倪　楠，劉光復，黃海鴻（合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院，安徽合肥　230009）

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基于SOA的廢舊家電產(chǎn)品逆向物流信息平臺構(gòu)建

倪楠，劉光復，黃海鴻
（合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院，安徽合肥230009）

摘要：廢舊家電產(chǎn)品逆向物流信息平臺是廢舊家電逆向物流運作和管理的基礎，是實行廢舊家電回收處理的必要措施。文章在分析了信息平臺需求的基礎上，設計了基于SOA（service-oriented architecture）架構(gòu)的廢舊家電逆向物流信息平臺的集成方案和總體框架；確定了由業(yè)務流程層、業(yè)務服務層、業(yè)務應用層、信息支撐層和平臺基礎層構(gòu)建的架構(gòu)層次，并詳細闡述了各層次組成及其功能；說明了物聯(lián)網(wǎng)、XML、系統(tǒng)集成和大數(shù)據(jù)等關鍵技術在系統(tǒng)中的具體運用；針對平臺的運作、效益和功能，建立了系統(tǒng)、可量化、客觀的三級評價指標體系；并結(jié)合承擔的項目給出了具體的實現(xiàn)實例，對于建立廢舊家電逆向物流信息平臺具有參考意義。

關鍵詞：廢舊家電；逆向物流；信息平臺；SOA架構(gòu)

劉光復（1945-），男，遼寧開源人，合肥工業(yè)大學教授，博士生導師；

黃海鴻（1980-），男，安徽潛山人，博士，合肥工業(yè)大學教授，博士生導師.

家電產(chǎn)品越來越快的更新?lián)Q代導致了廢舊家電的大量涌現(xiàn)，如果對這些廢舊家電處理不當，其存在的大量有害物質(zhì)極易污染土壤、水資源等自然環(huán)境，進而危害人體健康；同時，廢舊家電含有的大量可回收資源也遭到浪費。我國已經(jīng)出臺《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》和《廢舊家電回收處理管理條例》，因此必須構(gòu)建適合我國國情和環(huán)保要求的廢舊家電逆向物流系統(tǒng)，這對提高產(chǎn)品的競爭力、實施可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

家電產(chǎn)品的逆向物流具有不確定性、緩慢性和復雜性等特點，不但影響了逆向物流的運作效率和運作成本，還使得原本可以回收的價值遭到廢棄，從而降低運作效益。通過構(gòu)建逆向物流信息平臺，準確及時地了解和掌握逆向物流中供應鏈的產(chǎn)品信息，并依此進行科學的決策和管理，可以提升逆向物流的效率與效益，進而有效整合行業(yè)資源。實證研究表明信息系統(tǒng)和逆向物流績效之間存在正相關［1］。國內(nèi)外專家學者針對逆向物流信息平臺的構(gòu)建做了許多研究，但是多局限于逆向物流信息平臺的某一方面，很少見到完整、全面、實用的研究成果［2-6］。文獻［7］對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的逆向物流運作管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、流程和關鍵影響因素進行了研究；文獻［8］提出了一種基于SOA（service-oriented architecture）的物流信息系統(tǒng)的架構(gòu)模型并加以分析，以解決物流信息系統(tǒng)的有效信息整合和系統(tǒng)業(yè)務變化適應能力差的問題。這些研究有的因為強調(diào)信息的獲取和交互而缺乏有效的系統(tǒng)架構(gòu)，有的因為逆向物流不是傳統(tǒng)物流的簡單對稱［9］，所以得出的結(jié)論難以應用于實際逆向物流信息平臺中。

本文針對這些不足，充分考慮到逆向物流是多參與者、多操作環(huán)節(jié)的復雜過程和信息對于逆向物流的運作、規(guī)劃的支撐作用，構(gòu)建了基于SOA的廢舊家電逆向物流信息平臺，以解決廢舊家電逆向物流系統(tǒng)中的信息采集、分析、整合、管理、交互、決策和擴展等問題，保證其高效運作；同時，結(jié)合研究項目開發(fā)了實用平臺，使該平臺架構(gòu)具有現(xiàn)實性和通用性。

