黃 新

（太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原 030027）

大宗商品成品物流云平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃 新

（太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原 030027）

根據(jù)大宗商品物流運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，研究了有代表性的大宗商品貿(mào)易公司的第三方物流業(yè)務(wù)特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分析了第三方物流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)方面的需求，進(jìn)而對應(yīng)用系統(tǒng)的架構(gòu)、性能需求做了深入分析，提出了一種基于SaaS的物流系統(tǒng)建設(shè)參考模型。通過項(xiàng)目實(shí)施，發(fā)現(xiàn)該模型對于鋼鐵物流企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)具有一定的實(shí)用參考價(jià)值，模型的技術(shù)特性可以使不同異構(gòu)系統(tǒng)之間共享數(shù)據(jù)，從而整合異構(gòu)數(shù)據(jù)，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)良好的可擴(kuò)展性的同時(shí)，也降低了同類系統(tǒng)的開發(fā)成本。

大宗商品；物流；云平臺

0 引言

大宗商品物流是國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大宗商品物流運(yùn)輸?shù)膶ο蠖嗍潜挥糜诠I(yè)基礎(chǔ)原材料的同質(zhì)化可交易商品，如原油、鋼鐵、煤炭、金屬制品、農(nóng)產(chǎn)品、木材等。大宗商品物流過程的管理水平和工作效率對中國的制造業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的影響非常大。就大宗商品供應(yīng)鏈而言，由于各類產(chǎn)品的物理特質(zhì)以及運(yùn)輸流程非常類似，可以對其進(jìn)行統(tǒng)一建模管理。從供應(yīng)鏈的服務(wù)對象分類，大宗商品物流可以分為：面向原材料的物流體系、面向生產(chǎn)過程的物流體系和面向成品運(yùn)輸?shù)奈锪黧w系。這三種物流體系中，成品運(yùn)輸物流體系的建設(shè)和效率是廣大用戶和供應(yīng)鏈下游企業(yè)最為關(guān)心的。目前，大宗商品分銷環(huán)節(jié)主要采用第三方物流模式（以鋼鐵業(yè)為主要代表），第三方物流企業(yè)在廠家和客戶的委托下，完成產(chǎn)品的運(yùn)輸和倉儲。第三方物流在各個(gè)行業(yè)的廣泛存在，與復(fù)雜的市場條件、經(jīng)濟(jì)條件是分不開的，這是當(dāng)前大宗商品物流領(lǐng)域內(nèi)的不爭事實(shí)[1]。

對于第三方大宗商品物流企業(yè)而言，雖然管理過程亟需通過信息化等手段提高效率，但是目前信息化管理方面卻普遍存在一些問題：第三方物流公司多為中小型企業(yè)，由于經(jīng)費(fèi)投入不足，信息化水平多在低端徘徊；已有的一些系統(tǒng)與貿(mào)易商、客戶的信息系統(tǒng)之間沒有數(shù)據(jù)接口，無法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同；即使在同一個(gè)企業(yè)內(nèi)部，由于物流節(jié)點(diǎn)繁多，各項(xiàng)業(yè)務(wù)耦合度低，使得信息整合程度也很低。此外，很多第三方物流公司的業(yè)務(wù)主要依靠大型生產(chǎn)企業(yè)來推動，對生產(chǎn)企業(yè)的信息系統(tǒng)有很強(qiáng)的依賴性。這些依賴大型企業(yè)生存的物流企業(yè)，他們自身也是大型企業(yè)生態(tài)鏈條中的重要環(huán)節(jié)，因此，有必要在提升大型生產(chǎn)企業(yè)信息化水平的同時(shí)，通過合理的方案促進(jìn)第三方物流企業(yè)信息化能力的共同提高。鑒于此，各大生產(chǎn)企業(yè)以及電商企業(yè)都在謀劃布局，抓緊自己的大宗商品物流體系及信息系統(tǒng)建設(shè)，整體發(fā)展趨勢有以下三方面：一是通過自建的（或者第三方的）物流信息系統(tǒng)管理物流業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)物流管理與物流信息的融合；二是對于信息化水平較低的第三方物流公司，通過快速部署的方式，對其業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)簡單、快速的系統(tǒng)內(nèi)部整合；三是信息化水平較高的第三方物流公司發(fā)揮其信息化方面的優(yōu)勢，利用數(shù)據(jù)交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與其他物流公司業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的對接與整合。

