钢铁工业逆向供应链服务过程模型

工程科学学报，第37卷，第6期：812821,2015年6月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.6:812-821,June 2015 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2015.06.020:http://journals.ustb.edu.cn 钢铁工业逆向供应链服务过程模型 王蕾，夏绪辉，熊颖清，刘军伟，周敏 武汉科技大学机械自动化学院，武汉430081 ☒通信作者，E-mail:xiaxuhui(@wust.cdu.cn 摘要根据钢铁工业逆向供应链流程，分析了钢铁工业逆向供应链及其服务的基本定义和三个服务主体的特征。在此基 础上，构建了一种二层级三维度钢铁工业逆向供应链服务过程模型.在服务抽象维、服务组织与协同运作维、服务网络跨级 控制与服务增值维等三个维度构成的空间里，完成由服务方案匹配与决策实现的三阶段构成的第一级服务响应以及由服务 功能实现的两阶段构成的第二级服务响应过程.探讨了服务过程实现中的服务模块化、服务知识获取与共享、服务模块智能 匹配等关键技术。以某钢铁企业废钢逆向供应服务为实际应用案例，验证了模型的可行性 关键词钢铁工业：供应链：服务：过程模型：模块化：匹配 分类号F405:TH165.2 Reverse supply chain service process model for the iron and steel industry WANG Lei,XIA Xu-hui,XIONG Ying-ging,LIU Jun-wei,ZHOU Min School of Machinery and Automation,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China Corresponding author,E-mail:xiaxuhui@wust.edu.en ABSTRACT The basic definition and the characteristics of three service principals of reverse supply chain service for the iron and steel industry is analyzed according to the reverse supply chain process of the iron and steel industry.Based on this work,a two- hierarchical and three-dimensional reverse supply chain service process model is built for the iron and steel industry.A three- dimensional service space is constructed,including services abstraction,service organization and collaborative operation,and service network control and service value-added.In the space,the first hierarchical service response constituted by the three stages of service programme matching and decision-making,and the second hierarchical service response constituted by the two stages of service func- tion realization are accomplished.The key technology of service process realization including service modularization,service knowledge acquisition and sharing,and service modular intelligent matching is discussed.Finally,the feasibility of the model is proved by a case of scrap steel reverse supply service for one iron and steel enterprise. KEY WORDS iron and steel industry:supply chains:service:process models;modularization;matching 钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，作阶段，既面临结构调整、转型升级的发展机遇，又面 为产业链的前端，带动机械制造、航空、机车、汽车、 临资源价格高涨、产能明显过剩、环境压力增大、自 建筑等诸多行业发展，在工业化进程中具有战略地主创新能力不足等严峻挑战.钢铁工业废弃物资源 位.目前，我国钢铁行业正处于转变发展方式的关键 化处理和综合利用是迎接这些挑战的重要途径之 收稿日期：2014-11-30 基金项目：国家自然科学基金资助项目(71471143)