1　廢舊家電逆向物流信息平臺需求

一種典型的廢舊家電逆向物流運作流程如圖1所示。

逆向物流過程復雜，參與者數(shù)量眾多，包括消費者、零售企業(yè)、售后服務中心、逆向物流企業(yè)、處理企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)等。廢舊家電逆向物流信息平臺應滿足以下3個方面的需求。

（1）為逆向物流參與者提供業(yè)務支持和信息化管理，優(yōu)化逆向物流業(yè)務流程。廢舊家電逆向物流信息平臺通過收集、存儲逆向物流中的各種信息，再經(jīng)過分析、挖掘和管理，為參與者提供信息資源，進而對逆向物流業(yè)務實行信息化管理，達到優(yōu)化業(yè)務流程、降低運作成本、監(jiān)控全過程的目的。

（2）有效地支持異構(gòu)物流信息資源的集成，消除“信息”孤島。廢舊家電逆向物流參與者眾多，目前許多生產(chǎn)企業(yè)、零售企業(yè)、逆向物流企業(yè)都建立了管理信息系統(tǒng)，但是各個信息資源相對獨立，彼此之間不能實現(xiàn)快捷的流通與共享，形成“信息孤島”。廢舊家電逆向物流信息平臺需要具備異構(gòu)信息資源的集成能力，從不同的異構(gòu)系統(tǒng)中，以不同的方式獲取數(shù)據(jù)，進行網(wǎng)絡協(xié)同化決策，并將決策后的數(shù)據(jù)在異構(gòu)系統(tǒng)之間進行傳遞。

（3）便捷地進行信息平臺的擴展，與外部系統(tǒng)進行集成。廢舊家電逆向物流信息平臺是一個開放的系統(tǒng)，它既需要與參與企業(yè)內(nèi)部的計劃、財務、生產(chǎn)等系統(tǒng)對接，也需要與參與企業(yè)外部的政府管理系統(tǒng)、行業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)、其他物流服務系統(tǒng)、潛在的第三方信息系統(tǒng)進行對接，因此它應具備較強的擴展性，能有效地與外部系統(tǒng)進行集成。

圖1　廢舊家電逆向物流運作流程示意圖

2　逆向物流信息平臺構(gòu)建

廢舊家電逆向物流信息平臺為逆向物流的參與者提供信息資源和應用服務，對逆向物流過程進行信息化管理，實現(xiàn)異構(gòu)、分布式環(huán)境下參與者間的信息集成、過程集成和知識集成［10］，實現(xiàn)沿著回流產(chǎn)品價值鏈的逆向物流鏈的集成。

2.1信息平臺的集成方案

SOA以服務為核心，是一種面向服務的體系架構(gòu)，它將各個不同系統(tǒng)應用程序中不同的功能單元抽象成為服務，通過這些服務之間標準的接口，以松散耦合的方式進行集成［11］?；赟OA體系架構(gòu)并結(jié)合系統(tǒng)集成技術能夠解決廢舊家電逆向物流中復雜異構(gòu)系統(tǒng)之間的集成和數(shù)據(jù)交換，而且可以按照模塊化的方式添加新服務或者更新現(xiàn)有服務，具有很好的擴展性。

基于SOA的廢舊家電逆向物流信息平臺的集成方案如圖2所示。

圖2　基于SOA的廢舊家電逆向物流信息平臺集成方案

通過合理地分配用戶權限、編制業(yè)務流程、規(guī)劃數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、定義信息交互接口和制定數(shù)據(jù)安全方案，使得信息平臺平穩(wěn)、高效地運轉(zhuǎn)。逆向物流參與者通過信息交互接口與信息服務平臺實現(xiàn)交互，提供或者使用有效的信息以完成參與者本身應承擔的工作。

