基于SOA架构的中小企业物流平台研究

2016-05-31杨雪峰

物流科技 2016年5期

杨雪峰

摘要：中小企业在建设自己的物流信息系统中存在着资金和技术上的难题，该研究针对中小企业物流业务的特点，开发了基于J2EE的面向服务架构，分布式的公共物流平台。首先论述了平台的功能定位，确定了系统的体系结构，然后全面阐述了平台各个组成部分的功能设计，最后介绍了系统的具体应用实例。实践证明，该平台有效提高了中小企业物流的效率。

关键词：J2EE；中小企业；物流；地理信息系统；企业资源计划

中图分类号：F253.9 文献标识码：A

Abstract： In view of the existing financial and technical problems in logistics information system of small and medium-sized enterprises， the logistics platform is developed by using J2EE architecture. This study discusses the functional positioning of the logistics platform， the system structure of the logistics public information platform is determined， and the functional design is described in detail. A concrete instance of platform system is introduced the system can effectively reduce the threshold of the logistics information construction of small and medium sized enterprises， and provide an effective solution for small and medium enterprises to improve the logistics level.

Key words： J2EE； small and medium enterprises； logistics； GIS； ERP

0 引言

按照2013年底的统计，国内有1 500多万家企业，其中1 100多万家企业是中小型和微型企业。在目前全球经济不景气的情况下，中小微型企业面临很大的困境，其中的一个问题就是如何有效降低物流成本，以此来提高企业利润。高效方便的仓储运输管理，可以给企业的生产、经营和物流配送提供坚强的后盾和有力的支持，但很多中小企业在建设现代化的物流管理体系方面还存在许多不足[1]。中小企业的物流信息化程度普遍较低，比例不到10%。针对以上问题，2009年，国务院在《物流业调整和振兴规划》报告中提出了全面建设物流公共信息平台的意见。物流软件系统的开发对于资金和技术实力都不足的中小企业来说是一项复杂的工程，很多企业付出巨大的人力与时间等资源也无法独立完成信息化建设，还有一些企业实现信息化后无法持续更新维护等，这些都成为中小企业实现物流信息化的障碍[2]。如何找到突破这些障碍的办法，是目前亟待解决的问题。很多学者提出过建立物流信息平台的构想，例如沈昕提出整合的物流信息平台构建[3]，何明等人提出区域物流信息平台规划研

究[4]，赫尔曼·普雷策尔阐述了城市物流运营系统和城市物流平台[5]。由于物流主体，业务内容和服务范围等细节的复杂性，物流平台的实现层次也应该是多种多样的，需要在不断的实践当中去发现适合企业发展和市场需要的应用方案。在实际的研究过程中，发现中小企业物流业务最基本的需要，即运力、运单、仓储和财务管理的需求非常普遍。为了满足这些需求，建立一个实现基本业务的物流信息平台成为本研究的主要目的。本文结合中小企业实际物流业务的特点，从系统整体架构设计的角度，提出了一个通用的中小企业物流平台设计方案，对相关的技术细节进行了分析。

1 关键技术

1.1 SOA（Service-Oriented Architecture）

面向服务的体系结构，是目前日益得到重视和应用的一个构造分布式系统的方法，它的核心思想是把不同应用程序的功能以服务的形式提供给用户或者其他的服务。服务之间通过开放的接口联系起来，以此实现系统的可重用性，实现网络应用、数据管理和业务逻辑的完全解耦。以此为基础，企业能够快速建立具有良好扩展性的信息系统，可以适应迅速变化的市场需求，特别适合于建设分布式，异构环境下的资源信息平台。SOA可以通过ESB（企业服务总线）来实现。ESB的作用主要是实现服务之间的数据格式转换、协议转换和消息传输等功能。通过ESB，使用户关注于核心业务，而不是底层基础技术。一旦用户需求发生变化，随时可以在已有的服务中加入新的服务，或者改变现有服务的功能，而不会对现有系统的使用产生影响[6-8]。

1.2 J2EE（Java 2平台企业版）

J2EE体系利用Java Servlet、Java Server Pages（JSP）、Web Service、Enterprise Bean等技术实现多层分布式应用系统架构。在此架构支持下，使组件具有良好的重用性，系统拥有统一的安全机制，事务处理具备可控的灵活性，可满足高可靠性、高扩展性的系统应用需求。在J2EE体系下，通过部署Web Service来实现SOA架构，整个应用系统根据逻辑功能被划分设计成应用组件，不同应用组件安装在不同的服务器上。中小物流企业地域分散，网络使用环境多样，使用J2EE统一的开发框架，有效降低了开发多层应用的复杂性，是开发物流平台的有力工具[9-10]。

