基于工作流的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李志民 趙一丁

摘 要： 當(dāng)前大部分大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，主要面向結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)過程，功能單一，監(jiān)控性能差。而工作流管理技術(shù)能夠提高倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性，通過高效率塑造業(yè)務(wù)工程，確保企業(yè)效益最大化。因此，提出基于工作流的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用構(gòu)件化設(shè)計(jì)，使用腳本語言描述倉庫物流監(jiān)控的工作流過程，用數(shù)據(jù)庫保存工作流系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，客戶端通過瀏覽器的方式完成信息交互，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層以及表示層。系統(tǒng)由運(yùn)輸管理功能、倉儲(chǔ)管理功能、客戶管理功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、監(jiān)控管理功能和工作流管理功能六大功能模塊構(gòu)成。給出用戶采用系統(tǒng)進(jìn)行檢索和查詢的關(guān)鍵代碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間、監(jiān)控效率以及監(jiān)控精度性能都較優(yōu)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 工作流； 大型倉庫； 物流監(jiān)控； 構(gòu)件化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）06?0066?04

Design of large warehouse logistics monitoring system based on workflow

LI Zhimin， ZHAO Yiding

（School of Computer Science， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 450007， China）

Abstract： The current most large warehouse logistics monitoring systems mainly face the structured business process due to its unitary function and poor monitoring performance. The workflow management technology can improve the flexibility of the warehouse logistics monitoring system， and ensure the enterprise benefit maximization by shaping the business project with high efficiency， so the large warehouse logistics monitoring system based on workflow is proposed. The system adopts component?based design， takes scripting language to describe the workflow process of the warehouse logistics monitoring， and uses database to store the data being in workflow system. After that， the information interaction on the client?side is accomplished through the browser. The system including data layer， business layer and presentation layer is composed of six function modules of transportation management， warehouse management， customer management， system maintenance， monitoring management and workflow management. The key codes for users retrieval and query by means of the system are given. The experiment results show that the monitoring time， monitoring efficiency and monitoring precision of the designed large warehouse logistics monitoring system are superior， and the system has a high application value.

Keywords： workflow； large warehouse； logistics monitoring； component?based design

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的崛起，物流業(yè)也快速發(fā)展，倉儲(chǔ)逐漸受到廠商和社會(huì)的關(guān)注。合理配置倉庫資源，增強(qiáng)倉庫的作業(yè)水平，塑造現(xiàn)代化的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，對于提高第三方物流企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義[1?3]。但目前大部分大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，主要面向結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)過程，功能單一，監(jiān)控性能差，不能很好地滿足工作需求。工作流技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)過程的建模和仿真，并對業(yè)務(wù)過程進(jìn)行完善和集成調(diào)控，確保業(yè)務(wù)過程的自主化。將工作流管理技術(shù)同大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)有效結(jié)合，能夠確保大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性增強(qiáng)，可基于物流企業(yè)的相關(guān)需求，高效率塑造業(yè)務(wù)工程，使得企業(yè)效益最大化[4?5]。

當(dāng)前有關(guān)倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法較多，但是都存在著相關(guān)的問題。其中，文獻(xiàn)[6]分析了利用 EDI 的物流監(jiān)控系統(tǒng)，但是該種系統(tǒng)存在成本高、用戶數(shù)量少等缺陷。文獻(xiàn)[7]提出了基于RFID 射頻識(shí)別的倉儲(chǔ)物流監(jiān)控系統(tǒng)，其采用射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象，并且采集相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作適用于不同的惡劣環(huán)境，但是存在效率低和誤差高的問題。文獻(xiàn)[8]采用Petri網(wǎng)對物流系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，對倉庫物流系統(tǒng)的出入庫流程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)物流過程的全方位監(jiān)控，但是該種方法無法解決倉庫物流系統(tǒng)中的并發(fā)性和異步性，存在高的局限性。文獻(xiàn)[9]提出了基于監(jiān)控組態(tài)工具的倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)物流監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)采集以及通信聯(lián)網(wǎng)，但是該種方法投資較高。

為了解決上述分析的問題，本文提出了基于工作流的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層以及表示層。系統(tǒng)具有運(yùn)輸管理功能、倉儲(chǔ)管理功能、客戶管理功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、監(jiān)控管理功能和工作流管理功能。給出了用戶采用系統(tǒng)進(jìn)行檢索和查詢的關(guān)鍵代碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，所設(shè)計(jì)的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間、監(jiān)控效率以及監(jiān)控精度性能都較優(yōu)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1 基于工作流的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于工作流理論，設(shè)計(jì)大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，能夠提高系統(tǒng)的靈活性和魯棒性。同時(shí)可確保企業(yè)物流效率和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