消費者、售后服務中心、零售企業(yè)和逆向物流企業(yè)中的回收點通過不同的回收方式回收廢舊家電，在此過程中可以采集品牌、類型、型號、使用年限、報廢原因以及回收位置、回收時間等信息，作為回流產(chǎn)品的初始回流信息?；亓鳟a(chǎn)品通過收集、運輸進入到逆向物流企業(yè)的回收總站，根據(jù)回流產(chǎn)品的初始回流信息、生產(chǎn)企業(yè)提供的原始產(chǎn)品信息和拆卸回收專家知識庫信息，經(jīng)過分檢、拆卸，將回流產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成零部件；然后將零部件信息（零部件型號、產(chǎn)品型號、新舊程度等）錄入到系統(tǒng)中并確定其回收方式（包括再利用、再制造、原材料回收和報廢處理等）。逆向物流企業(yè)的回收總站提供一定的倉儲能力，依據(jù)信息平臺提供的零部件信息進行倉儲管理；同時，通過信息平臺獲取生產(chǎn)企業(yè)的再制造計劃、處理企業(yè)的處理計劃和回流產(chǎn)品數(shù)量以制定合理的庫存策略。處理企業(yè)根據(jù)信息平臺提供的廢品處理量安排工作計劃。生產(chǎn)企業(yè)一方面提供產(chǎn)品的原始產(chǎn)品信息，另一方面根據(jù)信息平臺提供的再利用和再制造的零部件數(shù)量安排再制造生產(chǎn)計劃。政府監(jiān)管機構(gòu)可查看廢舊家電的整體回收狀況，以制定、調(diào)整宏觀策略。

2.2廢舊家電逆向物流信息平臺總體架構(gòu)

根據(jù)集成方案確定廢舊家電逆向物流信息平臺總體架構(gòu)，如圖3所示。由圖3可知，架構(gòu)層次共分5層，分別為業(yè)務流程層、業(yè)務服務層、業(yè)務應用層、信息支撐層和平臺基礎層。

圖3　基于SOA的廢舊家電逆向物流信息平臺架構(gòu)層次圖

（1）平臺基礎層。平臺基礎層為信息平臺提供軟、硬件支撐，主要由軟件和硬件基礎設施組成。硬件基礎設施包括各種信息采集設備、網(wǎng)絡設備、通信設備、終端訪問設備、服務器和存儲器；軟件基礎設施包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡/應用服務器等中間件、產(chǎn)品原始信息數(shù)據(jù)庫、回流產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和用戶數(shù)據(jù)庫。

（2）信息支撐層。廢舊家電逆向物流中具有眾多的信息獲取和需求渠道，以可擴展標記語言（XML）作為數(shù)據(jù)和信息的記錄格式。信息支撐層主要負責加工處理數(shù)據(jù)以形成有效信息并傳遞、管理信息，它由信息中間件、信息錄入系統(tǒng)和信息輸出系統(tǒng)組成。信息中間件既是一個運行子系統(tǒng)，能在信息平臺各應用子系統(tǒng)之間傳遞信息，為其提供可靠、實時、高效的信息服務；又是一個管理工具集，為信息平臺提供了對網(wǎng)絡進行配置實時管理、實時監(jiān)控的工具并具有完善的日志機制。信息錄入系統(tǒng)將獲取的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過分類、封裝、加密等加工后再錄入進數(shù)據(jù)庫中。信息輸出系統(tǒng)利用合適的方法和模型對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、挖掘和預測，形成逆向物流產(chǎn)品決策數(shù)據(jù)，為應用層的各管理系統(tǒng)提供可靠的信息支持，降低逆向物流過程中隨機性和模糊性所帶來的逆向物流運作的不確定性和不可控性，增強逆向物流管理的主動性和前瞻性，以提高整個逆向物流運作和服務的績效。

