云共享物流平臺構建的關鍵技術研究

杜其光，韓俊德，郭 愷，朱旺梅，王亞宏

(1.天津農學院 經濟管理學院，天津 300384；2.天津大學 管理與經濟學部，天津 300072)

0 引言

我國的物流成本占GDP的比例為15%～20%，要遠高于西方國家10%的比例[1-2]，其主要原因是物流活動中廣泛存在著資源分布不平衡、利用率不高的問題(運輸車輛空載、倉庫存儲利用率低、物流設備擁有量剩余與短缺并存)，導致單位成本投入產生的單位收益較少。如果不能采取有效措施，勢必會加劇物流資源供需之間不平衡的矛盾，導致資源的不充分利用，從而造成更大的浪費，也會給生態環境帶來較大的負載。究其根源是資源的信息無法有效進行傳遞，資源信息的不對稱增加了物流資源供需方之間的交易成本。因此，物流行業需要借助“互聯網+”[3]，通過物聯網智能感知設備，把物流資源的信息實時發布到共享平臺上，實現資源的共享，使物流服務供需方之間的資源需求得以有效匹配，達到以較小的邊際成本創造較大收益的目的，推動供給側的改革。在共享平臺的協調作用下，不僅能夠整合物流服務資源以提高資源的利用率，而且能夠向消費者提供更為便捷、全面的服務[4]。

基于這一視角，傳統物流業應充分結合現代信息技術的發展(物聯網、云計算、語義Web等)進行轉型升級，由原來單一的企業經營模式轉變為面向服務的復合經營模式——云共享物流模式。

在云共享物流模式下，物流企業閑置的、碎片化的資源和能力能夠被實時智能感知，并通過云共享物流平臺的部署，使之虛擬化，在邏輯上形成可以無處不在、無時不在的云物流資源，實現物流資源和能力的“深度可視化”；此外，在云共享物流平臺的協調作用下，各企業提供的物流業務不僅可以面向終端消費者，還可以利用網絡實現閑置資源的充分利用，拓寬業務范圍，開展面向其他物流企業專業的物流服務。這種面向服務的物流業務新模式，能夠充分發揮信息化的優勢，實現物流資源和服務能力的共享與協同，以較低的邊際成本達到物流資源增值的目的。云共享物流系統通過網絡為企業物流服務的全過程(運輸、倉儲、裝卸搬運、包裝、配送等環節)提供可隨時獲取的、按需使用的物流服務，實現物流資源的“便利可得化”。

1 云共享物流系統的結構

云共享物流系統是通過云平臺的協調和管理作用，實現物流企業閑置資源和能力的流通與共享，有效地匹配物流資源和能力的提供方和需求方的業務需要，達到企業收益的規模化、碎片化資源的共享化與協同化的目標。整個系統的運行原理圖如圖1所示。

圖1 云共享物流系統運行原理圖

從圖1中可以看到，在云共享物流系統中的用戶類型主要有三種：資源提供方、云共享物流平臺和資源需求方。在資源提供方一側，企業利用物聯網技術能夠實時、智能地感知物流活動運行過程中的資源和能力，經過虛擬化接入系統之后，再以物流服務的形式提供給第三方運營平臺(云共享物流平臺)，形成虛擬的、無處不在的資源池，供云共享物流平臺的調度和使用；云共享物流平臺主要是實現對云服務資源的高效管理、運營，是整個云服務系統的核心，它既包括了對供應方虛擬接入的資源和服務的封裝、注冊、標準化、發布等操作，也包括對需求方的請求，動態地提供可靠、有效的物流資源服務。在資源需求方一端，能夠在云共享物流平臺的支持下，按需、有償使用各類應用服務，既可以減輕因企業規模的擴張帶來的資金壓力，又可以迅速抓住轉瞬即逝的市場機會，透明、廉價地使用匿名的資源。

云共享物流系統是大量的物流資源按規則聚合在一起所形成的動態云服務系統，它使物流資源的使用從獨占方式轉變為協同共享服務方式。云共享物流平臺為這一系統提供了平臺支持，由此實現了物流云服務的部署、配置、管理等功能。

2 云共享物流的構建層次

為了保證企業的閑置物流資源和能力得以在云共享物流平臺得以有效共享，本文提出了云共享物流系統的層次結構圖，共包括三個層次，具體如圖2所示。

圖2 云共享物流系統層次結構圖

2.1 資源層

資源層是整個云共享物流資源系統的最底層。作為整個系統的基礎，包含物流活動過程中所涉及到的全部異構資源：物流資源和物流能力(統稱物流服務)。它為不同類型的物流資源采取不同的虛擬化、服務化技術提供了前提。

物流資源是指物理存在的一種資源形式，如倉儲設備、運輸設備、物流管理軟件等客觀存在的物理資源。物流能力指物流企業為完成某一目標所需要的主觀條件，是一種無形的資源形式，是在物流活動中結合物流資源要素所表現出來的一種能力，如物流企業的倉儲設計能力、運輸路線規劃能力、管理能力等無形資源。物流能力與物流活動、物流資源是緊密聯系在一起的，離開具體的活動任務及資源要素，便無法體現。

