基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统构建研究

高瑞萍 纪寿文 田睿琪

摘 要：文章介绍了控制塔的基本架构和原理，设计了基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统蓝图、功能架构、技术架构等，详细分析了可视可控可追溯系统的技术方案，为乳制品可视可控可追溯的服务模式的建立提供了基础。

关键词：控制塔；可视可控可追溯；总体架构；技术方案

中图分类号：F273.7 文献标识码：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

随着乳制品供应链业务的发展，乳制品供应商、生产商、销售商和消费者对乳制品的整个业务流程的掌控要求越来越严格。对业务过程中各种相关的事件、地点、状态等的要求更加明确，精度要求更高，响应速度要求更快。同时，相应的附加服务也在逐渐增加，例如：报表、KPI、流程定制、异常处理，甚至包括一些业务BI功能，都旨在对乳制品供应链进行全程的可视可控可追溯[1-2]。

与此同时，出现了一种新的解决方案——Control Tower（简称CT），为乳制品供应链可视可控可追溯找到了出路。控制塔的解决方案对于乳制品供应链的管理，带来了前所未有的灵活性，可以对乳制品供应链的相关业务按需配置、管理，并能对整个供应链的运行状态和乳制品状态进行监控，及时处理出现的异常情况，为整个乳制品供应链提供全面、完善的服务。

1 控制塔的基本架构和原理

控制塔是一种供应链协同控制模型，采用“总览全局信息、全面协同控制”的模式对整个供应链进行协同控制。其核心是供应链全程质量信息直通和顶层控制。从控制流程的角度来看，控制塔分为五层。从控制塔的结构来看，该塔又分为塔顶、塔身和塔基三部分，塔基部分实现对业务支撑层和信息采集层的信息感知功能；塔身部分实现对质量控制层和信息服务平台的信息集成与质量控制功能；塔顶实现对协同管理决策层的顶层全链控制功能。控制塔基本架构如图1所示[3]。

业务支撑层用来划定控制塔的解集边界，表征供应链全链业务过程。信息采集层采用物联网技术实现供应链信息全面感知，又可分为感知层、网络层、处理层和应用层。信息服务平台层实现采集信息的集成，形成信息服务。信息平台既是控制塔的信息处理工具，又是控制塔信息服务的主要表现平台。业务协同控制层是在信息平台的基础上进行业务的优化、控制。协同管理决策层是控制塔的顶层，顶视供应链全链控制，包括供应链物流服务合作决策、物流资源整合、平台服务模式创新等管理决策行为。

“供应链物流协同控制塔”的主要特点在于信息的可视性、通透性和管理的灵活性。控制塔采集供应链业务流程中需要监控的各个节点信息，以及相关的状态（时间、地点、状态值等），通过异构信息共享与交换等技术实现信息的可视性，采用信息直通机制实现信息的通透性。由于信息的可视性和通透性，管理层可实现对供应链的相关业务按需配置、管理。

2 基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统的总体架构

2.1 基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统总体架构蓝图

基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统总体上分为多个层次进行设计，包括：基础设施层、数据交换层、数据采集对象层、信息资源层、服务支撑层、协同服务层、应用层、界面层、用户层、以及IT治理框架等部分。基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统总体架构蓝图如图2所示。

2.2 基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统的特点

（1）可视。CT采集乳制品业务流程中需要监控的各个节点信息，以及相关的状态属性（时间、地点、状态值等），作为CT的基础数据。CT提供一个乳制品追溯控制中心网站，允许每个用户根据自己的需要，自行定义、组合需要显示状态以及其他内容。

（2）可控。CT提供对乳制品业务规则自定义的支持，可以对乳制品业务规则产生的不同结果定义多种处理、展示方式。在采集到状态信息以后，使用预先定义的乳制品业务规则进行校验、展示，如果出现预先规定的结果之外的情况，或者是预先定义的异常情况，CT能够支持多种方式（邮件、短信、传真、消息推送等），自动提醒相关角色、人员。

（3）可追溯。CT中自定义多种乳制品指标，不同的报表，对整个乳制品业务流程和各个节点，进行多维度、不同深度的考核总结，使用户能够直观地了解这个乳制品业务流程的运行状况，以及各个环节的效率等，可以做到追溯到每个乳制品的信息节点。

3 基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统功能架构

乳制品可视可控可追溯系统旨在控制追溯整个乳制品供应链的物流信息，为了能够完整有效地进行乳制品的信息采集，数据处理和方便用户使用，系统采用如下功能架构。包括跟踪信息整合、对外服务、系统管理三个部分，具体见功能架构图，如图3所示。

（1）系统各部分具体功能架构。根据图3乳制品可视可控可追溯系统的功能架构，为了保证乳制品业务及功能需求和流程的统一，系统分为信息整合、对外服务、系统管理三大部分，各部分具体功能结构如图4所示。

（2）追溯控制中心网站功能架构。为了方便乳制品企业和消费者使用，系统建立对外服务网站——乳制品追溯控制中心网站，整个乳制品供应链中的生产商、供应商、销售商、消费者都可以进入网站查询相关乳制品信息，整个乳制品供应链的信息都可以在网站上共享，具体的功能架构如图5所示。

4 基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统技术设计

4.1 追溯总体技术设计

根据乳制品追溯控制中心建设原则，采用SOA思想，应用B/S架构，使用RIA（Rich Internet Application）方式，使得乳制品追溯控制中心网站的界面效果丰富，更加容易使用。乳制品可视可控可追溯系统技术架构设计如图6所示。

