CSCW技術(shù)中的公路物流系統(tǒng)研究

陸慧娟,程 倬,唐文彬,范延軍

(1.中國計量學院信息工程學院,浙江杭州310018;2.中國礦業(yè)大學信息與電氣工程學院,江蘇徐州221008)

物流,簡言之就是物質(zhì)實體的流動,包括運輸、存儲、配送、裝卸、保管、物流信息管理等各種活動.物流業(yè)是指經(jīng)濟運行過程中執(zhí)行物資流動等相關(guān)功能的專業(yè)化服務(wù),物流業(yè)的根本目的是提高物資流動量,縮短流動時間,從而達到最少庫存、最大資金周轉(zhuǎn)率和降低物流成本的目標.國內(nèi)物流信息化的發(fā)展尚處于起步階段,物流企業(yè)的信息化水平還不高,物流企業(yè)的水平也參差不齊,運作模式還沒有定型,而占貨運周轉(zhuǎn)量7成以上的公路物流更是信息化荒漠.2008年的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,82%的公路物流企業(yè)沒有計算機,在有計算機的18%的企業(yè)中,僅2%的企業(yè)的計算機用來處理業(yè)務(wù).究其原因主要是我們的公路物流企業(yè)眾多,且普遍規(guī)模較小[1,2].其信息化現(xiàn)狀可以概括為以下幾點:

1)大多數(shù)企業(yè)沒有經(jīng)濟實力投資建立自己的信息化系統(tǒng).

2)內(nèi)部流程不規(guī)范,且大多數(shù)各不相同,不利于標準化軟件的推廣使用.

3)信息化需求除了倉儲管理WMS、運輸管理TMS、GPS/GIS業(yè)務(wù)系統(tǒng)外,集中在物流交易信息(車、貨源信息)和業(yè)務(wù)協(xié)作兩塊.

GPS車輛調(diào)度系統(tǒng)[3]、計算機支持的協(xié)同工作技術(shù)(CSCW)[4]和基于Web的協(xié)同商務(wù)信息系統(tǒng)[5]的出現(xiàn),為解決上述問題提供了思路.借鑒CSCW技術(shù),將其應(yīng)用于物流服務(wù),開發(fā)物流協(xié)同系統(tǒng)是解決上述問題的有效途徑.作為CSCW研究的重要方向,工作流管理(WFMS)[6,7]的主要目標是,通過調(diào)用有關(guān)的信息資源和人力資源協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)過程中的各個環(huán)節(jié),使之按照一定的順序依次進行,從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的自動化.本文將在CSCW(computer supported cooperative work,計算機支持的協(xié)同工作)理論框架下,采用SaaS(Software-as-a-service,軟件即服務(wù))、WebGIS(基于瀏覽器的地理信息系統(tǒng))技術(shù),構(gòu)建一個集物流交易信息、車輛安全認證、位置服務(wù)等功能為一體的第三方物流協(xié)同信息平臺,實現(xiàn)車輛跟蹤定位、智能搜索匹配等服務(wù)功能[8].

1 CSCW概述

1.1 CSCW與WFMS的區(qū)別

工作流管理系統(tǒng)(workflow management system,WFMS)是一類典型的協(xié)同應(yīng)用系統(tǒng),它是協(xié)同應(yīng)用系統(tǒng)從支持同步、非結(jié)構(gòu)化協(xié)作,向支持異步、結(jié)構(gòu)化的進一步發(fā)展.有一種較普遍的觀點:即工作流(workflow)是CSCW 的同義詞.兩者的區(qū)別在于側(cè)重點不同,CSCW主要側(cè)重于目的,工作流則偏向于技術(shù)和實現(xiàn).CSCW的實質(zhì)是利用計算機的通信能力,達到各個工作方面的通信、交流、協(xié)同工作,工作流就是實現(xiàn)這種目標的技術(shù).根據(jù)“工作流管理聯(lián)盟”(workflow management collaboration,WFMC)的定義,工作流所要解決的主要問題是:使在多個參與者之間按照某種預(yù)定義的規(guī)則傳遞文檔、信息或任務(wù)的過程自動進行,從而實現(xiàn)某個預(yù)期的業(yè)務(wù)目標,或者是促使此目標的實現(xiàn).而工作流管理系統(tǒng)(WFMS)的作用,就是將現(xiàn)實世界中的業(yè)務(wù)過程轉(zhuǎn)化成某種計算機化的形式表示,并在此形式表示的驅(qū)動下完成工作流的執(zhí)行和管理.