基于工作流的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè) Web WfMS（基于Web的工作流管理系統(tǒng)），Web WfMS的工作流管理系統(tǒng)采用構(gòu)件化設(shè)計(jì)，采用腳本語言對倉庫物流監(jiān)控的工作流過程進(jìn)行描述，在Window Server條件下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)器端的運(yùn)行，采用數(shù)據(jù)庫保存工作流系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，客戶通過瀏覽器同服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息的溝通，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)包括如下三層結(jié)構(gòu)：

（1） 數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，主要有過程定義數(shù)據(jù)、工作流流程數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)。

（2） 業(yè)務(wù)層。該層包括過程定義工具、工作流引擎以及管理工具。工作流引擎是總體倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊，其對過程定義進(jìn)行解釋、為過程實(shí)例創(chuàng)造運(yùn)行環(huán)境、對實(shí)例進(jìn)行調(diào)控。系統(tǒng)依據(jù)Web服務(wù)器完成工作流引擎的擴(kuò)展。

（3） 表示層。也就是客戶端：系統(tǒng)用戶采用瀏覽器同系統(tǒng)進(jìn)行信息的查詢和處理，并對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的操作。主要的系統(tǒng)用戶有：過程定義人員，塑造倉庫物流監(jiān)控業(yè)務(wù)流程模型，對客戶端應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)的人員；系統(tǒng)管理員，通過工作流管理監(jiān)控工具，對工作流的運(yùn)行實(shí)例、活動(dòng)實(shí)例的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)對用戶使用系統(tǒng)的權(quán)限進(jìn)行限定；普通用戶，也就是物流監(jiān)控系統(tǒng)的最終用戶，這些用戶可采用瀏覽器界面進(jìn)行相關(guān)的操作。

1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作流功能

大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)包括運(yùn)輸管理功能、倉儲(chǔ)管理功能、客戶管理功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、監(jiān)控管理功能和工作流管理功能6個(gè)部分。系統(tǒng)的邏輯功能如圖2所示。

1.2.1 倉儲(chǔ)管理功能

倉庫物流管理的關(guān)鍵是對倉庫的出入庫管理、庫存管理和盤點(diǎn)，并且提供有關(guān)庫存、不良品等報(bào)表和實(shí)時(shí)的倉庫儲(chǔ)位圖形顯示，進(jìn)而為用戶查詢提供全面的服務(wù)。

1.2.2 物流監(jiān)控功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)中的物流監(jiān)控功能模塊包括圖形監(jiān)控模塊和故障診斷和報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中設(shè)備和流程的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警。詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過程為：

（1） 獲取倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的執(zhí)行機(jī)在運(yùn)行每次處理過程中，可反饋狀態(tài)報(bào)告。該狀態(tài)包括處理命令的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)輸設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)、處理命令完成、刪除和調(diào)整、處理故障等信息。因此能夠及時(shí)了解倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)，并且能夠利用傳感器獲取物流監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)信息，如采用設(shè)置在貨叉上的傳感器能夠獲取倉庫堆垛機(jī)貨叉堆貨的高度以及寬度等信息。

（2） 監(jiān)視物流系統(tǒng)對反饋的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分和統(tǒng)計(jì)分析，并通過圖形監(jiān)控模塊，在屏幕上用圖形呈現(xiàn)出物流設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備的狀態(tài)。

（3） 通過故障診斷和報(bào)警模塊，對物流監(jiān)控系統(tǒng)中的異常狀態(tài)進(jìn)行檢測和操作，同時(shí)基于不同的情況提出相關(guān)的解決措施，并對故障進(jìn)行報(bào)警。

（4） 人機(jī)交互。為系統(tǒng)管理人員檢索庫存數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備狀態(tài)等信息提供服務(wù)，管理人員能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行和異常進(jìn)行及時(shí)處理。

1.2.3 工作流管理功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

（1） 過程定義

過程定義中包含全部可確保工作流有效運(yùn)行業(yè)務(wù)過程的所有信息，如停止要求、活動(dòng)控制方案、應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)的調(diào)用信息等。