4.2 可视可控可追溯系统消息处理层

系统消息处理层主要是对报文消息进行处理，主要集中在两部分，WebService消息通讯组件和异常处理方式组件。

其中WebService消息通讯组件是系统与其他系统对接的门户，主要用于与数据交换平台进行报文交互，接收各种不同格式的消息报文，并将其放入线程池中，交付给报文处理主逻辑进行后期处理。

异常处理方式组件，包括EMAIL消息通讯组件，SMS消息通讯组件，MQ消息通讯组件。主要用于处理异常消息，通过预设流程对异常情况进行一定程度的自动处理，并将异常代码和相关信息及时发给业务、技术等相关人员进行处理。

（1）服务接口处理。CT系统提供面向其他系统的服务接口，可以针对不同系统的特点进行有效扩展，同时能够保证原有功能的稳定，保证代码开发程度最小。服务接口处理流程结构如图7所示。

（2）数据接口处理。CT系统与其他系统做数据接口对接，利用WebService客户端的方式与其他做大批量数据交互。无论何种业务模式，都是通过客户端的请求来发起的，设计中考虑到两种业务情况：①获得其他系统发送过来的业务报文；②向其他系统请求业务数据。

该功能在前置服务应用中加以实现：

如图8所示，WebService组件实现所有与数据交换平台交互所必须的处理流程，包括申请令牌、获得消息报文等处理。同时，还提供“对外申请报文数据”的接口，提供未来业务扩充的需要。

4.3 可视可控可追溯系统数据解析层

数据解析层主要负责纯数据非业务的数据处理，其中涉及到异常单线程处理逻辑模块和KPI单线程处理逻辑模块，以上两个模块处理方式相似，此处仅以异常单线程处理逻辑模块为例进行分析说明。

异常单线程处理逻辑模块，从数据解析处理逻辑线程池接收到数据，通过解析数据对象，查询异常配置表中是否有对应本票报文的配置信息，将查询出来的异常信息遍历，并从数据对象中得到异常计算公式，以及公式中各参数值，调用规则引擎，获得规则引擎计算结果，并将异常相关数据一一存储到物流动作异常情况记录表中，若计算结果显示，需要通知业务人员对此异常进行及时处理，则根据在数据库中得到的异常处理方式及业务人员信息，进行后期消息处理层消息通讯组件的调用。

（1）规则引擎设计。系统架构规则引擎所使用的核心组件是Drools5.1，利用它来进行规则订制和计算。本架构开发的规则引擎可以实现规则订制、规则引擎对外功能接口和跟踪系统业务结构调整规则等。

系统架构主逻辑调用规则引擎进行规则计算时，会根据具体业务需要在配置文件中找到具体业务处理类路径，选取规则，最终将对应业务对象和公式名称传入，进行规则计算，并返回计算结果。

此外，系统架构提供了规则包动态加载功能，当规则文件内容有变动时，架构会将最新内容自动加载到应用中，而不需要启停服务。规则引擎整体结构图如图9所示：

（2）KPI数据设计逻辑。根据数据报文中的系统识别信息，读取数据库《KPI定义表》中符合该系统条件的KPI记录，并与该报文所对应的节点动作做联合查找，检查是否存在需要进行规则校验的KPI数据，进行数据校验，并获得结果保存到《物流动作执行KPI考核情况记录表》。

主要涉及到的表格如图10所示：

根据对规则引擎设计规范的描述，得出在做规则校验时只需要调用相应的规则类即可实现规则计算得到规则结果。

（3）异常数据设计逻辑。根据数据报文中系统的识别信息，读取数据库《异常表》中符合该系统条件的异常记录，并与该报文所对应的节点动作做联合查找，检查是否存在需要进行规则校验的异常数据，进行数据校验。同时，根据从《异常处理方式表》中获得的对应处理方式规则，找到具体实现类进行专门处理，最后将异常处理结果保存到《物流动作异常情况处理结果记录表》表中。

根据对规则引擎设计规范的描述，得出在做规则校验时只需要调用相应的规则类即可实现规则计算得到规则结果。

5 结 论

本文主要对基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统进行了研究，提出了该系统的系统蓝图、功能架构、数据架构、技术架构和网络架构等，完整的分析了可视可控可追溯系统的技术方案。控制塔的解决方案给乳制品供应链的管理带来了前所未有的灵活性，可以对乳制品供应链的相关业务按需配置、管理，并能对整个供应链的运行状态、乳制品状态进行监控，及时处理出现的异常情况，加强供应链的实时监控能力、保证乳制品物流质量、提升供应链的透明度、提高供应链管理效率、加强生产监控和物流质量控制、明确企业的风险责任。基于控制塔的乳制品供应链可视可控可追溯系统为整个乳制品供应链提供了全面、完善的服务。

参考文献：

[1] 黄桢. 基于物联网技术的乳业食品安全追溯平台分析与设计[D]. 北京：北京邮电大学（硕士学位论文），2014.

[2] 赵岩，吴莉宇，王强，等. 我国农产品质量安全追溯系统的建立研究[J]. 现代农业科技，2009（8）：323-325.

[3] 田英. 基于成本、时间及收益的乳制品物流质量控制研究[D]. 北京：北京交通大学，2015.