1.2 CSCW的體系結(jié)構(gòu)

從系統(tǒng)開發(fā)的角度分析,CSCW的體系結(jié)構(gòu)可分為4個層次關(guān)系,如圖1.

圖1 CSCW體系結(jié)構(gòu)圖Figure 1 CSCW architecture chart

1)開放系統(tǒng)互聯(lián)環(huán)境.這是體系結(jié)構(gòu)中最底層提供的異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)、多媒體通信、分布式環(huán)境,以解決各協(xié)同實體之間在分布環(huán)境下的互聯(lián)、互操作、分布服務(wù).

2)協(xié)同工作支撐平臺和工具.由CSCW系統(tǒng)開發(fā)者根據(jù)需求確定協(xié)同工作模型和機制,選取或開發(fā)某些工具,構(gòu)成協(xié)同工作的支撐平臺,為各種CSCW應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)提供一些通用的服務(wù),如:電子郵件、電子白板、視頻會議、計算機會議系統(tǒng)、協(xié)同編著、工作流管理系統(tǒng)等.

3)協(xié)同工作三維接口.通過標準化的服務(wù)接口向應(yīng)用系統(tǒng)提供第2層的服務(wù),使上層的應(yīng)用系統(tǒng)和下層的支撐平臺具有相對的獨立性.三維接口包括協(xié)同工作應(yīng)用編程接口API、人機接口HCI和人際接口HHI.

4)各種協(xié)同應(yīng)用.利用CSCW 系統(tǒng)環(huán)境、平臺、支持工具構(gòu)造實際的應(yīng)用系統(tǒng)[9].

2 公路物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 公路物流系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

基于CSCW架構(gòu)的公路物流系統(tǒng)采用SaaS、WebGIS技術(shù),總體技術(shù)方案如圖2,主要提供以下物流服務(wù):

1)公用的、開放式的GPS和GIS位置服務(wù),提高公路物流的信息化程度與服務(wù)水平.

2)實時、高效的物流供求信息的發(fā)布與搜索平臺,提高物流運輸?shù)男?/p>

3)高質(zhì)量的貨運車輛信用認證體系,提高公路物流的安全性與有序性.

4)基于Web的物流企業(yè)業(yè)務(wù)管理平臺,提高物流企業(yè)管理水平.

平臺給用戶提供的使用方式有以下三種:

1)直接使用,用戶可以通過系統(tǒng)提供的界面,直接使用各種應(yīng)用.

2)調(diào)用 Web Service,用戶可以通過調(diào)用Web Service的形式,將平臺提供的各種服務(wù)與已有的各種應(yīng)用軟件集成、以及實現(xiàn)多個用戶間的信息集成.

3)通過第三方應(yīng)用使用,其他物流網(wǎng)站調(diào)用平臺提供的Web Service整合自己的應(yīng)用,給用戶提供服務(wù).

3.1 集成自定義工作流引擎

工作流管理技術(shù)是CSCW領(lǐng)域的重要分支,工作流所要解決的主要問題是,使在多個參與者之間按照某種預(yù)定義的規(guī)則傳遞文檔或任務(wù)的過程自動進行,從而實現(xiàn)對業(yè)務(wù)流程異構(gòu)的支持.工作流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.

這個體系結(jié)構(gòu)給出了抽象的工作流管理系統(tǒng)的功能組成和接口,可為實現(xiàn)工作流產(chǎn)品之間的互操作提供公共基礎(chǔ).開發(fā)者使用工作流建模工具生成圖形化的過程定義和資源分類,過程定義被解析器解析存入規(guī)則庫.工作項通過任務(wù)表提供給用戶,通過選中一個工作項,用戶能夠開始執(zhí)行特定任務(wù).用戶執(zhí)行任務(wù)有時需要啟動應(yīng)用程序.管理員可以通過監(jiān)控平臺進行工作流追蹤、案例控制和用戶管理[10].

圖4為SaaS模式的集成自定義工作流引擎結(jié)構(gòu)簡圖.SaaS是一種把軟件部署為服務(wù),通過Internet進行訪問的模式.服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上,客戶可以根據(jù)自身需求,通過互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)提供商訂購所需的應(yīng)用軟件服務(wù),按訂購的服務(wù)多少和使用時間長短向服務(wù)提供商支付費用,并通過互聯(lián)網(wǎng)獲得服務(wù)提供商提供的服務(wù).

