云計算在航天物流中的應(yīng)用研究

李 聰，劉 陽 LI Cong, LIU Yang

（1. 北京機電工程研究所，北京100074；2. 中國航天科工集團飛航技術(shù)研究院物資部，北京100074）

(1. Beijing Electro-mechanical Engineering Institute, Beijing 100074, China； 2. HIWING Goods and Materials Supply Station of CASIC, Beijing 100074, China)

1 航天物流簡介

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，航天技術(shù)已經(jīng)成為檢驗一個國家軍事實力和綜合實力的關(guān)鍵指標(biāo)。未來幾十年，推動航天技術(shù)的快速發(fā)展在我國占有十分重要的地位，作為其重要組成部分，航天物流是航天技術(shù)水平的重要體現(xiàn)。

1.1 航天物流的特點

航天技術(shù)應(yīng)用載體為各個航天型號，而型號物資供應(yīng)具有產(chǎn)品可靠性要求高、所需原材料和器件品種特殊、供貨周期長及供應(yīng)商少的特點[1]。這使得航天物流具有國防軍工物流的特殊性，其物流業(yè)務(wù)特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1） 安全保密要求高

安全保密是航天物流業(yè)務(wù)的首要原則，也是各項工作開展的前提。

（2） 物流服務(wù)質(zhì)量要求高

航天型號研制項目一般是國家重點科研項目，對物流時間、地點的準(zhǔn)確性要求高，物流服務(wù)須對型號研制提供優(yōu)質(zhì)優(yōu)量的保障。

（3） 產(chǎn)品種類多

航天技術(shù)涉及眾多產(chǎn)業(yè)，物流需求總量龐雜，產(chǎn)品樣式繁多，運輸方式多樣，運輸要求復(fù)雜。

（4） 協(xié)調(diào)工作量大

由于航天物品的特殊性，型號產(chǎn)品運輸過程常涉及到各部委、民航總局、武警、二炮等國家相關(guān)部門，運輸計劃時常變更，協(xié)調(diào)難度和協(xié)調(diào)工作量巨大。

（5） 分布區(qū)域廣

航天集團內(nèi)航天科研企業(yè)、院所和生產(chǎn)基地遍及北京、上海、成都、天津、西安、內(nèi)蒙古、海南等地，物流需求地域分布廣。

1.2 航天物流的重要性

隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，航天型號任務(wù)呈現(xiàn)信息化、智能化、一體化發(fā)展趨勢，物資供應(yīng)在型號中的作用和地位更加突出，相對落后的航天物流制約著航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必將無法滿足航天事業(yè)的需求。

在航天產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的現(xiàn)在，降本增效愈發(fā)重要，提高效率、降低成本不僅是物流行業(yè)發(fā)展的趨勢，也是航天物流適應(yīng)航天事業(yè)發(fā)展需要而進行的必要變革，有著重要的意義。如果借鑒先進的物流管理經(jīng)驗，結(jié)合航天物流的特點，把物流管理納入到航天產(chǎn)業(yè)整體戰(zhàn)略規(guī)劃中，對航天物流進行集約化、產(chǎn)業(yè)化的改造。不僅能為航天事業(yè)提供有力保障，也能完善航天產(chǎn)業(yè)鏈中的物流環(huán)節(jié)，這也是建設(shè)航天事業(yè)的意義所在。

1.3 航天物流現(xiàn)狀

（1） 航天物流管理模式的變化

伴隨著經(jīng)濟體制的變化，航天物流管理體制也在不斷發(fā)展變革?？傮w來說，航天物流管理模式經(jīng)歷了“集中管理——分散管理——統(tǒng)一管理”的變化歷程。

一開始，各航天集團及相關(guān)院按照計劃經(jīng)濟體制的要求建立相應(yīng)的物資管理機構(gòu)，統(tǒng)一申報所需物資。隨著計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟的過渡，物資管理也逐步形成了“分散管理、分散供應(yīng)”的格局，并且存在進一步分散傾向。