工程科学学报，第 37 卷，第 6 期:812--821，2015 年 6 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 6: 812--821，June 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 06． 020; http: / /journals． ustb． edu． cn 钢铁工业逆向供应链服务过程模型 王 蕾，夏绪辉，熊颖清，刘军伟，周 敏 武汉科技大学机械自动化学院，武汉 430081  通信作者，E-mail: xiaxuhui@ wust． edu． cn 摘 要 根据钢铁工业逆向供应链流程，分析了钢铁工业逆向供应链及其服务的基本定义和三个服务主体的特征． 在此基 础上，构建了一种二层级三维度钢铁工业逆向供应链服务过程模型． 在服务抽象维、服务组织与协同运作维、服务网络跨级 控制与服务增值维等三个维度构成的空间里，完成由服务方案匹配与决策实现的三阶段构成的第一级服务响应以及由服务 功能实现的两阶段构成的第二级服务响应过程． 探讨了服务过程实现中的服务模块化、服务知识获取与共享、服务模块智能 匹配等关键技术． 以某钢铁企业废钢逆向供应服务为实际应用案例，验证了模型的可行性． 关键词 钢铁工业; 供应链; 服务; 过程模型; 模块化; 匹配 分类号 F405; TH165. 2 Reverse supply chain service process model for the iron and steel industry WANG Lei，XIA Xu-hui  ，XIONG Ying-qing，LIU Jun-wei，ZHOU Min School of Machinery and Automation，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430081，China  Corresponding author，E-mail: xiaxuhui@ wust． edu． cn ABSTRACT The basic definition and the characteristics of three service principals of reverse supply chain service for the iron and steel industry is analyzed according to the reverse supply chain process of the iron and steel industry． Based on this work，a two￾hierarchical and three-dimensional reverse supply chain service process model is built for the iron and steel industry． A three￾dimensional service space is constructed，including services abstraction，service organization and collaborative operation，and service network control and service value-added． In the space，the first hierarchical service response constituted by the three stages of service programme matching and decision-making，and the second hierarchical service response constituted by the two stages of service func￾tion realization are accomplished． The key technology of service process realization including service modularization，service knowledge