（3）業(yè)務應用層。業(yè)務應用層由各種逆向物流業(yè)務應用系統(tǒng)組成，主要包括：客戶響應系統(tǒng)、運輸管理系統(tǒng)、分揀管理系統(tǒng)、拆卸管理系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)、多級庫存管理系統(tǒng)、報廢處理管理系統(tǒng)、再利用管理系統(tǒng)、在線交易管理系統(tǒng)、費用結(jié)算系統(tǒng)、回收網(wǎng)絡規(guī)劃管理系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)。在業(yè)務應用層上可實現(xiàn)與信息平臺外部的系統(tǒng)對接，例如逆向物流參與企業(yè)的企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）以及行業(yè)的監(jiān)管系統(tǒng)和相關的政府管理系統(tǒng)，為信息平臺客戶提供更廣泛的服務。

（4）業(yè)務服務層。業(yè)務服務層由業(yè)務服務簇、基本服務簇和Web Service平臺組成。其中，業(yè)務服務簇是針對廢舊家電逆向物流業(yè)務領域的一簇服務及其相應的數(shù)據(jù)模型，包括回收網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計、回收場所選址、運輸路徑規(guī)劃等逆向物流規(guī)劃服務簇和回收、運輸、分揀、拆卸、倉儲、處理等逆向物流活動服務簇；基本服務簇是在廢舊家電逆向物流中提供的財務、人力資源等基礎服務；Web Service平臺則為服務的定義和使用提供一個獨立于業(yè)務應用平臺和技術平臺的環(huán)境。

（5）業(yè)務流程層。業(yè)務流程層由業(yè)務流程和業(yè)務活動監(jiān)督機制組成。廢舊家電在逆向物流過程中按照合理的執(zhí)行順序經(jīng)歷回收、分揀、拆卸、存儲、再利用/再制造/原材料回收/報廢處理的任務，形成跨企業(yè)、跨部門、端到端的業(yè)務流程，通過對業(yè)務服務簇和基本服務簇進行編排或編制而實現(xiàn)。業(yè)務流程層同時具有業(yè)務流程管理的職能，承擔著識別、建模、開發(fā)、部署和管理業(yè)務流程的職責［12-13］。

2.3廢舊家電逆向物流信息平臺關鍵技術

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術。在廢舊家電產(chǎn)品逆向物流過程中，一方面，廢舊家電產(chǎn)品需要經(jīng)歷多個階段，從回收、分揀、拆卸到存儲、處理；另一方面，產(chǎn)品形態(tài)會發(fā)生變化，從整機到零部件、原材料和廢棄物。因此，對廢舊家電產(chǎn)品及其產(chǎn)出物進行有效管理尤為重要。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術是射頻識別（radio-frequency identification，RFID）電子標簽技術，其貼在廢舊家電產(chǎn)品及其產(chǎn)出物上，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡自動將標識數(shù)據(jù)傳送到信息平臺，實現(xiàn)物品的自動識別。通過信息平臺的數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)集成功能，達到對逆向物流對象的有效管理。另外，通過物聯(lián)網(wǎng)可以緊密結(jié)合GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）和MIS（信息管理系統(tǒng)），為信息平臺的運輸規(guī)劃、倉儲管理和回收網(wǎng)絡規(guī)劃等功能提供有效支持。

（2）XML技術。廢舊家電逆向物流參與者眾多，信息平臺需要采用一種統(tǒng)一的文檔和數(shù)據(jù)格式來規(guī)范數(shù)據(jù)的描述和信息的交換，以保證信息平臺集成化信息的共享。XML是表示W(wǎng)eb中結(jié)構(gòu)化文檔和數(shù)據(jù)的通用格式，是一種簡單而又靈活的標準格式，它為基本W(wǎng)eb的信息平臺應用提供了一個描述數(shù)據(jù)和交換信息的有效手段［14］。XML作為一種元語言，具有強大的描述結(jié)構(gòu)化信息的能力，特別適用于描述逆向物流產(chǎn)品信息的層次結(jié)構(gòu)。此外，可以通過XML-EDI轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)XML和EDI的雙向轉(zhuǎn)換，以便信息平臺對接廢舊家電逆向物流參與企業(yè)已有的基于EDI的應用；還可以通過XML-XML映射器實現(xiàn)不同參與企業(yè)的DTD之間的映射和轉(zhuǎn)換［15］。