總之，目前無論是自建系統(tǒng)還是第三方電子商務(wù)平臺，主要存在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)通用性、可復(fù)用性不強(qiáng)及系統(tǒng)靈活性不高[2]等問題。為此，本文結(jié)合云計(jì)算思想，提出一種基于SaaS云平臺架構(gòu)的大宗物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建、整合在線物流管理體系，以及節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)投資等目標(biāo)。

1 鋼鐵物流業(yè)務(wù)模式及數(shù)據(jù)模型

1.1 鋼鐵成品物流模式及處理邏輯

中國大宗物流領(lǐng)域業(yè)務(wù)種類繁多，主要可分為三大類型：自己建設(shè)物流團(tuán)隊(duì)、使用第三方公司、建立混合型物流團(tuán)隊(duì)。他們同用戶簽署的運(yùn)輸協(xié)議也不外乎“廠家承運(yùn)、寄售方式、客戶自提”三大類型。從大宗商品物流諸多物理節(jié)點(diǎn)的角度，也可分為以下基本類型：始發(fā)地、汽車裝車地、火車裝車地、水運(yùn)起點(diǎn)、水運(yùn)終點(diǎn)、中轉(zhuǎn)站、用戶收貨地。根據(jù)每個(gè)具體的物流節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的物流操作相關(guān)信息，可以歸納為三種：發(fā)貨動作信息、本地操作信息和收貨動作信息，其中本地操作信息可以是多種類動作并可以多次操作。物流系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)業(yè)務(wù)主要是跟蹤和維護(hù)鋼鐵產(chǎn)品的地點(diǎn)信息和狀態(tài)信息。

圖1 物流信息處理邏輯圖

根據(jù)以上的共性分類分析，本文繪制了大宗商品物流系統(tǒng)信息處理邏輯圖（見圖1）。物流起點(diǎn)可以通過使用RFID、條形碼等技術(shù)對貨物件次或貨物批次進(jìn)行唯一標(biāo)識，然后途經(jīng)汽車運(yùn)輸、火車運(yùn)輸、水運(yùn)等物流站點(diǎn)，到達(dá)收貨倉庫，每個(gè)節(jié)點(diǎn)做好相應(yīng)的信息維護(hù)工作。通過制定統(tǒng)一的接口，對各階段異構(gòu)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并提供查詢，然后通過多種方式使用、展示物流信息。

1.2 物流信息形式化數(shù)據(jù)模型

物流信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集、維護(hù)每一個(gè)物料在物流途中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的具體信息，除了上述的發(fā)貨、操作、收貨三類基本信息外，還收集大宗商品的自身屬性信息和物料在路途中的地理信息，并為系統(tǒng)的各類檢索統(tǒng)計(jì)功能提供數(shù)據(jù)支持[3]。據(jù)此，本文利用形式化表達(dá)方法描述了大宗商品物流信息整體模型，見式（1）。節(jié)點(diǎn)i采集和維護(hù)的信息表達(dá)為Info節(jié)點(diǎn)i，見式（2）。

式中，Info物流代表某物料的全程物流信息集合，Info基本代表該產(chǎn)品固有的基本信息，Info標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)代表產(chǎn)品途中某一單一節(jié)點(diǎn)信息。

2 物流跟蹤系統(tǒng)架構(gòu)模型設(shè)計(jì)

在前文基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出大宗商品物流跟蹤系統(tǒng)的功能邏輯架構(gòu)模型，如圖2所示。該架構(gòu)模型分為五個(gè)層次，各層次的功能內(nèi)容及性能特點(diǎn)詳述如下：

（1）平臺層

圖2 大宗商品物流平臺系統(tǒng)功能邏輯架構(gòu)模型

通過使用SaaS框架搭建基礎(chǔ)平臺[4]，通過使用多租戶管理、集群及負(fù)載均衡等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)的快速開發(fā)、部署和資源共享。

（2）數(shù)據(jù)層

實(shí)現(xiàn)物流網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本信息的維護(hù)功能，并且為每個(gè)物料進(jìn)行自身屬性信息和所在地理信息的整合，實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息的鏈狀整合，做好整個(gè)物流過程中物料在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的收貨、轉(zhuǎn)運(yùn)、發(fā)貨、在途等信息的收集和匯總，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，為上層功能模塊調(diào)用數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)。

（3）功能層

提供一系列系統(tǒng)支撐性功能，如地圖展示引擎、短信收發(fā)引擎、可視化展示引擎、知識庫引擎、權(quán)限管理等。在這個(gè)層次上，將各個(gè)主要系統(tǒng)支撐性功能模塊化，并封裝成服務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間的調(diào)用和管理。