以某航天院為例，在供應(yīng)物流方面，實施的是經(jīng)濟承包責(zé)任制下的“分散管理、分散供應(yīng)”模式，在生產(chǎn)物流、銷售物流、回收物流與廢棄物流等方面，均由下屬各單位負責(zé)[2]。其物流系統(tǒng)職能示意圖如圖1所示。

該航天物流管理模式涉及部門和人員眾多，工序繁雜，導(dǎo)致物流管理效率低下，成本高。為了建立集中、高效的物資保障體制和運行機制，近年來，已有航天院從質(zhì)量管理體制、物資管理職責(zé)、信息化建設(shè)等方面入手，形成“統(tǒng)一選用、統(tǒng)一采購、統(tǒng)一篩選復(fù)驗、統(tǒng)一下廠監(jiān)制驗收、統(tǒng)一失效分析”的“五統(tǒng)一”管理模式[3]。典型的“五統(tǒng)一”管理模式的物資采購工作流程如圖2 所示。

（2） 航天物流存在的問題

航天技術(shù)快速發(fā)展，航天物流與時俱進，但是仍然存在不少問題，主要體現(xiàn)為觀念做法陳舊，管理理念沒從根本上創(chuàng)新；周轉(zhuǎn)和反應(yīng)速度慢，效率低下；管理成本高，技術(shù)落后，沒有掌握先進的供應(yīng)鏈管理技術(shù)；信息化水平低，與供應(yīng)商和用戶基本上沒有信息交換平臺。

不難看出，低效率和高成本是目前航天物流面臨的急待解決的癥結(jié)。管理理念固然需要長時間的探索，反應(yīng)周期長也是航天固有特點。需要從管理技術(shù)和信息化建設(shè)方面入手來提升航天物流水平。歸根到底，需要尋求新的管理方法和新技術(shù)應(yīng)用于航天物流，建設(shè)航天物流新面貌。

圖1 “分散管理、分散供應(yīng)”的物流管理系統(tǒng)

圖2 “五統(tǒng)一”物資采購工作流程圖

2 云計算

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，利用其解決航天物流發(fā)展中面臨的問題，將是航天物流發(fā)展的必由之路。“云計算”成為近年信息化的熱詞，在強勁的“云”潮中構(gòu)建航天“物流云”是航天物流發(fā)展的方向。

2.1 云計算概念

云計算是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，是分布式、并行處理和網(wǎng)絡(luò)計算的新發(fā)展?！霸啤睒?gòu)成一個計算資源池，把存儲在大量分布式計算機中的數(shù)據(jù)和資源整合在一起，進行統(tǒng)一調(diào)度和管理，并按照用戶需求提供服務(wù)，讓用戶可以方便地將資源切換到具體的應(yīng)用上，并根據(jù)需要訪問云資源。

2.2 云計算的特點

（1） 安全性高。云計算擁有最安全可靠的數(shù)據(jù)存儲中心，不會造成數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等，嚴(yán)格的權(quán)限管理策略也保障了云計算的安全性。

（2） 價格低廉?！霸啤笔怯蓸O廉價的節(jié)點構(gòu)成，云計算在“云”的支撐下可以形成不同的應(yīng)用，使資源的利用率高，有高效率、低成本的優(yōu)勢。

（3） 數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享性高。在云計算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中，數(shù)據(jù)保存在“云”端服務(wù)器中，用戶可以隨時隨地連接互聯(lián)網(wǎng)進行訪問和使用。

（4） 海量的信息資源儲存和計算能力。云計算是人人為我、我為人人的體現(xiàn)。在“云”端，由眾多服務(wù)器提供無限大的儲存空間和強大的計算能力。

2.3 云物流

隨著云計算的興起，在現(xiàn)代物流運作模式中誕生了一種面向服務(wù)、高效智能和高度集成的現(xiàn)代物流運作模式——云物流。云物流是云計算在物流行業(yè)中應(yīng)用的產(chǎn)物，也是一個整合了信息化物流管理和運作理念的物流發(fā)展新階段?；谠朴嬎愕脑莆锪骷扔性朴嬎慵夹g(shù)應(yīng)用的信息化特點，又將云計算的技術(shù)模式引申到物流的行業(yè)運作模式中[4]。