acquisition and sharing，and service modular intelligent matching is discussed． Finally，the feasibility of the model is proved by a case of scrap steel reverse supply service for one iron and steel enterprise． KEY WORDS iron and steel industry; supply chains; service; process models; modularization; matching 收稿日期: 2014--11--30 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(71471143) 钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，作 为产业链的前端，带动机械制造、航空、机车、汽车、 建筑等诸多行业发展，在工业化进程中具有战略地 位． 目前，我国钢铁行业正处于转变发展方式的关键 阶段，既面临结构调整、转型升级的发展机遇，又面 临资源价格高涨、产能明显过剩、环境压力增大、自 主创新能力不足等严峻挑战． 钢铁工业废弃物资源 化处理和综合利用是迎接这些挑战的重要途径之

王蕾等：钢铁工业逆向供应链服务过程模型 813 一·从发展循环经济角度实现废弃物的资源化是钢 向供应链服务过程模型，分析其过程实现涉及的关 铁工业科学发展的必由之路0，典型的逆向供应链 键技术. 及逆向信息流是钢铁行业循环经济产业链的重要组 1钢铁工业逆向供应链及其服务 成部分.逆向供应链相关研究和应用已受到学术界 和企业界的高度重视。例如：从钢铁工业全局视角， 1.1钢铁工业逆向供应链 刁金柱等可对钢铁业逆向供应链管理进行了初步研 钢铁工业属于混合型制造业，包含几十道工序， 究，同时借鉴欧洲绿色供应链管理的思想，李申和吴 其生产流程根据主要加工对象和工序形式的不同， 迎学团构建了钢铁制造业绿色逆向供应链：从钢铁 总体可划分为原料准备阶段、钢铁治炼阶段和钢铁 工业各类废弃物回收、再制造、重用视角，Giannetti 轧制阶段.原料准备阶段为整个钢铁生产准备矿石、 等0对巴西的废钢铁逆向物流网络回收策略的环境 煤炭、耐火材料等资源和能源，这些资源、能源通过 效益和经济效益进行了评估，刘阳司针对废钢铁回 钢铁治炼和钢铁轧制阶段不同工序的串联作业，产 收网络选址问题提出了一种废钢铁的回收网络定 出钢铁产品，同时也产生了大量固体废弃物、废液、 位-分配模型，Froling等因用集成规划方法为含锌的 废气以及废旧备品备件等废弃物.对这些废弃物进 副产品和退役产品回收与运输计划创建了一个决策 行资源化处理和综合利用需要运用逆向供应链的运 支持系统，Wei等切研究并获得了一个基于鲁棒性优 作模式.借鉴逆向供应链的概念圆，钢铁工业逆向供 化方法的产品再制造过程中库存和生产计划等价优 应链可以理解为：针对钢铁工业生产流程中产生的 化模型.随着制造业产业集群内企业间的业务关系 废弃物进行检测/分类，直到最终处置或者再利用所 从制造型向服务型转变，供应链也逐渐向服务化发 涉及的企业或企业部门构成的网络，其内容涉及参 展，并且衍生了供应链服务，它是一种以服务为主导 与相关实体之间的逆向物流、信息流和资金流的同 的集成供应链.借鉴供应链服务的理念，本文在逆向 步协调问题.图1为钢铁工业逆向供应链物流模式， 供应链和服务供应链的基础上针对钢铁工业的特 其中实线表示钢铁企业主要生产过程，虚线表示逆 点，研究钢铁工业逆向供应链过程，构建钢铁工业逆 向供应链物流流程 酸性矿 「山废液 不可用废液、麦 气、固体废弃物等 不可用爱液、固 废弃处理 体废弃物等 其他工业可用一小 川废液、废 其低可一之 其他工业 可修复备件、焦油渣 剩余污泥、废液等 川国体废弃物等 液、固不废弃颖等 行业 可修复备件、 川 可重用废铁/川 可修复备件、 社会回收废钢等 焦化/化工 金属渣篷 废铜、废液可修复备性、 /何修复\l 1废液等r 可修复备 件、废液等 备件L 可修复备件、 采矿、选矿 除尘灰筛下焦 炼铁 炼纲 料、废液等 连铸 轧钢 用户 下脚料、废钢等 除尘灰、 炼污泥 氧化铁 回收 瓦斯灰/泥质品 除 皮等 化铁皮等 制料 烧结球化 等」 料 二二二二 (1)原料准备阶段 (2)钢铁冶炼阶段 3钢铁轧制阶段 图1钢铁工业逆向供应链物流模式 Fig.I Reverse supply chain logistics pattem for the iron and steel industry 1.2钢铁工业逆向供应链服务 废液和废旧备件)，以及在其他行业和用户处已完成 结合钢铁工业逆向供应链的定义、服务供应链的 生命周期的含钢铁产品进行回收、检测/分类直到最终 概念以及服务的特性，将钢铁工业逆向供应链服务 处置或者再利用等专业服务构成的服务关系网络，涉 及其系统理解为：钢铁工业逆向供应链服务是对钢铁 及最早的回收商到最后的服务需求者所产生的信息管 工业生产过程中产生的废弃物（如各种固体废弃物、 理、流程管理、资源管理、服务传递及资金管理等，是一