（4）業(yè)務(wù)層

提供大宗商品物流管理業(yè)務(wù)邏輯基本功能，如運(yùn)輸管理、倉儲管理和結(jié)算管理。在業(yè)務(wù)層中，對標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)進(jìn)行抽象定義，并且通過業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示和核心業(yè)務(wù)邏輯的分離，最大程度地保障系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

（5）展示層

提供針對特定物料、批次的物流情況檢索查詢以及結(jié)果的可視化分析和展示，提供實(shí)時(shí)的物流路徑可視化展示（包括實(shí)時(shí)地理位置信息、行進(jìn)路線、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)間等）；通過短信提醒等對過程異常情況提供報(bào)警服務(wù)；對物流過程服務(wù)進(jìn)行費(fèi)用管理及結(jié)算等。在展示層中，對基本物流信息進(jìn)行加工整合，生成直觀的可視化信息，以方便廠家、客戶、物流公司享用各類方便快捷的信息服務(wù)。

3 大宗商品物流SaaS平臺關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 多租戶管理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

上述基于SaaS平臺的設(shè)計(jì)，最終會實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源以及業(yè)務(wù)邏輯的共享，讓用戶直接面向透明的服務(wù)。同時(shí)，SaaS平臺要對諸多第三方物流公司提供服務(wù)（即本系統(tǒng)的多租戶），在此過程中，既要對不同租戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，又要對系統(tǒng)資源有效復(fù)用和共享，如何將平臺資源按照規(guī)則分配給租戶是核心重點(diǎn)[5]。本文設(shè)計(jì)了一種可以被所有租戶和應(yīng)用共享的管理機(jī)制來解決這一問題，如圖3所示。

系統(tǒng)的多個(gè)租戶共享使用硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲資源，并在中間層維護(hù)諸多標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)邏輯，在業(yè)務(wù)邏輯層次上實(shí)現(xiàn)中間件的整合并且通過整合實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用，滿足不同租戶個(gè)性化的應(yīng)用需求。

圖3 多租戶管理機(jī)制

3.2 負(fù)載均衡設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

盡管使用了云平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)資源共享，但服務(wù)器的物理資源總是有限的，所以有必要采用負(fù)載均衡技術(shù)，保持系統(tǒng)資源的均衡利用和穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)提供了一套針對該多層架構(gòu)的管理機(jī)制，統(tǒng)一管理多租戶的用戶、計(jì)費(fèi)、資源等，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載均衡。從實(shí)現(xiàn)方式看，負(fù)載均衡有兩種情況：一種是將并發(fā)業(yè)務(wù)分擔(dān)到多節(jié)點(diǎn)上分布處理；另一種是將單個(gè)重負(fù)載業(yè)務(wù)分布到多節(jié)點(diǎn)上做分布處理。承擔(dān)任務(wù)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)后將數(shù)據(jù)匯總返回給終端用戶，這使得系統(tǒng)整體資源的使用更為合理[6-7]。

大宗商品物流SaaS平臺面向大量租戶，日常物流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理動作頻繁，導(dǎo)致平臺系統(tǒng)內(nèi)業(yè)務(wù)操作頻繁。比如，物流起點(diǎn)企業(yè)的倉儲類租戶，需要全天候24小時(shí)隨時(shí)執(zhí)行入庫、出庫操作，一次操作往往需要處理上百條包裝、分包裝記錄，一旦多個(gè)同類租戶同時(shí)請求同一個(gè)服務(wù)資源，執(zhí)行該項(xiàng)功能的缺省服務(wù)器的負(fù)荷就會驟然增加，業(yè)務(wù)運(yùn)行效率就會受到影響。本課題主要是處理上述第一種情況的負(fù)載均衡問題，使平臺具有處理大量并發(fā)請求、大數(shù)據(jù)的能力，應(yīng)用分布式計(jì)算技術(shù)中的任務(wù)調(diào)度理念，將大量的用戶使用任務(wù)分配給不同的服務(wù)器來完成。據(jù)此，本文設(shè)計(jì)了負(fù)載均衡機(jī)制（見圖4）。該設(shè)計(jì)主要采用分層調(diào)度處理邏輯來實(shí)現(xiàn)，層次功能特性為調(diào)度管理、中間件管理、分布式數(shù)據(jù)庫管理。

圖4 集群及負(fù)載均衡設(shè)計(jì)