底層資源的多樣性，決定了整個云共享物流系統上層結構的復雜性和重要性。

2.2 服務層

服務層是整個云共享物流系統的核心，關系到整個系統的運行，起到舉足輕重的作用。詳細的結構包括了以下幾個層次。

2.2.1 智能感知層

智能感知層主要完成的工作是物流資源和能力的感知和識別。

對物流服務的感知，主要基于二維碼標簽、射頻識別(RFID)標簽、傳感器等感知裝置，根據工作原理的不同，可以分為主動式感知和被動式感知。

在系統感知到不同類型的資源和能力之后，需要通過接口適配器、模型適配器、傳感適配器等適配器接入上一層結構，進一步進行服務的采集、分類、聚合等處理。

針對不同類型的資源，智能感知方式可分為以下兩種：(1)硬資源感知。對于物流資源中的硬資源(如存儲設備、起重設備等)，其感知過程主要是通過物聯網相關技術來實現的，可以根據監測到資源的工作、使用情況，實時傳輸到云物流平臺。相比較于軟資源和物流能力的感知，硬資源的感知較為容易。(2)軟資源和物流能力感知。對于物流資源中的軟資源、物流能力，其感知過程與硬資源感知過程不同，需要依賴于具體的物流活動過程，因此，感知過程主要集中于對其靜態屬性進行感知(如資源的名稱、功能說明等)。

另外，對于該類部分資源(如軟件、模型等資源)，還存在著接口標準和格式不統一的情況，為實現與共享云的虛擬接入，需要構建適當的適配器，如軟件接口適配器、模型適配器等，并在后續的工作中，考慮將該類資源標準化。

2.2.2 虛擬接入層

在資源層，可以看到云共享物流系統中的資源和能力是異構的，為后來的管理和使用帶來困難；同時，感知層獲得的服務信息又是實時更新的，進一步加劇了云共享平臺管理的難度。云共享物流系統通過虛擬化技術，解決了這一難題。虛擬化技術可以隱藏底層資源的復雜性和動態性，形成虛擬資源并聚集在虛擬資源池中，為云平臺實現面向服務的資源高效共享與協同提供支持。

虛擬化是適用于所有云架構的一種基礎性設計技術[5-6]，同樣也是云物流共享平臺的實施基礎。在云共享物流模式中，主要是指物流資源和物流能力的虛擬化，通過采用虛擬化技術實現實際資源到虛擬資源的透明化映射過程，進而弱化軟硬件設備、數據、網絡等不同層面資源之間的物理依賴，從而實現虛擬環境下對底層資源的動態調配及按需使用，這是云共享物流系統的關鍵技術之一。

2.2.3 優化管理層

資源優化管理層是云共享物流平臺的核心層，按照工作的具體內容，可以分為以下幾個部分。

(1)通過對虛擬資源層接入的服務資源進一步進行服務化封裝操作，屏蔽異構資源的差異性，提高資源利用的靈活性，再經過發布活動，形成云共享物流服務。

(2)對不同類型的物流服務資源進行實時監控，并設置預警的規則。

(3)根據服務資源需求方的需要，選擇合適的部署方式，并進行資源的動態組合和智能匹配。

(4)進行產品全生命周期基礎服務的管理，包括物流服務資源的維護、用戶的信用評價體系建設、資源的計費管理、賬戶變更管理等。

2.2.4 網絡傳輸層

主要指整個云共享物流系統在形成、運行過程中所涉及到的網絡以及傳輸協議，如“三網”，即互聯網、廣電網、電信網，為用戶按需求使用物流服務資源提供信息傳輸方面的支持。

2.3 應用層

應用層對應的是物流活動的相關企業，包括云共享物流資源的提供方和需求方。不同角色的用戶通過各自的終端系統與云共享系統進行高效的交互，獲得在物流活動周期中所需求的各類服務資源。因此，應用層的重要特征是要能體現出人機友好性。

此外，整個云共享物流系統的物流資源提供方和需求方的角色不是一成不變的，根據資源的使用情況，還會作出調整。

3 結語

云共享物流模式基于現代化的信息技術，為物流業實現服務模式的轉型升級、降低企業資金投入、快速靈活地響應市場需求提供了新的思路和解決方案。本文在分析云共享物流系統運行原理的基礎上，研究了該系統中物流資源共享云的構建過程及相關的構建層次。主要的內容包括以下幾個部分：

(1)虛擬接入資源的分類。結合云共享物流模式和物流服務資源固有的特點，對涉及的物流資源要素進行了分類。

(2)不同類型資源和能力的虛擬化。對資源的虛擬化過程進行了描述，并分析了其重要性。

(3)虛擬資源的服務化。主要實現了虛擬資源的服務化封裝和發布。

(4)云服務部署。主要描述了對云共享服務資源進行優化管理的策略及整個云共享系統的層次結構。

目前，關于云共享物流的研究尚處于起步階段，發展中還面臨著很多的問題，如運行模式、平臺標準規范、供需雙方之間的協調策略等，下一步將結合物流業實際需求對相關的問題做更深入的研究與探索，推動云共享物流模式的“落地”，提升我國物流業信息化的水平和物流資源的利用效率。

參考文獻：

[1] 人民網.中國物流成本占GDP16.6%，高于世界平均的5個百分點[EB/OL].[2016-07-25]http：//world.people.com.cn/n1/2016/0725/c1002-28582811.html.

[2] 陸化普.我國物流成本占GDP的比重是14.9%，是發達國家的一倍[EB/OL].[2017-12-09]http：//economy.caijing.com.cn/20171209/4374778.shtml.

[3] 何黎明.2017年我國物流業發展回顧與展望[J].中國流通經濟，2018(2)：3-7.

[4] 何黎明.我國物流業2016年發展回顧與2017年展望[J].物流技術與應用，2017，31(2)：48-52.

[5] 陶飛，胡業發，張霖.制造網格資源服務優化配置理論與方法[M].北京：機械工業出版社，2010.

[6] 張霖，羅永亮，陶飛，等.制造云構建關鍵技術研究[J].計算機集成制造系統，2010，16(11)：2510-2520.