王 蕾等: 钢铁工业逆向供应链服务过程模型 一． 从发展循环经济角度实现废弃物的资源化是钢 铁工业科学发展的必由之路［1］，典型的逆向供应链 及逆向信息流是钢铁行业循环经济产业链的重要组 成部分． 逆向供应链相关研究和应用已受到学术界 和企业界的高度重视． 例如:从钢铁工业全局视角， 刁金柱等［2］对钢铁业逆向供应链管理进行了初步研 究，同时借鉴欧洲绿色供应链管理的思想，李申和吴 迎学［3］构建了钢铁制造业绿色逆向供应链;从钢铁 工业各 类 废 弃 物 回 收、再 制 造、重 用 视 角，Giannetti 等［4］对巴西的废钢铁逆向物流网络回收策略的环境 效益和经济效益进行了评估，刘阳［5］针对废钢铁回 收网络选 址 问 题 提 出 了 一 种 废 钢 铁 的 回 收 网 络 定 位--分配模型，Frling 等［6］用集成规划方法为含锌的 副产品和退役产品回收与运输计划创建了一个决策 支持系统，Wei 等［7］研究并获得了一个基于鲁棒性优 化方法的产品再制造过程中库存和生产计划等价优 化模型． 随着制造业产业集群内企业间的业务关系 从制造型向服务型转变，供应链也逐渐向服务化发 展，并且衍生了供应链服务，它是一种以服务为主导 的集成供应链． 借鉴供应链服务的理念，本文在逆向 供应链和 服 务 供 应 链 的 基 础 上 针 对 钢 铁 工 业 的 特 点，研究钢铁工业逆向供应链过程，构建钢铁工业逆 向供应链服务过程模型，分析其过程实现涉及的关 键技术． 1 钢铁工业逆向供应链及其服务 1. 1 钢铁工业逆向供应链 钢铁工业属于混合型制造业，包含几十道工序， 其生产流程根据主要加工对象和工序形式的不同， 总体可划分为原料准备阶段、钢铁冶炼阶段和钢铁 轧制阶段． 原料准备阶段为整个钢铁生产准备矿石、 煤炭、耐火材料等资源和能源，这些资源、能源通过 钢铁冶炼和钢铁轧制阶段不同工序的串联作业，产 出钢铁产品，同时也产生了大量固体废弃物、废液、 废气以及废旧备品备件等废弃物． 对这些废弃物进 行资源化处理和综合利用需要运用逆向供应链的运 作模式． 借鉴逆向供应链的概念［8］，钢铁工业逆向供 应链可以理解为:针对钢铁工业生产流程中产生的 废弃物进行检测 /分类，直到最终处置或者再利用所 涉及的企业或企业部门构成的网络，其内容涉及参 与相关实体之间的逆向物流、信息流和资金流的同 步协调问题． 图 1 为钢铁工业逆向供应链物流模式， 其中实线表示钢铁企业主要生产过程，虚线表示逆 向供应链物流流程． 图 1 钢铁工业逆向供应链物流模式 Fig． 1 Reverse supply chain logistics pattern for the iron and steel industry 1. 2 钢铁工业逆向供应链服务 结合钢铁工业逆向供应链的定义、服务供应链的 概念［9］以及服务的特性，将钢铁工业逆向供应链服务 及其系统理解为:钢铁工业逆向供应链服务是对钢铁 工业生产过程中产生的废弃物(如各种固体废弃物、 废液和废旧备件)，以及在其他行业和用户处已完成 生命周期的含钢铁产品进行回收、检测/分类直到最终 处置或者再利用等专业服务构成的服务关系网络，涉 及最早的回收商到最后的服务需求者所产生的信息管 理、流程管理、资源管理、服务传递及资金管理等，是一 ·813·

·814 工程科学学报，第37卷，第6期 种提供钢铁工业循环经济集成服务的方式 其服务交互过程中涉及的资源、组织、服务价值及其关 钢铁工业逆向供应链服务中的服务需求者、服务 联关系和动态配置等共同构成钢铁工业逆向供应 集成商和服务供应商三个主体构成钢铁工业逆向供应 链服务系统(iron and steel industry reverse supply chain 链服务链，如图2所示.逆向供应链服务集成商和服 services system,IRSS).IRSS系统的服务过程源于钢铁 务供应商构成两级服务响应机制，钢铁工业逆向供应 生产加工企业、钢铁用户等提出的服务需求或废旧产 链服务在三个主体构成的服务链中即时产生和传递. 品，终止于向服务需求者提供“服务方案、服务、服务 (1)服务需求者.服务需求者在钢铁工业逆向供 +物理产品”等.钢铁工业逆向供应链服务过程随着 应链服务中具有双元性，即逆向供应链服务过程开始 服务需求的变化不断重组和解散， 于服务需求者提出的服务需求，并终止于服务需求者 由于钢铁工业逆向供应链服务系统是一个由服务 的服务评价 集成平台、有形服务资源和无形服务活动共同构成的 (2)服务集成商.