云物流以客戶的物流需求為基點，將供應(yīng)鏈管理、資源整合、虛擬經(jīng)營等管理技術(shù)同云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)相結(jié)合，進行統(tǒng)一的智能化管理和運營，實現(xiàn)高效的過程協(xié)同與信息共享，為物流的全過程提供安全可靠的物流服務(wù)。逐漸成為了現(xiàn)代物流運作的重要平臺和載體。

云物流實現(xiàn)了“三化”：社會化，物流企業(yè)、物流點等成千上萬的終端公用化，形成社會效應(yīng)；節(jié)約化，眾多資源集中共享一個云物流平臺，形成規(guī)模效應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)化，建立統(tǒng)一的管理平臺，推動物流體系的信息整合和能力整合。

3 云計算下的航天物流

3.1 云計算與航天物流的結(jié)合

基于云計算的航天云物流是航天物流和云計算相結(jié)合的產(chǎn)物。云計算應(yīng)用于航天物流，使得航天云物流的在信息化的時代，很好地解決了航天物流低效率和高成本的現(xiàn)狀，能夠很好地推進航天技術(shù)的發(fā)展，為航天物流提供強有力的保障。

（1） 航天云物流降低了物流成本

以“資源共享”為核心的云計算可以通過規(guī)模效益和共享方式降低航天物流成本。以往航天物流通過互聯(lián)網(wǎng)連接專用服務(wù)器或客戶終端，使用和配置相當(dāng)復(fù)雜，購置和維護成本相當(dāng)高；同時，航天物流中的各個環(huán)節(jié)不透明，供貨、運輸、存儲等沒有形成相對集中合理的數(shù)據(jù)庫，各方報價不均，造成物流過程資金運作成本高。采用云計算技術(shù)，服務(wù)器和應(yīng)用終端都和云服務(wù)器交互數(shù)據(jù)，配置簡單，可以大幅降低成本；而且物流各環(huán)節(jié)形成數(shù)據(jù)庫，生成統(tǒng)一報價標(biāo)準(zhǔn)，精簡了物流費用。

（2） 航天云物流提高了物流效率

云計算平臺通過數(shù)據(jù)共享、信息交換、智能分析等方式，可以使分散化的航天物流資源得以整合，實現(xiàn)航天物流資源的高度集約化運作，有效提升航天物流相關(guān)環(huán)節(jié)的作業(yè)效率。

3.2 智慧航天云物流的建設(shè)

云物流以信息化為基礎(chǔ)，建立智慧航天物流新體系不是一蹴而就的事情。需要對交互信息進行管理，將需求與供給信息充分利用，輔以決策支持系統(tǒng)，才能使航天物流體系高效運行。智慧航天云物流的建設(shè)實施原則有以下幾點：

（1） 統(tǒng)一規(guī)劃、整合資源。航天云物流服務(wù)于航天事業(yè)，需根據(jù)航天建設(shè)總體目標(biāo)，整合優(yōu)化已有資源，促進航天各單位互聯(lián)互通，形成統(tǒng)一的航天物流云信息網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換格式和標(biāo)準(zhǔn)。

（2） 需求牽引、應(yīng)用驅(qū)動。航天云物流根據(jù)航天系統(tǒng)中所涉及到的多類主體的需求分析，規(guī)劃和開發(fā)完成應(yīng)用系統(tǒng)。

（3） 有效監(jiān)管、保障安全。航天云物流最終是面向軍事應(yīng)用，需要加強有效監(jiān)管，應(yīng)用CA 認證、加密傳輸、防火墻等安全技術(shù)來確保電子政務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全。

（4） 先易后難、分步實施。航天云物流實施時采取由簡單到復(fù)雜，分階段實施的原則進行管理。

要建立基于云計算的切實可行的智慧航天云物流體系，從技術(shù)上可以分為四層：感知層、服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如圖3 所示。

感知層是航天云物流體系中的“硬件”層，通過數(shù)據(jù)采集終端，運用相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)采集航天物流信息，由智能終端、傳感器等進行物流數(shù)據(jù)感知和物流信息生成。