（3）系統(tǒng)集成技術。廢舊家電逆向物流信息平臺基于系統(tǒng)集成技術，將分布在不同系統(tǒng)的用戶、信息和業(yè)務流程集成起來形成一個綜合的集成系統(tǒng)。首先，廢舊家電逆向物流信息平臺依據(jù)終端用戶在逆向物流中承擔的角色和擁有的權限為其提供統(tǒng)一的操作界面，簡化了操作，提高了系統(tǒng)使用的效率；其次，將無序的數(shù)據(jù)流整理、組織成信息流，再通過管理、融合成信息服務，實現(xiàn)逆向物流的信息化管理；最后，協(xié)調(diào)各種企業(yè)功能，把人和資源、資金及應用合理地組織在一起，使整個逆向物流供應鏈成為有機整體，獲得最佳的運行效益。

（4）大數(shù)據(jù)技術。廢舊家電逆向物流中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，包括產(chǎn)品的屬性信息、狀態(tài)信息、位置信息、地理信息、拆卸信息、處理信息、成本信息等，并且這些信息相互影響、相互補充。信息平臺利用大數(shù)據(jù)技術可以在合理的時間內(nèi)從龐大的數(shù)據(jù)信息中擷取、管理、處理并整理信息，提供準確的信息服務，以達到幫助逆向物流參與企業(yè)經(jīng)營決策更積極的目的。

3　逆向物流信息平臺評價體系

廢舊家電逆向物流信息平臺的建設不僅僅局限在信息平臺本身的搭建，它是一種創(chuàng)新物流模式的具體體現(xiàn)，要考慮包括組織結(jié)構(gòu)、基礎設施、物流網(wǎng)絡、合作伙伴等一系列相關因素的變革。由于廢舊家電產(chǎn)品的逆向物流目前仍處于起步階段，存在一些概念化和隨意性問題，因此引入以財務指標、服務水平指標、功能指標和技術指標4大指標體系為核心的評價指標體系，應用于物流信息系統(tǒng)立項、預算、選擇合作伙伴、確立方案、實施、運行、改善的全過程，實現(xiàn)系統(tǒng)地、量化地、客觀地評價廢舊家電逆向物流信息平臺。建立的評價指標體系如圖4所示。

圖4　廢舊家電逆向物流信息平臺評價指標體系

（1）財務指標。財務指標量化廢舊家電逆向物流信息平臺對參與企業(yè)的價值，必須以平臺所能達到的財務目標為出發(fā)點，它包括逆向物流成本和信息平臺成本2個二級指標。逆向物流成本是財務指標中最核心的指標，包括廢舊家電收購成本、運輸成本、檢測成本、拆卸成本、庫存成本、處理成本和管理成本，它不是一個普通的會計概念，而是系統(tǒng)衡量企業(yè)物流運作效率的總和。信息平臺成本主要是建設、使用和維護信息平臺本身所需的成本，包括硬件建設成本、軟件建設成本、使用成本及維護成本。

（2）服務水平指標。服務水平指標度量廢舊家電逆向物流信息平臺產(chǎn)生的業(yè)務結(jié)果，包括服務績效評價和服務過程評價2個二級指標。服務績效評價指標測量的是信息平臺提供的服務質(zhì)量，包括回收率、回收響應時間、檢查拆卸時間、回收利用率、庫存水平、處理能力、交易處理時間、預測誤差和服務粒度。服務過程評價指標測量的是信息提供服務過程中的管理程度和用戶體驗，包括管理控制程度、管理執(zhí)行程序、意外災難處理能力和用戶對平臺使用書面陳述。

（3）功能指標。功能指標是規(guī)范廢舊家電逆向物流信息平臺的應用范疇，包括逆向物流運作功能和平臺系統(tǒng)功能2個二級指標。逆向物流運作功能指標評測了平臺提供的逆向物流功能，包括回收響應管理、運輸管理、倉儲管理、多級庫存管理、分揀拆卸管理、報廢處理管理、再利用管理、規(guī)劃管理、在線交易、費用結(jié)算和用戶管理。平臺系統(tǒng)功能指標評測了平臺提供的系統(tǒng)功能，包括與第三方信息系統(tǒng)的交互管理、數(shù)據(jù)管理和用戶管理。