钢铁工业逆向供应链服务集成 复杂系统，笔者采用模块化建模思想，按照两级响应机 商是整个服务系统的核心，其服务业务主要通过服务 制，分别从第一级服务响应即服务方案匹配与决策、第 集成平台进行网络化管理.在服务过程中，首先服务 二级服务响应即服务功能实现两个层面，以及X、Y、Z 集成平台根据服务需求和服务供应商的服务能力匹配 三个维度，构建钢铁工业逆向供应链服务系统过程概 生成服务解决方案，即服务集成平台完成第一级服务 念模型 响应：然后，筛选出的服务供应商根据服务集成平台给 2.1.1第一级服务响应 定的服务解决方案进行服务流程重组，并在服务供应 钢铁工业逆向供应链服务第一级服务响应，主要 商的监督下向服务需求者提供服务和物理产品，即服 是服务集成商通过服务集成平台实现从接收服务需求 务集成商与服务供应商共同完成第二级服务响应. 到匹配与决策并形成服务方案的过程，其过程概念模 (3)服务供应商.钢铁工业逆向供应链服务供应 型如图3中XZ平面所示.X为服务活动抽象/供应商 商是提供服务所需资源的相关企业.服务资源包括有 知识模块序列维，是实际服务活动或供应商知识在服 形的资源，如回收废旧产品拆卸/分解设备和再制造加 务集成平台中的抽象映射：Y为服务组织与协同运作 工技术人员，也包括无形的服务活动和能力.服务供 维：Z为服务网络跨级控制与服务增值维，主要体现模 应商可以作为服务集成商的外包单位，向服务集成商 块匹配及服务功能实现中的服务扩散增值过程.第一 提供人、物、能源等资源，也可以根据服务集成商提出 级服务响应主要分为三个阶段： 的集成服务解决方案，直接将支持性服务传递给服务 (1)服务需求分解与服务决策阶段.服务需求分 需求者. 解与服务决策阶段主要完成服务需求获取、需求分解 服务解决方案 与任务指派和匹配结果收集与决策：①服务集成平台 需求+废旧产品（回收/再 首先通过系统门户与服务需求者交互，引导服务需求 制造对象)、订单、资金 钢铁工业逆向供应链服务 者填写服务需求表.②服务需求分解模块将服务需求 集成商（服务集成平台） 表中模糊抽象的需求分解为合理粒度的元需求，定义 知识流 服务任务、 令知识流 元需求本体，通过构建元需求分析树模型对元需求间 订单资金尽 关联关系进行分析，采用形式化语义表述方式对需求 服务供 服务供 服务供 应商 应商2 应商m 本体进行描述，并建立具有概念属性的元需求本体语 义网络.再以元需求作为约束进行第2、3阶段的服务 服务流（知识、产品、服务） 活动及服务供应商匹配.③以元需求、服务能力、服务 图2钢铁工业逆向供应链假务链 质量、服务交付期、服务成本等多属性作为约束，在对 Fig.2 Reverse supply chain service chain for the iron and steel in- 多属性指标进行标准化的基础上，采用具有多决策者 dustry 的组合服务群决策算法，确定群理想方案并计算方案 贴近度，将最终方案以文本形式通过平台门户反馈给 2模型 服务需求者 2.1概念模型构建 (2)服务活动自适应匹配阶段.钢铁工业逆向供 钢铁工业逆向供应链服务是一个包括服务目标、 应链服务集成平台中的服务活动抽象模块，是实际服 服务接受者、服务提供者、服务内容、服务支持设施及 务活动映射到知识库的服务活动知识本体模型.本阶 资源消耗、服务质量标准及服务场所的交互过程网 段的服务活动自适应匹配主要包括服务活动抽象模块

工程科学学报，第 37 卷，第 6 期 种提供钢铁工业循环经济集成服务的方式． 钢铁工业逆向供应链服务中的服务需求者、服务 集成商和服务供应商三个主体构成钢铁工业逆向供应 链服务链，如图 2 所示． 逆向供应链服务集成商和服 务供应商构成两级服务响应机制，钢铁工业逆向供应 链服务在三个主体构成的服务链中即时产生和传递． (1) 服务需求者． 服务需求者在钢铁工业逆向供 应链服务中具有双元性，即逆向供应链服务过程开始 于服务需求者提出的服务需求，并终止于服务需求者 的服务评价． (2) 服务集成商． 钢铁工业逆向供应链服务集成 商是整个服务系统的核心，其服务业务主要通过服务 集成平台进行网络化管理． 在服务过程中，首先服务 集成平台根据服务需求和服务供应商的服务能力匹配 生成服务解决方案，即服务集成平台完成第一级服务 响应;然后，筛选出的服务供应商根据服务集成平台给 定的服务解决方案进行服务流程重组，并在服务供应 商的监督下向服务需求者提供服务和物理产品，即服 务集成商与服务供应商共同完成第二级服务响应． (3) 服务供应商． 钢铁工业逆向供应链服务供应 商是提供服务所需资源的相关企业． 服务资源包括有 形的资源，如回收废旧产品拆卸/分解设备和再制造加 工技术人员，也包括无形的服务活动和能力． 服务供 应商可以作为服务集成商的外包单位，向服务集成商 提供人、物、能源等资源，也可以根据服务集成商提出 的集成服务解决方案，直接将支持性服务传递给服务 需求者． 图 2 钢铁工业逆向供应链服务链 Fig． 