服務(wù)層是根據(jù)感知層的數(shù)據(jù)需求生成相應(yīng)的服務(wù)需求，并進行融合得到數(shù)據(jù)，將訂單等信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層進行數(shù)據(jù)交互處理。

網(wǎng)絡(luò)層是基于云計算平臺搭建的，是整個智慧航天云物流體系的大腦。將服務(wù)層上傳的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)中心按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、流程或體制進行智慧管理，然后通過信息中心進行信息篩選和數(shù)據(jù)處理，通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳達至應(yīng)用層。

應(yīng)用層通過感知層和網(wǎng)絡(luò)層與具體的實物相結(jié)合起來，通過實時可視監(jiān)控、生產(chǎn)全程跟蹤、信息集中管理、電子商務(wù)平臺、空間化地圖管理等手段將航天物品進行有效管理，利用智能決策技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)進行智能的分析和處理，將識別信息和時空信息相結(jié)合，達到對物品的智能管理和自動分配，實現(xiàn)物流的智慧流通。

3.3 云物流在航天中應(yīng)用

圖3 智慧航天云物流體系技術(shù)框圖

可以說，云物流開辟了航天物流的新模式，為了實現(xiàn)云物流在航天事業(yè)中的很好應(yīng)用，需成立專門的物流管理中心。整合航天企業(yè)的采購物流、銷售物流、生產(chǎn)物流，形成統(tǒng)一管理、統(tǒng)籌調(diào)度、統(tǒng)一考核的全過程物流管理平臺。通過對物流流程、布局、配送體系優(yōu)化，利用條碼、電子掃描、RFID 等自動化數(shù)據(jù)采集手段，實時獲取物流信息，建立完整的物流信息數(shù)據(jù)庫、物流地圖和物流監(jiān)控中心，從而滿足航天物流的全過程追蹤和實時控制的需求[5]。

同一般物流活動一樣，航天物流活動也由采購、包裝、裝卸、運輸、存儲、流通加工、配送和物流信息等活動構(gòu)成的。目前，在這些物流活動的運作中均已有“云”的身影。通過提高航天物流各個活動的效率能夠提高整個航天物流效率。典型的應(yīng)用實例如下：

根據(jù)型號需求，每位設(shè)計人員均可通過“存儲云”直接從內(nèi)網(wǎng)上查找原材料、元器件的信息，由此生成物流需求；根據(jù)需求，由科研計劃部分解下發(fā)產(chǎn)品訂單，原材料需求單由各生產(chǎn)單位上報匯總，科研生產(chǎn)管理部門在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進行核定，物流中心負責(zé)采購、存儲、運輸、配送。通過云物流，可以實現(xiàn)從物品分揀、轉(zhuǎn)運箱裝車、運輸在途、卸貨點檢測、落地配送、空箱回收、空箱卸載等各個環(huán)節(jié)的無人化感知監(jiān)測監(jiān)管。利用RFID 檢測、3G 通訊、GPS 定位與車輛運送路徑導(dǎo)航、配送與運輸過程全程視頻監(jiān)測、語音通話，以及其他相關(guān)傳感器的接入，實現(xiàn)對元器件或原材料流通過程中每一個環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控。這一切均伴隨著信息網(wǎng)進行，各項作業(yè)單在網(wǎng)上傳輸。

4 結(jié)束語

航天物流為航天事業(yè)提供了有力保障，航天物流管理模式幾經(jīng)變更，但是仍然存在低效率和高成本的現(xiàn)狀。在“云”潮席卷的信息時代，與時俱進地衍生出了航天云物流。依靠大規(guī)模的云計算處理能力，航天云物流能夠很好地解決航天物流面臨的問題。建設(shè)智慧航天云物流體系，進而形成完整統(tǒng)一、先進優(yōu)良、具有鮮明行業(yè)特色的航天云物流成為了航天物流智能化發(fā)展的方向。

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[4] 貢祥林，楊蓉. “云計算”與“云物流”在物流中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代物流，2012(10):29-33.

[5] 劉楊. 飛航產(chǎn)品制造與物聯(lián)網(wǎng)的整合——供應(yīng)鏈的智慧管理[J]. 物流科技，2011(12):24-27.