（2） 工作流子系統(tǒng)和工作流引擎

工作流子系統(tǒng)中包括各種類型的工作流引擎。工作流引擎是工作流系統(tǒng)的核心部分，其主要的功能有：定義解釋過程，塑造過程實(shí)例同時(shí)對其運(yùn)行進(jìn)行管理，對用戶工作表增加新的工作項(xiàng)，采用應(yīng)用程序接口調(diào)用應(yīng)用程序等。不同類型工作流引擎采用協(xié)同方式實(shí)現(xiàn)信息交流。大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)中的工作量較多，需要長期實(shí)現(xiàn)，需要對定義倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的過程以及過程解釋，塑造過程實(shí)例同時(shí)調(diào)控過程的運(yùn)行等。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本文的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)中的工作流管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。而數(shù)據(jù)庫采用形式化描述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。工作流管理系統(tǒng)中的信息保存在工作流列表中，可激發(fā)各工作流的運(yùn)行。工作流的非正常實(shí)例化信息保存在工作流列表中。如果用戶塑造新的工作流，系統(tǒng)會(huì)對新工作流設(shè)置惟一的表示序號(hào)，基于該序號(hào)能夠?yàn)橛脩粼O(shè)置一個(gè)工作流描述表和工作流變換表。工作流描述表實(shí)現(xiàn)了對活動(dòng)活動(dòng)實(shí)例的作用對象以及其權(quán)限的形式化描述。工作流變換表存儲(chǔ)著工作流節(jié)點(diǎn)間的變換狀態(tài)，包括工作流節(jié)點(diǎn)的序號(hào)和標(biāo)識(shí)兩部分。用戶任務(wù)表主要針對用戶進(jìn)行的活動(dòng)，其對工作流管理系統(tǒng)中的處于活動(dòng)狀態(tài)和變換狀態(tài)的工作流進(jìn)行存儲(chǔ)。開始運(yùn)行工作流的過程中，用戶任務(wù)表中保存工作流的起始節(jié)點(diǎn)。操作完節(jié)點(diǎn)后，工作流引擎會(huì)在用戶任務(wù)表中過濾已完成操作的節(jié)點(diǎn)，并將符合觸發(fā)規(guī)范的全部后續(xù)節(jié)點(diǎn)增加到用戶任務(wù)表中。存在于用戶任務(wù)表中的活動(dòng)和操作者，具備處理工作流的權(quán)限。用戶使用倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)用戶登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)通過查詢該表，向用戶呈現(xiàn)出此刻還未完成處理的工作流，提示用戶完成相關(guān)的任務(wù)。

1.4 工作流代碼設(shè)計(jì)

本文系統(tǒng)集成了用戶檢索和修改功能，對于用戶的檢索操作，系統(tǒng)向用戶反饋檢索結(jié)果的全部列表，也能夠反饋給用戶所需的列表項(xiàng)。用戶通過系統(tǒng)的客戶端對信息進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)支持基于不同事務(wù)的處理手段，對不同記錄進(jìn)行批量修改，可確保總體數(shù)據(jù)庫的完整性。檢索數(shù)據(jù)庫并返回結(jié)果表：

上述函數(shù)執(zhí)行倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)用戶的查詢語句，僅能返回首行首列值。并且用戶對某目標(biāo)進(jìn)行檢索時(shí)，該函數(shù)能夠快速向用戶提供相關(guān)的檢索結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證本文系統(tǒng)的有效性，需要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)分別采用本文系統(tǒng)和基于RFID 射頻識(shí)別的物流監(jiān)控系統(tǒng)，對某大型服裝倉庫物流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控測試。

監(jiān)控性能測試，選用實(shí)驗(yàn)服務(wù)物流企業(yè)的實(shí)際監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)共6組，檢驗(yàn)本文系統(tǒng)和基于RFID 射頻識(shí)別的物流監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控性能，結(jié)果如表1所示。

分析表1可得，本文系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間以及精度都優(yōu)于基于RFID射頻識(shí)別的倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，說明本文系統(tǒng)具有較高的優(yōu)越性。在系統(tǒng)壓力測試中，分析了兩種系統(tǒng)在不同的服裝倉庫物流系統(tǒng)并發(fā)量中的監(jiān)控效率，如圖3所示。分析圖3可以看出，隨著并發(fā)量的增加，兩種系統(tǒng)的監(jiān)控效率都不斷降低，但是本文系統(tǒng)的監(jiān)控效率始終高于基于RFID 射頻識(shí)別的倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，說明本文系統(tǒng)具有較高的魯棒性和監(jiān)控效率。

3 結(jié) 語

本文提出基于工作流的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用構(gòu)件化設(shè)計(jì)，采用腳本語言描述倉庫物流監(jiān)控的工作流過程，通過數(shù)據(jù)庫保存工作流系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，客戶端通過瀏覽器的方式完成信息交互，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層以及表示層。系統(tǒng)由運(yùn)輸管理功能、倉儲(chǔ)管理功能、客戶管理功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、監(jiān)控管理功能和工作流管理功能6大功能模塊構(gòu)成。給出了用戶采用系統(tǒng)進(jìn)行檢索和查詢的關(guān)鍵代碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的大型倉庫物流監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間、監(jiān)控效率以及監(jiān)控精度性能都較優(yōu)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

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