1.3 GIS（地理信息系统）

GIS是传统地理科学计算机科学结合的综合科学。GIS通常和GPS（全球定位系统）一起应用于LBS（基于位置服务的应用）当中。GIS发挥管理和分析空间数据的优势，GPS获取精确的位置信息。在物流平台中，物流车辆的位置和工作状态通过车载GPS设备实时采集，然后可通过客户端的电子地图显示出来。车辆可按照不同原则规划的最佳路径方案运行，并可即时将路况信息反馈给车辆，实现实时车辆监控和调度。在分析车辆GPS位置信息的基础上，还可对车辆运营成本，工作效率做出判断和调整，加快物资的运转，降低各个环节的成本。目前很多物流平台都把GIS作为核心支撑技术[11-12]。

2 架构设计

2.1 设计原则

本系统使用J2EE平台进行开发，系统结构采用了SOA和多层体系的思想进行设计。网络通信采用TCP/IP和UDP网络协议；客户端采用B/S方式，界面友好，易于使用；系统通过标准的JPA（Java Persistence API）与Oracle，SQL Server等大型关系数据库系统连接。基础业务逻辑层实现“集中认证、分级授权”的权限管理机制，支持分布式应用管理模式，分级授权管理被应用在所有的功能模块当中，部门内人员调配、权限分配可由授权用户自行调整。

2.2 网络架构设计

车载GPS设备包括GPS模块、工作设备传感器、信息显示屏，警报装置等附件；GPS模块接收GPS卫星的定位信息，各种传感器收集油耗、报警信息、图像等其他信息，通过2G或3G网络将一起传回给终端数据服务器。终端数据服务器提供车载GPS设备数据接口，处理后存储到数据库当中。各级系统管理者使用监控中心查看物流车辆的行驶情况，通过地图服务器提供的GIS地图功能进行显示，并给出相应的调度指令，还可以通过应用服务器提供的服务、工作流程管理和监控功能对系统核心服务进行监控和管理。企业用户可以通过PC机，各种手持终端使用浏览器登录WEB服务器，通过LDAP服务器进行用户权限认证，随后使用平台提供的功能，实现车辆监控调度以及企业资源管理（图1）。

2.3 软件功能结构

系统按照功能划分，在逻辑结构上包括平台核心、GPS监控子系统与ERP（Enterprise Resource Planning）子系统三大部分（图2）。系统平台核心将提供系统基础的数据信息交互，及应用程序基础框架定义。以SOA的体系架构，支持平台中各个子系统（GPS监控子系统、ERP）之间的数据共享及交互。GPS监控包括GPS终端接入、电子地图服务及系统监控与管理功能。仓储、运单和客户等信息由ERP子系统统一管理。

2.4 逻辑架构设计

平台采用网络计算方案，采用分布式多层设计，实现了系统各个功能之间松耦合、粗粒度和异构性（图3）。

用户界面：采用HTML/DHTML、Javascript、Actionscript等技术构建客户端，支持标准网页浏览器。

表现逻辑：应用系统主要是用JSP、Servlet、JavaBean、FLEX实现。

应用逻辑：负责业务逻辑实现。核心技术采用EJB实现。其接口支持远程及本地调用。

应用服务器：采用符合Java EE规范的应用服务器软件。

数据处理层：数据处理层实现符合JPA规范，以应对系统可能的升级与扩展。

数据层：选用Oracle等关系数据库软件。

操作系统层：支持Linux类、Windows Server等主流的操作系统。跨操作系统平台同样使系统有更好的可移植性，以便适应将来的各种变化。

2.5 分布式设计

Web Service是一种实现面向服务架构的技术，依据Web Service规范实施的应用之间，通常采用消息机制与其它外部应用或服务进行交互。EJB提供了分布式技术的基础，以服务接口和服务实现的方式呈现，使用无状态会话EJB作为Web Service的实现组件。从技术角度讲，Web Service基于一些常规的产业标准以及已有的一些技术，诸如标准通用标记语言下的子集XML、HTTP。以XML为基础，构成了SOAP、WSDL和UDDI等一系列Web Service标准规范[13]。