圖2 基于CSCW的公路物流系統(tǒng)總體技術(shù)方案示意圖Figure 2 Overall technical program schematic diagram of highway logistics system base on CSCW

圖3 工作流系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)Figure 3 Workflow system module structure

圖4 基于SaaS模式的集成自定義工作流引擎Figure 4 Integrated customized workflow engine based on SaaS model

系統(tǒng)實現(xiàn)對SaaS私有數(shù)據(jù)與共有數(shù)據(jù)在邏輯層面的隔離、UI層設(shè)計、高并發(fā)處理機制及海量數(shù)據(jù)處理機制等;然后將用戶級自定義工作流引擎整合進SaaS平臺,增加了SaaS構(gòu)架對租戶異構(gòu)業(yè)務(wù)流程的支持,使SaaS租戶可以配置定義自己的業(yè)務(wù)流程,從而提高了SaaS應(yīng)用的靈活性和適用性,并提供了安全方面的考慮.

3.2 SaaS數(shù)據(jù)庫技術(shù)

SaaS的模式和傳統(tǒng)的軟件模式有著很大區(qū)別,它是以租用的方式提供給用戶使用,所以不同企業(yè)的不同用戶都登陸到同一個系統(tǒng)上,這給SaaS系統(tǒng)的負載能力、數(shù)據(jù)安全性、穩(wěn)定性、適用性、可靠性等都提出了更高的要求,這些都需要數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持.表1是各種數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)方式的比較.

表1 各種數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)方式的比較Table 1 Comparison of various database implementations

我們采用的是:共享數(shù)據(jù)庫、共享數(shù)據(jù)架構(gòu)的方式.這種方式的特點:

1)數(shù)據(jù)庫水平切分.將原來存儲在一個數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù),按照一定的規(guī)則,切分到多個不同的物理數(shù)據(jù)庫中.每個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全相同,但是數(shù)據(jù)各不相同.最終對于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訪問,會根據(jù)其數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)庫,定位到某一個數(shù)據(jù)庫中查詢.

2)讀寫分離技術(shù).同一個數(shù)據(jù)庫在多個物理服務(wù)器上具有多份Copy,彼此同步;然后將對于數(shù)據(jù)庫的寫操作都統(tǒng)一到一個主服務(wù)器上,而讀操作則分到多臺從服務(wù)器上;通過讀/寫分離,實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問壓力的分擔.

3)不同租戶共享基本表,采用不同擴展表.對同一張表單,不同租戶的要求也不一樣.系統(tǒng)將不同租戶對同一張表單的共同部分使用一張基本表來保存,對于不同租戶對這張表單的需求差異部分則使用不同的擴展表來保存.

3.3 基于Cache的集中Session技術(shù)

為了使應(yīng)用能支持SaaS模式的大規(guī)模訪問,必須實現(xiàn)應(yīng)用的集群部署;要實現(xiàn)集群部署主要需要實現(xiàn)Session共享機制,使得多臺應(yīng)用服務(wù)器之間會話統(tǒng)一.Session共享的最好的辦法是把Session集中起來管理,可以采用數(shù)據(jù)庫來集中存儲Session,也可以使用內(nèi)存來儲存.由于數(shù)據(jù)庫是文件存儲相對內(nèi)存慢了許多,所以在系統(tǒng)使用基于Cache的集中Session技術(shù),來實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)器的集群.

3.4 物流系統(tǒng)的功能模塊

在基于CSCW技術(shù)的公路物流系統(tǒng)中包含了幾個子系統(tǒng):TMS運輸管理系統(tǒng)、WMS倉庫管理系統(tǒng)、車輛認證、車輛定位、車輛搜索、車輛狀態(tài)排程上報.各個子系統(tǒng)都有其自身的功能.圖5是系統(tǒng)功能模塊.

4 結(jié) 語

本文針對我國目前公路物流信息化程度低、信息共享程度差、專業(yè)化水平低等問題,實現(xiàn)了基于CSCW、SaaS架構(gòu)和WebGIS技術(shù)的公路物流系統(tǒng),詳細介紹了對不同租戶異質(zhì)流程和異質(zhì)數(shù)據(jù)支持的關(guān)鍵技術(shù).系統(tǒng)在杭州、蘇州等4家物運有限公司使用后,企業(yè)的貨運周期縮短20%,貨運周轉(zhuǎn)率降至20%,每輛車平均10 d利用平臺完成一次交易,單臺通訊服務(wù)器可支持5000個移動終端接入,6 s內(nèi)可接收并處理5000個移動終端發(fā)送的消息請求,取得了理想的效果.我們的研究,對物流企業(yè)降低成本,提升運作效益,增強其綜合競爭力具有重要的作用.

圖5 基于CSCW技術(shù)的公路物流系統(tǒng)的功能模塊Figure 5 Function module of highway logistics system base on CSCW

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