（4）性能指標。該指標控制信息平臺本身的技術性能，包括性能技術和系統(tǒng)技術2個二級指標。性能技術指標包含數(shù)據(jù)處理速率、數(shù)據(jù)存儲容量、訪問響應時間和并發(fā)訪問性；系統(tǒng)技術指標包括可靠性、軟硬件兼容性、安全性和擴展性。

4　廢舊家電逆向物流信息平臺的實現(xiàn)

結(jié)合承擔的課題，本文基于.NET的技術框架并采用混合架構(gòu)模式建立了廢舊家電逆向物流信息平臺。.NET由一整套服務（service）、應用程序接口（API）和協(xié)議構(gòu)成，對基于Web的多層應用提供了功能支持。

根據(jù)應用場景的不同，平臺采用瀏覽器/服務器（B/S）加客戶端/服務器（C/S）的混合架構(gòu)模式，這種混合架構(gòu)模式具有安全可靠、靈活方便和效率高的特點，體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5　廢舊家電逆向物流信息平臺體系結(jié)構(gòu)

廢舊家電逆向物流參與者分布廣泛，功能需求各不相同，因此平臺主體采用B/S模式。同時考慮到居于逆向物流中心地位的回收總站包含了分檢、拆卸、存儲多個逆向物流過程，有大量的錄入、讀取和顯示數(shù)據(jù)的操作，與上、下游的企業(yè)和用戶有大量的交互操作，需要良好的交互性和數(shù)據(jù)安全性，并且這些操作集中在一個企業(yè)內(nèi)部，因此采用C/S模式。

信息平臺前端訪問界面分為瀏覽器界面和客戶端界面。廢舊家電逆向物流信息的參與者根據(jù)在逆向物流中承擔的角色和職責，在用戶訪問權限機制控制下調(diào)用相應的信息平臺功能模塊。

5　結(jié)束語

基于SOA的廢舊家電逆向物流信息平臺實現(xiàn)了廢舊家電逆向物流信息和流程的有機整合，為消費者、零售企業(yè)、售后服務中心、逆向物流企業(yè)、處理企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)和政府監(jiān)管機構(gòu)提供了基于服務的業(yè)務支持和信息化管理，達到了降低成本，提高效率和效益的目標，并具有服務性、集成性和擴展性的特點。

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（責任編輯胡亞敏）

Research on reverse logistics information platform of waste household appliances based on SOA

NI Nan，LIU Guang-fu，HUANG Hai-hong
（School of Machinery and Automobile Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China）

Abstract：The reverse logistics information platform of waste household appliances is the basis of operation and management of waste household appliances reverse logistics and the necessary measure to recycle the waste household appliances.Based on the analysis of the demands of an information platform，the integrated solutions and overall architecture of the reverse logistics information platform of waste household appliances based on service-oriented architecture（SOA）technology are designed.The architecture levels consisting of business process level，business service level，business application level，information support level and platform base level are determined，and the composition and functions of all the levels are elaborated.The application of key technologies including Internet of Things，XML，system integration and big data is illustrated.A complete，quantifiable，objective three-level evaluation index system is established in view of the operation，benefit and function of the platform.And the specific implementation example based on a project is presented.The study can provide a reference for the establishment of reverse logistics information platform of waste household appliances.

Key words：waste household appliances；reverse logistics；information platform；service-oriented architecture （SOA）

作者簡介：倪楠（1980-），男，安徽蚌埠人，合肥工業(yè)大學博士生；

基金項目：國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）資助項目（2013AA040205）

收稿日期：2014-11-18；修回日期：2015-06-10

doi：10.3969/j.issn.1003-5060.2016.01.001

中圖分類號：TP393；F253.9

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5060（2016）01-0001-06