調(diào)度器集群是本方案的核心部分，其技術(shù)原理為：在一臺服務(wù)器上安裝一個(gè)Apache作為Web Server，多個(gè)Tomcat作為應(yīng)用的容器，使用Apache來作為一個(gè)調(diào)度員將用戶發(fā)來的請求發(fā)送到不同的Tomcat。Tomcat作為一個(gè)JSP容器，Apache作為一個(gè)Web Server，它們之間通過worker進(jìn)行通信（由Tomcat使用Server.xml文件中的Connector標(biāo)簽來定義端口和協(xié)議），通過mod_jk的模塊（由Web服務(wù)器Apache、IIS等使用）和Web Server通信。整個(gè)過程其實(shí)就是讓Apache的httpd.conf文件調(diào)用 mod_jk.conf，mod_jk.conf調(diào)用 workers.properties，最后配置虛擬主機(jī)。

工作過程中，Apache和mod_jk作為調(diào)度器來集中接受、調(diào)度、分配大量用戶任務(wù)請求，將任務(wù)分配到各類不同的應(yīng)用中間件節(jié)點(diǎn)來處理，應(yīng)用中間件可以使用流行的基于網(wǎng)絡(luò)的中間件技術(shù)構(gòu)建，數(shù)據(jù)庫采用Oracle數(shù)據(jù)庫，服務(wù)集群通過安裝多個(gè)RAC節(jié)點(diǎn)完成實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算和負(fù)載均衡。設(shè)計(jì)中，分布式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)采用主從式結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)功能數(shù)據(jù)表存放在主數(shù)據(jù)庫，不同業(yè)務(wù)模塊、功能模塊數(shù)據(jù)表存放在多個(gè)從數(shù)據(jù)庫（MySQL等），通過應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)庫映射功能選擇物理的數(shù)據(jù)存儲。

4 設(shè)計(jì)應(yīng)用效果評估

通過與該平臺以往功能、性能的比較可以看出，本文的設(shè)計(jì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和近年來流行的虛擬化共享方法。試驗(yàn)系統(tǒng)建立之初采用了傳統(tǒng)的獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，這種模式的軟件和硬件投入成本都較高，后期也不易與其他物流系統(tǒng)進(jìn)行整合和共享。試驗(yàn)系統(tǒng)后期又采用虛擬化共享方案進(jìn)行改造升級，但當(dāng)用戶（租戶）數(shù)量增加到一定限度時(shí)，管理成本大幅度上升，管理效率大幅度下降。近期，運(yùn)用本文研究成果重建系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的共享，并且該應(yīng)用能供足量的用戶訂購使用；同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了通過集群和負(fù)載均衡完成分布計(jì)算，可以操作分布存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)容。從整體來看，方案適合將來平臺的擴(kuò)展，有利于提高資源利用率、配置的靈活性以及平臺的可維護(hù)性。

5 結(jié)論

大宗商品供應(yīng)鏈物流業(yè)務(wù)流程與信息化技術(shù)的結(jié)合是科技進(jìn)步的必然趨勢，該過程也隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的一次次革新而呈現(xiàn)出日新月異的景象。本文梳理了大宗商品物流業(yè)務(wù)模式，提出了數(shù)據(jù)模型、業(yè)務(wù)處理模型以及基于SaaS的系統(tǒng)架構(gòu)模型，并成功將其應(yīng)用在鋼鐵物流平臺建設(shè)中，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期效果。本文中提出的設(shè)計(jì)方案是可復(fù)制推廣的，為大宗商品物流系統(tǒng)的建設(shè)提供了參考。在未來工作中，筆者將進(jìn)一步加強(qiáng)對新架構(gòu)帶來的安全性、網(wǎng)絡(luò)性能依賴等問題以及基于語義的信息整合方面的研究。

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Design and Implementation of Bulk Stock Logistics Cloud Platform

HUANG Xin
（Tai Yuan City Vocational College,Taiyuan 030027,China）

Based on the figures of bulk stock product logistics procedures, this paper analyses the current situations,proceeds research on logistics data processing model,data model,system model,balance management etc.;proposes a SaaS-based logistics information system model.According to the result,the model has practical reference value forthe construction ofsteellogisticsenterprise information system,the technical characteristics of the model can share data and integrate heterogeneous data among differentheterogeneoussystems.While achieving good scalability,it also reduces the time and cost.

bulk stock;logistics;cloud

TP399

A

1673-2022（2017）04-0062-04

2017－06－21

黃新（1978-），男，山西運(yùn)城人，助教，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。