基于Web Service的HLA分布式供应链仿真方法研究

李思寰

基于Web Service的HLA分布式供应链仿真方法研究

李思寰1，2

（1．怀化学院商学系，湖南怀化418000；2．重庆大学经济与工商管理学院，重庆400044）

阐述供应链中信息传递失真所带来的问题，分析基于Web Service的HLA分布式供应链仿真方法的优势，并对“啤酒游戏”进行仿真建模，可以发现基于Web Service的HLA分布式供应链仿真方法能够弱化“牛鞭效应”的负面影响，提高供应链的整体效率。

牛鞭效应；Web Service；供应链管理；信息传递

一、引言

随着知识经济时代的到来，企业间的竞争更加激烈，为了在竞争中赢得生存和发展，基于Internet技术和电子商务的企业必须充分考虑运营成本的核算，注重提高市场反应速度。目前，为了应对市场的竞争，越来越多的企业开始将供应链管理运用到生产与运作当中去，以有效地满足顾客的需要，提升企业的利润率和综合竞争力。企业在市场的供应链管理中存在“牛鞭效应”这一种不容忽视的现象。对于如何来解决“牛鞭效应”所带来的问题，马士华指出“减少‘牛鞭效应’的根本方法就是信息共享”［1］。

关于供应链管理中信息传递的研究，现有的大多数文献采用的是集中式仿真技术，这种研究方式存在诸多问题，而分布式仿真技术在对供应链活动细节分析方面有独到的优势。分布式仿真技术是各子模块独立运行，同时又保持交互和同步，这样大大降低了传统研究仿真的复杂程度，提高了仿真效率。

本文在分布式仿真技术思想的影响下，通过对现有的信息共享仿真模型的对比，构建一个基于Web Service的HLA分布式仿真模型。此模型可以减少供应链传递中的信息失真现象，保证信息传递的对称以及精准性，避免“牛鞭效应”的不良后果。

二、基于Web Service的HLA分布式供应链仿真方法

在供应链管理日益重要的信息化时代，供应链上的信息与数据的传递是重中之重。在传统的供应链信息与数据的传递模式上，极有可能出现下游经销商因错误的判断而向上一级供货商夸大需求信息，而供货商又向制造商夸大数据，这样会给制造商带来非常大的损失。而基于Web Service的HLA分布式仿真技术的运用，可以在技术层面上实现供应链上各个节点上的数据或信息最大限度得到共享和精确传递，从而减弱因信息失真而带来的需求虚假放大的现象，以有效地保障制造企业的利润实现，提升企业竞争力。

众多学者对企业供应链管理仿真应用技术进行了不断研究，特别是基于HLA的仿真和Web Service相结合的仿真方法备受重视。“Michael Goul等（2005）在Web Services技术应用于供应链管理中，将Web Services技术与供应链应用结合形成了一种动态供应链，这种动态供应链管理要求系统的无缝集成”［2］。

1．Web Service的结构体系

Web Service体系由服务提供者、服务代理和服务消费者三方面构成。服务提供者将服务信息发布到服务代理，服务代理是Web Service体系中的一个节点，存储着各种服务的信息，而服务消费者通过使用服务实现Web Service体系功能。

上述体系结构的三个主要角色之间的功能实现是通过以下操作来完成的（如图1所示）：首先由服务提供商向服务代理发起服务，包括接口定义，服务提供商位置，并保持其他支持信息也可使用；其次，由消费者通过服务代理查找他们所需要的信息；其中绑定过程是将消费者与提供者的服务进行绑定，需要进行身份验证。

图1 Web Service的体系结构

2．Web Service的HLA分布式仿真的工作机制

Web Service的HLA分布式仿真工作机制主要由以下组成：首先，使用SOAP协议代理请求HLA RTI通信服务，这个过程将被打包成一个Web服务；接着，Web Service与回调处理器一起会以新RTI库的形式提供给仿真成员服务开发者；最后，在联邦成员代码中使用libRTI的HLA服务调用API与远程RTI通讯代理的RTI大使服务进行基于SOAP的通讯，并由回调处理器接收并解析伪联邦成员大使发送的SOAP形式的RTI回调消息，然后激活用户实现的相关联邦成员大使方法，推进仿真执行RTI通讯代理负责把本地RTI组件提供的RTI函数封装为Web Service接口，并结合一个伪联邦成员大使处理RTI回调消息，最终以SOAP消息的形式转发给远程的其他仿真成员服务实例［3］。

3．Web Service的HLA分布式仿真的优势

在介绍基于Web Service的HLA分布式仿真方法时，同样要介绍多代理仿真方法。分布式多代理仿真方法是“采用智能代理作为仿真系统建模与仿真的基本元素，而代理本身的交互性、自主性和通讯性等特点使得模型的运行模式、控制模式和计算模式均发生较大变化，它有效提高了系统的并行计算能力、灵活性和可扩展性，特别是为开发分布式交互仿真系统提供了很好的支持”［4，5］。典型的多代理仿真平台有Cormas、Swarm等，其不足和缺陷主要是运行速度慢、仿真效率低。

