現對供應鏈的相關業務按需配置、管理。

2 基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統的總體架構

2.1 基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統總體架構藍圖

基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統總體上分為多個層次進行設計，包括：基礎設施層、數據交換層、數據采集對象層、信息資源層、服務支撐層、協同服務層、應用層、界面層、用戶層、以及IT治理框架等部分。基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統總體架構藍圖如圖2所示。

2.2 基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統的特點

（1）可視。CT采集乳制品業務流程中需要監控的各個節點信息，以及相關的狀態屬性（時間、地點、狀態值等），作為CT的基礎數據。CT提供一個乳制品追溯控制中心網站，允許每個用戶根據自己的需要，自行定義、組合需要顯示狀態以及其他內容。

（2）可控。CT提供對乳制品業務規則自定義的支持，可以對乳制品業務規則產生的不同結果定義多種處理、展示方式。在采集到狀態信息以后，使用預先定義的乳制品業務規則進行校驗、展示，如果出現預先規定的結果之外的情況，或者是預先定義的異常情況，CT能夠支持多種方式（郵件、短信、傳真、消息推送等），自動提醒相關角色、人員。

（3）可追溯。CT中自定義多種乳制品指標，不同的報表，對整個乳制品業務流程和各個節點，進行多維度、不同深度的考核總結，使用戶能夠直觀地了解這個乳制品業務流程的運行狀況，以及各個環節的效率等，可以做到追溯到每個乳制品的信息節點。

3 基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統功能架構

乳制品可視可控可追溯系統旨在控制追溯整個乳制品供應鏈的物流信息，為了能夠完整有效地進行乳制品的信息采集，數據處理和方便用戶使用，系統采用如下功能架構。包括跟蹤信息整合、對外服務、系統管理三個部分，具體見功能架構圖，如圖3所示。

（1）系統各部分具體功能架構。根據圖3乳制品可視可控可追溯系統的功能架構，為了保證乳制品業務及功能需求和流程的統一，系統分為信息整合、對外服務、系統管理三大部分，各部分具體功能結構如圖4所示。

（2）追溯控制中心網站功能架構。為了方便乳制品企業和消費者使用，系統建立對外服務網站——乳制品追溯控制中心網站，整個乳制品供應鏈中的生產商、供應商、銷售商、消費者都可以進入網站查詢相關乳制品信息，整個乳制品供應鏈的信息都可以在網站上共享，具體的功能架構如圖5所示。

4 基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統技術設計

4.1 追溯總體技術設計

根據乳制品追溯控制中心建設原則，采用SOA思想，應用B/S架構，使用RIA（Rich Internet Application）方式，使得乳制品追溯控制中心網站的界面效果豐富，更加容易使用。乳制品可視可控可追溯系統技術架構設計如圖6所示。

4.2 可視可控可追溯系統消息處理層

系統消息處理層主要是對報文消息進行處理，主要集中在兩部分，WebService消息通訊組件和異常處理方式組件。

其中WebService消息通訊組件是系統與其他系統對接的門戶，主要用于與數據交換平臺進行報文交互，接收各種不同格式的消息報文，并將其放入線程池中，交付給報文處理主邏輯進行后期處理。

異常處理方式組件，包括EMAIL消息通訊組件，SMS消息通訊組件，MQ消息通訊組件。主要用于處理異常消息，通過預設流程對異常情況進行一定程度的自動處理，并將異常代碼和相關信息及時發給業務、技術等相關人員進行處理。

（1）服務接口處理。CT系統提供面向其他系統的服務接口，可以針對不同系統的特點進行有效擴展，同時能夠保證原有功能的穩定，保證代碼開發程度最小。服務接口處理流程結構如圖7所示。

（2）數據接口處理。CT系統與其他系統做數據接口對接，利用WebService客戶端的方式與其他做大批量數據交互。無論何種業務模式，都是通過客戶端的請求來發起的，設計中考慮到兩種業務情況：①獲得其他系統發送過來的業務報文；②向其他系統請求業務數據。