2 Reverse supply chain service chain for the iron and steel in￾dustry 2 模型 2. 1 概念模型构建 钢铁工业逆向供应链服务是一个包括服务目标、 服务接受者、服务提供者、服务内容、服务支持设施及 资源消耗、服务质量标准及服务场所的交互过程［10］． 其服务交互过程中涉及的资源、组织、服务价值及其关 联关系和动态配置等［11］共同构成钢铁工业逆向供应 链服务系统(iron and steel industry reverse supply chain services system，IRSS)． IRSS 系统的服务过程源于钢铁 生产加工企业、钢铁用户等提出的服务需求或废旧产 品，终止于向服务需求者提供“服务方案、服务、服务 + 物理产品”等． 钢铁工业逆向供应链服务过程随着 服务需求的变化不断重组和解散． 由于钢铁工业逆向供应链服务系统是一个由服务 集成平台、有形服务资源和无形服务活动共同构成的 复杂系统，笔者采用模块化建模思想，按照两级响应机 制，分别从第一级服务响应即服务方案匹配与决策、第 二级服务响应即服务功能实现两个层面，以及 X、Y、Z 三个维度，构建钢铁工业逆向供应链服务系统过程概 念模型． 2. 1. 1 第一级服务响应 钢铁工业逆向供应链服务第一级服务响应，主要 是服务集成商通过服务集成平台实现从接收服务需求 到匹配与决策并形成服务方案的过程，其过程概念模 型如图 3 中 XZ 平面所示． X 为服务活动抽象/供应商 知识模块序列维，是实际服务活动或供应商知识在服 务集成平台中的抽象映射;Y 为服务组织与协同运作 维;Z 为服务网络跨级控制与服务增值维，主要体现模 块匹配及服务功能实现中的服务扩散增值过程． 第一 级服务响应主要分为三个阶段: (1) 服务需求分解与服务决策阶段． 服务需求分 解与服务决策阶段主要完成服务需求获取、需求分解 与任务指派和匹配结果收集与决策:①服务集成平台 首先通过系统门户与服务需求者交互，引导服务需求 者填写服务需求表． ②服务需求分解模块将服务需求 表中模糊抽象的需求分解为合理粒度的元需求，定义 元需求本体，通过构建元需求分析树模型对元需求间 关联关系进行分析，采用形式化语义表述方式对需求 本体进行描述，并建立具有概念属性的元需求本体语 义网络． 再以元需求作为约束进行第 2、3 阶段的服务 活动及服务供应商匹配． ③以元需求、服务能力、服务 质量、服务交付期、服务成本等多属性作为约束，在对 多属性指标进行标准化的基础上，采用具有多决策者 的组合服务群决策算法，确定群理想方案并计算方案 贴近度，将最终方案以文本形式通过平台门户反馈给 服务需求者． (2) 服务活动自适应匹配阶段． 钢铁工业逆向供 应链服务集成平台中的服务活动抽象模块，是实际服 务活动映射到知识库的服务活动知识本体模型． 本阶 段的服务活动自适应匹配主要包括服务活动抽象模块 ·814·

王蕾等：钢铁工业逆向供应链服务过程模型 815 Z服务网络跨级控制与服务增值维 服务需求 ①服务需求分解与 废旧产品 服务决策阶段 单服务解决方案 报务 逆向供应链服务门户 服务解决方案 服务需求分解一 功能性服务活动模块选择与匹配 >服务供应商选择、匹配)》服务方案决策 检测分类 拆卸/分解 处 再制造服务模块 服务模块 服务模块 库存 破碎分选 重用服务模块 ②服务活动模 服务供 服 服务模块 运输 原 块匹配阶段 废水废液无害化 务 处理服务模块 模块 废弃处 ..r 一一一一一 理服务模块 服务活动抽象模块 多服务供应商匹 配阶段一 回收服务供应 拆御分解服务供 库存运输服务供 再制造服务供 重用服务供应 废弃处理服务供 商知识模块1 应商知识模块1 应商知识模块1 应商知识模块1 商知识模块1 应商知识模块1 440 4年 卡中年分书5 FTAFE 4F744 t+nn。 回收服务供应 重用服务供应 废弃处理服务供 服务 拆标卸分解服务供 库存运输服务供 再制造服务供 象排 商知积模块n 应商知识模块n 应商知识模块n 应商知识模块m 商知识模块n 应商知识模块m 服务供应商知识模块， Y服务组织与 协同运作雏 图3钢铁工业逆向供应链服务方案匹配与决策过程模型 Fig.3 Service programme matching and decision-making process model of reverse supply chain service for the iron and steel industry 选择与匹配：①服务活动抽象模块选择是在明确元需 配，并转换成可执行的服务业务流程方案.服务供应 求任务的基础上，从满足元需求（交付期、成本、质量 商匹配实质是不同服务供应商知识资源空间模型之间 等)、满足匹配规则和服务系统实时能力多个方面确 的相似度度量.