2000年，Web Service的HLA仿真正式成为IEEI516标准，已经在实践中被证明是非常有效的仿真框架，它通过运行支持系统RTI实现了系统中联邦成员间的交互，降低了系统仿真的复杂性，实现了组件间的相互独立性，可以有效解决传统仿真中出现的多事件并发、随机仿真事件处理、信息通讯一致性、人机交互和仿真效率等棘手问题［4］。

三、基于Web Service的HLA分布式仿真的实现

1．Web Service的HLA分布式仿真扩展框架

传统的HLA中使用Web Service，主要是将RTI和仿真成员以Web Service的形式部署在广域网范围内，根据HTTP的SOAP消息协议，成员层与通讯层间可以实现有效的通信；终端仿真可以作为联邦成员进入、退出平台，各种联邦部件还可以根据目的在网络上配置组合成一个新联邦来完成特殊的功能。

图2 基于Web Service的HLA分布式仿真扩展框架

图3 “啤酒游戏”模型整体逻辑结构

2．Web Service的HLA分布式信息传递仿真模型的建立

本文以啤酒游戏中的牛鞭效应为模型进行建模，啤酒游戏是一个与大富翁相同的策略组织模拟游戏。在“啤酒游戏”中，参与者分别是零售商、批发商和制造商的行销主管，为了共同完成一种名叫“情人啤酒”的销售，游戏的参与者在实现利润的最大化前提下，必须在一个生产和配销单一品牌啤酒的系统中做出选择［7，8］。每一个玩家只能与自己的上一级和下一级有联系，跨级别的联系是不允许的，这样就使得跨级间的信息不流通。在销售“情人啤酒”的过程中由于错误的需求估计产生了很大的乘数危机，玩家只顾自己的效益没有顾及整体的效益给市场带来了很大的一次震荡。

该模型的啤酒游戏的整体逻辑结构由三个主要过程（图3）：首先，根据市场需求，零售商和库存决策的过程；二是配送中心的订单处理；三是厂家的进程。

啤酒游戏的初始数据为：

表1 初始数据

根据所设定的模拟目标，建立该模型的仿真，结果如表2：

如表2所示，无信息共享时，零售商库存的标准差、分销中心的库存标准差、制造商的成品库存标准差分别由56．79、135．35到373．56，为升序，可见“牛鞭效应”明显。而在有信息共享时，三者的数值都比无信息共享时小，虽也为递增，但是大大减少了“牛鞭效应”现象的出现，提高了供应链的整体效益。因此，基于Web-service的HLA分布式供应链仿真方法的运用，能极大地提高供应链的运作效率，最大限度地减少“牛鞭效应”带来的负面影响。

表2 仿真结果

四、结论

供应链是企业减少成本增加利润的重要环节，需要引起我们的足够重视。在企业供应链中可能会因信息失真而出现“牛鞭效应”，给企业的竞争和发展带来严重影响。

因此，在仿真技术和相关的网络支持下，本文提出了基于Web Service的HLA分布式仿真技术，讨论了框架和执行的方法与步骤，通过此仿真方法，以提高在异构系统的操作和可重用性，以实现供应链中每个节点信息的实时数据交换和信息共享，减少信息失真，削弱“牛鞭效应”的负面影响，为供应链上的企业决策提供技术参考。

［1］李霞．供应链信息共享的分布式仿真方法研究［D］．大连：大连海事大学，2010．

［2］刘爱菊．基于Web Service的供应链信息共享平台研究［D］．开封：河南大学，2011．

［3］吴泽彬，吴慧中，李蔚清．Web服务化的分布仿真运行支撑环境［J］．计算机集成制造系统，2009（10）：2063-2072．

［4］刘昕露．基于分布式多Agent的供应链协调仿真模型研究［D］．大连：大连理工大学，2005．

［5］曹军海，熊光楞，徐宗昌．分布式多Agent仿真系统的控制结构研究［J］．系统仿真学报，2005（3）：627-630．

［7］郑红艳．啤酒游戏与化肥市场［J］．中国农资，2004（21）：27 -31．

［8］李斗光．啤酒游戏的启示［J］．新经济，2003（11）：96-99．

HLA Distributed Supply Chain Simulation Method Based on Web Service

LISi-huan1，2
（1.College of Economy＆Business，Chongqing University，Chongqing 400044；2.School of Business，Huaihua University，Huaihua，Hunan 418000）

In the knowledge economy，the issue of information sharing in supply chain among enterprises has become increasingly importantwhich explains the problems resulting from the distorted information transmission in the supply chain．This article analyses the advantages of theWeb Service HLA distributed simulationmethod based on the supply chain，and on the“Beer Game”simulationmodeling itwill be found that the HLA distributed supply chain simulationmethod based onWeb Service canweaken the negative influence of“bullwhip effect”and improve the overall efficiency of the supply chain．

bullwhip effect；Web Service；supply chainmanagement；information transmission

F274

A

1671-9743（2015）02-0020-04

2014-12-17

国家社科基金资助项目（14BGL158）；湖南省自然科学基金项目（14JJ7074）；怀化学院科研项目（HHUY2012 -24）。

李思寰，1981年生，女，湖北大悟人，副教授，博士生，研究方向：物流管理。