該功能在前置服務應用中加以實現：

如圖8所示，WebService組件實現所有與數據交換平臺交互所必須的處理流程，包括申請令牌、獲得消息報文等處理。同時，還提供“對外申請報文數據”的接口，提供未來業務擴充的需要。

4.3 可視可控可追溯系統數據解析層

數據解析層主要負責純數據非業務的數據處理，其中涉及到異常單線程處理邏輯模塊和KPI單線程處理邏輯模塊，以上兩個模塊處理方式相似，此處僅以異常單線程處理邏輯模塊為例進行分析說明。

異常單線程處理邏輯模塊，從數據解析處理邏輯線程池接收到數據，通過解析數據對象，查詢異常配置表中是否有對應本票報文的配置信息，將查詢出來的異常信息遍歷，并從數據對象中得到異常計算公式，以及公式中各參數值，調用規則引擎，獲得規則引擎計算結果，并將異常相關數據一一存儲到物流動作異常情況記錄表中，若計算結果顯示，需要通知業務人員對此異常進行及時處理，則根據在數據庫中得到的異常處理方式及業務人員信息，進行后期消息處理層消息通訊組件的調用。

（1）規則引擎設計。系統架構規則引擎所使用的核心組件是Drools5.1，利用它來進行規則訂制和計算。本架構開發的規則引擎可以實現規則訂制、規則引擎對外功能接口和跟蹤系統業務結構調整規則等。

系統架構主邏輯調用規則引擎進行規則計算時，會根據具體業務需要在配置文件中找到具體業務處理類路徑，選取規則，最終將對應業務對象和公式名稱傳入，進行規則計算，并返回計算結果。

此外，系統架構提供了規則包動態加載功能，當規則文件內容有變動時，架構會將最新內容自動加載到應用中，而不需要啟停服務。規則引擎整體結構圖如圖9所示：

（2）KPI數據設計邏輯。根據數據報文中的系統識別信息，讀取數據庫《KPI定義表》中符合該系統條件的KPI記錄，并與該報文所對應的節點動作做聯合查找，檢查是否存在需要進行規則校驗的KPI數據，進行數據校驗，并獲得結果保存到《物流動作執行KPI考核情況記錄表》。

主要涉及到的表格如圖10所示：

根據對規則引擎設計規范的描述，得出在做規則校驗時只需要調用相應的規則類即可實現規則計算得到規則結果。

（3）異常數據設計邏輯。根據數據報文中系統的識別信息，讀取數據庫《異常表》中符合該系統條件的異常記錄，并與該報文所對應的節點動作做聯合查找，檢查是否存在需要進行規則校驗的異常數據，進行數據校驗。同時，根據從《異常處理方式表》中獲得的對應處理方式規則，找到具體實現類進行專門處理，最后將異常處理結果保存到《物流動作異常情況處理結果記錄表》表中。

根據對規則引擎設計規范的描述，得出在做規則校驗時只需要調用相應的規則類即可實現規則計算得到規則結果。

5 結 論

本文主要對基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統進行了研究，提出了該系統的系統藍圖、功能架構、數據架構、技術架構和網絡架構等，完整的分析了可視可控可追溯系統的技術方案。控制塔的解決方案給乳制品供應鏈的管理帶來了前所未有的靈活性，可以對乳制品供應鏈的相關業務按需配置、管理，并能對整個供應鏈的運行狀態、乳制品狀態進行監控，及時處理出現的異常情況，加強供應鏈的實時監控能力、保證乳制品物流質量、提升供應鏈的透明度、提高供應鏈管理效率、加強生產監控和物流質量控制、明確企業的風險責任。基于控制塔的乳制品供應鏈可視可控可追溯系統為整個乳制品供應鏈提供了全面、完善的服務。

參考文獻：

[1] 黃楨. 基于物聯網技術的乳業食品安全追溯平臺分析與設計[D]. 北京：北京郵電大學（碩士學位論文），2014.

[2] 趙巖，吳莉宇，王強，等. 我國農產品質量安全追溯系統的建立研究[J]. 現代農業科技，2009（8）：323-325.

[3] 田英. 基于成本、時間及收益的乳制品物流質量控制研究[D]. 北京：北京交通大學，2015.