假设服务集成平台模块划分及知识本 定服务约束属性网，包括需求约束（服务活动功能与 体库构建时，对能完成相同服务活动的服务供应商知 服务需求的相似性)、时间约束（服务活动间的时间相 识本体已聚类，根据服务供应商知识资源空间模型的 继性)、空间约束（服务活动所属空间区域相继性）、资 特点，运用基于语义相似度匹配算法的服务资源知识 源约束（服务活动对服务资源的共享性）和功能约束 搜索匹配模型，确定服务活动抽象模块s的服务供应 (服务活动可实现功能对服务过程总功能目标的支撑 商资源知识本体概念相似度Sim(s),见式(1)，并依据 性)：确定钢铁工业逆向供应链服务实时构建问题的 概念相似度列表确定满足搜索条件的记录，完成服务 服务质量(quality of service,QoS)指标和模型：通过求 供应商推荐列表 解多维Q$约束模型，确定服务活动抽象模块.②服 Sim(s,s）= 务活动自适应匹配是基于服务活动本体库和元需求本 WSim,(s,s）+WaSima(s,s）+W,Sim,(s,s）+WSim.(s,s） 体，采用知识推理等启发式算法进行服务化知识检索 W:+Wa+w +W 与匹配，形成服务活动抽象模块序列. (1) (3)服务供应商匹配阶段.服务集成平台中的服 式中，W,、W,、W。和W分别为功能相似度的权重、数 务供应商匹配，是对可完成同类服务活动的服务供应 据相似度的权重、服务质量相似度的权重和执行相似 商映射到服务平台的资源知识本体按元需求进行匹 度的权重，Sim(s,s）、Sim1（s,s）、Sim,(s,s）和

王 蕾等: 钢铁工业逆向供应链服务过程模型 图 3 钢铁工业逆向供应链服务方案匹配与决策过程模型 Fig． 3 Service programme matching and decision-making process model of reverse supply chain service for the iron and steel industry 选择与匹配:①服务活动抽象模块选择是在明确元需 求任务的基础上，从满足元需求(交付期、成本、质量 等)、满足匹配规则和服务系统实时能力多个方面确 定服务约束属性［12］，包括需求约束(服务活动功能与 服务需求的相似性)、时间约束(服务活动间的时间相 继性)、空间约束(服务活动所属空间区域相继性)、资 源约束(服务活动对服务资源的共享性) 和功能约束 (服务活动可实现功能对服务过程总功能目标的支撑 性);确定钢铁工业逆向供应链服务实时构建问题的 服务质量(quality of service，QoS)指标和模型;通过求 解多维 QoS 约束模型，确定服务活动抽象模块． ②服 务活动自适应匹配是基于服务活动本体库和元需求本 体，采用知识推理等启发式算法进行服务化知识检索 与匹配，形成服务活动抽象模块序列． (3) 服务供应商匹配阶段． 服务集成平台中的服 务供应商匹配，是对可完成同类服务活动的服务供应 商映射到服务平台的资源知识本体按元需求进行匹 配，并转换成可执行的服务业务流程方案． 服务供应 商匹配实质是不同服务供应商知识资源空间模型之间 的相似度度量． 假设服务集成平台模块划分及知识本 体库构建时，对能完成相同服务活动的服务供应商知 识本体已聚类，根据服务供应商知识资源空间模型的 特点，运用基于语义相似度匹配算法的服务资源知识 搜索匹配模型，确定服务活动抽象模块 s 的服务供应 商资源知识本体概念相似度 Sim(s)，见式(1)，并依据 概念相似度列表确定满足搜索条件的记录，完成服务 供应商推荐列表． Sim(s，s') = WfSimf(s，s') + Wd Simd (s，s') + Wq Simq (s，s') + WeSime(s，s') Wf + Wd + Wq + We ． (1) 式中，Wf、Wd、Wq 和 We 分别为功能相似度的权重、数 据相似度的权重、服务质量相似度的权重和执行相似 度的 权 重，Simf ( s，s')、Simd ( s，s')、Simq ( s，s') 和 ·815·

·816· 工程科学学报，第37卷，第6期 Sim(s,s)分别为功能相似度、数据相似度、服务质量 (1)面向任务的服务供应商业务流程软重构阶 相似度和执行相似度. 段.钢铁工业逆向供应链服务系统中的服务供应商业 2.1.2第二级服务响应 务流程软重构，是指为协同完成某一服务任务，适应性 钢铁工业逆向供应链服务第二级服务响应，主要 地转变服务供应商在总服务过程中的服务作业次序、 是服务集成商依据服务集成平台给定的服务方案，组 服务供应商间的供需关系及运作方式的过程.