平台上的所有构件分布到计算机网络中的多个节点上，因此为支持这些构件所需要的处理负载也在网络上的多个计算机上分布，有利于提高平台的数据处理能力（图4）。

2.6 服务功能和结构

（1）WEB服务：负责给所有系统用户提供用户界面服务。

（2）应用服务器（Application Server）：负责应用及数据逻辑处理，为WEB服务提供支持。应用部署符合Java EE 规范（图5）。EJB 是结构核心，在功能上分为Session Bean，Entity Bean和Message Driven Bean。Session Bean实现业务逻辑，例如访问数据库。Entity Bean持久业务数据的对象表示，把存储在持久性存储器中的实体以对象的形式映射到内存中。Message Driven Bean处理客户端发送的JMS消息（图5）。

（3）地图数据服务：负责给WEB应用提供电子地图服务。采用代理及适配器模式设计，可方便扩展（如更换地图引擎或地图提供商）（图6）。

（4）终端数据服务：负责所有接入到平台中GPS终端的数据通信。包括接收终端上传的GPS数据信息及下发到GPS终端的指令。采用编/解码译器及过滤器概念，方便接入不同的GPS终端协议类型。以集群的方式可保证接入巨大的终端数量（图7）。

3 应用实例

基于以上原则设计的中小企业物流平台已在实际应用当中。经过两年的使用，目前接入中小企业数量有数百家，物流车辆近万台。

3.1 系统功能

该物流平台分为GPS车辆监控系统，ERP系统和平台核心系统三个部分，平台各子系统功能设计如下（图8）。

3.2 系统运行效果

物流平台的GPS监控子系统采用北斗/GPS双系统定位，地图采用适配器模式可接入高德地图和SuperMap地图服务，可对入网车辆实施监控、调度、配置和查询管理等数十项功能，并自动生成各类信息报表。

GPS监控子系统的用户接口使用WEB界面，具有地图操作的一般功能。用户可以对车辆进行分组管理，并对选定的车辆进行实时定位和相关信息查询（图9）。

4 结束语

物流效率对于中小企业至关重要，考验的其实是企业使用信息化的能力。针对中小企业物流业务的一般特点和普遍需求，在SOA构架的基础上，本文对使用J2EE技术构建的物流平台的系统结构，逻辑结构以及各个服务子系统的逻辑和功能进行了分析和说明，其中重点介绍了GIS/GPS相关系统。该物流平台使用了成熟的系统架构理念和开发技术，给中小企业提供了一个开放式的物流管理服务平台，为在中小企业中普及物流信息技术提供了一个便利的途径。在实际的使用反馈中，中小企业用户认为该系统对于降低物流成本，提高企业竞争能力具有积极的作用。

参考文献：

[1] 李红，刘翠娟，宋利伟. 中小企业物流信息化建设问题的探讨[J]. 物流工程，2007（2-3）：85-87.

[2] 褚晓津. 基于中小企业需求的物流信息平台研究[J]. 物流工程与管理，2014（9）：71-72.

[3] 沈昕，韩传峰. 基于整合的物流信息平台构建[J]. 制造业自动化，2006（11）：88-91.

[4] 何明，过秀成，金凌. 区域物流信息平台规划研究[J]. 交通信息与安全，2009（6）：132-136.

[5] 赫尔曼·普雷策尔. 城市物流平台：IT解决方案和技术平台[J]. 开放导报，2011（5）：30-34.

[6] 杨斌，张卫冬，张利欣，等. 基于SOA的物联网应用基础框架[J]. 计算机工程，2010（17）：95-97.

[7] 沈惠璋，赵继娣，QIU，等. 基于SOA的分布式服务供应链信息共享平台研究与实践[J]. 计算机应用研究，2010（2）：606-610.

[8] 管卫国，王东. 基于SOA的第四方物流信息平台研究[J]. 微型电脑应用，2011，27（2）：17-21.

[9] 沈黛维. 基于J2EE的物流仓储管理信息系统的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学（硕士学位论文），2013.

[10] 李小平，肖岳峰，宿元，等. 基于J2EE多层架构的Web开发框架研究[J]. 计算机应用研究，2008（5）：1429-1431.

[11] 李芳菊，蒋建. GIS技术在现代物流信息平台中的应用研究[J]. 现代电子技术，2011（16）：42-44.