这里的 织选定的服务供应商软重组服务流程，并完成服务的 重构，强调两个层面的重构：①在最短的时间对服务系 过程，其过程概念模型如图4中YZ平面所示，X、Y、Z 统总服务过程中分布式的服务供应商进行“逻辑”上 三轴含义与图3中一致，第二级服务响应主要分为两 的重新组织：②服务供应商依据具体服务任务，对企业 个阶段： 内部服务资源进行“逻辑”上的重新组织 Z服务网路跨级控制与服务增值维 服务求 废旧产品 客月 废旧产品中的隐性 原材料+眼务 新+驱务 新产品/材+服务 检/分类服务供拆卸分解服务 重用服务供应商 ①面向任务的 应商 库存 运给 再制造服务供应商 废液无清化处理服 原料回收服务供应商 服务模体 务供应商k 废弃处理服务供应商 服供应商集群 废日产品中的隐性知识， 产品供应 产品制造商 库存运输服 、②务资源 务企业资源 一再制造务企、 业协同作业 拆卸份解那 业资源 务企业资源、 ● 回收人员 服务知识模块 回收用设备 人员 生产设备 检测、 仰设 什搬运人员 服务 组织与 协同运 作维 X服务抽象维 图4钢铁工业逆向供应链服务功能实现过程模型 Fig.4 Service function realization process model of reverse supply chain service for the iron and steel industry (2)服务资源跨企业协同作业阶段.钢铁工业逆 式/送达时间等信息.服务资源跨企业互联与知识共 向供应链服务资源跨企业协同作业控制的实现，主要 享，是为保证服务信息的时效性和准确性，以服务集成 包括两个方面：①服务业务协同管理，即协调服务链中 平台网络为媒介，实现服务供应商企业管理信息平台、 多服务供应商企业间不同层次、不同类型和不同目标服务设备以及服务人员间全面的点对点通讯， 的问题，达到综合最佳的服务效果.服务业务协同管 2.2关键技术 理需要综合考虑多企业和多资源间复杂耦合、各服务 钢铁工业逆向供应链服务是一种包含客户参与的 过程中的动态不确定性，建立多目标协同优化模型，对 连续服务过程，服务需求和服务对象性质具有较大的 多企业生产计划与调度协同、服务资源和能源的协同 不确定性，因此服务过程的构建及过程管理方面具有 优化问题进行分析.②服务资源互联与知识共享.如 较大困难.模块化是在不损害系统功能的前提下，对 某冷轧机大型支撑辊修复再制造服务过程中，轧辊修 系统进行分解成多个相对独立的部件，并对部件进行 复再制造企业需要从服务需求企业获取轧辊状态参 混合、匹配和整合的动态过程围.借助模块化思想研 数、使用历史参数等，从运输服务企业获取轧辊转运方 究逆向供应链服务过程动态构建涉及的相关关键技术

工程科学学报，第 37 卷，第 6 期 Sime(s，s')分别为功能相似度、数据相似度、服务质量 相似度和执行相似度． 2. 1. 2 第二级服务响应 钢铁工业逆向供应链服务第二级服务响应，主要 是服务集成商依据服务集成平台给定的服务方案，组 织选定的服务供应商软重组服务流程，并完成服务的 过程，其过程概念模型如图 4 中 YZ 平面所示，X、Y、Z 三轴含义与图 3 中一致，第二级服务响应主要分为两 个阶段: (1) 面向任务的服务供应商业务流程软重构阶 段． 钢铁工业逆向供应链服务系统中的服务供应商业 务流程软重构，是指为协同完成某一服务任务，适应性 地转变服务供应商在总服务过程中的服务作业次序、 服务供应商间的供需关系及运作方式的过程． 这里的 重构，强调两个层面的重构:①在最短的时间对服务系 统总服务过程中分布式的服务供应商进行“逻辑”上 的重新组织;②服务供应商依据具体服务任务，对企业 内部服务资源进行“逻辑”上的重新组织． 图 4 钢铁工业逆向供应链服务功能实现过程模型 Fig． 4 Service function realization process model of reverse supply chain service for the iron and steel industry (2) 服务资源跨企业协同作业阶段． 钢铁工业逆 向供应链服务资源跨企业协同作业控制的实现，主要 包括两个方面:①服务业务协同管理，即协调服务链中 多服务供应商企业间不同层次、不同类型和不同目标 的问题，达到综合最佳的服务效果． 服务业务协同管 理需要综合考虑多企业和多资源间复杂耦合、各服务 过程中的动态不确定性，建立多目标协同优化模型，对 多企业生产计划与调度协同、服务资源和能源的协同 优化问题进行分析． ②服务资源互联与知识共享． 如 某冷轧机大型支撑辊修复再制造服务过程中，轧辊修 复再制造企业需要从服务需求企业获取轧辊状态参 数、使用历史参数等，从运输服务企业获取轧辊转运方 式/送达时间等信息． 服务资源跨企业互联与知识共 享，是为保证服务信息的时效性和准确性，以服务集成 平台网络为媒介，实现服务供应商企业管理信息平台、 服务设备以及服务人员间全面的点对点通讯． 2. 2 关键技术 钢铁工业逆向供应链服务是一种包含客户参与的 连续服务过程，服务需求和服务对象性质具有较大的 不确定性，因此服务过程的构建及过程管理方面具有 较大困难． 模块化是在不损害系统功能的前提下，对 系统进行分解成多个相对独立的部件，并对部件进行 混合、匹配和整合的动态过程［13］． 借助模块化思想研 究逆向供应链服务过程动态构建涉及的相关关键技术 ·816·