姜志旺  劉沖  聶艷敏  趙月梅  河北金融學院

課題名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的河北省物流園區(qū)供應(yīng)鏈管理研究，課題編號：112135117。

摘要：隨著物流供應(yīng)鏈的發(fā)展，它所強調(diào)的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的不同商家或同一商家的不同部門間商業(yè)化合作導致了異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成的問題。本文分析了當前異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的主要問題，著重研究如何建立一個統(tǒng)一的物流園區(qū)異構(gòu)數(shù)據(jù)集成中間件，讓管理信息數(shù)據(jù)接口標準化。針對數(shù)據(jù)源存儲結(jié)構(gòu)的特點，提出數(shù)據(jù)源分類的思想，把數(shù)據(jù)源分成數(shù)據(jù)庫、XML、非結(jié)構(gòu)化三種類型數(shù)據(jù)源，根據(jù)不同的特征，對每一類數(shù)據(jù)源采用不同的方式處理。在此基礎(chǔ)上根據(jù)一定的規(guī)則構(gòu)建虛擬數(shù)據(jù)庫，為用戶提供一致的全局視圖。借鑒JDBC能夠訪問不同數(shù)據(jù)庫的設(shè)計特點，提出了中間件的架構(gòu)，描述了中間件各功能模塊的作用和運行流程。最后經(jīng)過開發(fā)和測試驗證了中間件設(shè)計方案的可行性和正確性。

關(guān)鍵詞：物流園區(qū) 供應(yīng)鏈 中間件

一、引言

物流園區(qū)自20世紀90年代傳入我國以來,受到了廣泛的關(guān)注和重視政府也給予大力的支持。目前全國己有20多個省市30多個中心城市的物流園區(qū)建設(shè)紛紛啟動。

物流園區(qū)的建設(shè),經(jīng)營、管理都在逐漸提高，但也凸顯出了諸多問題，特別是物流供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)積累了海量數(shù)據(jù)，包括：①供應(yīng)商、制造商、配送中心、零售商、顧客數(shù)據(jù)；②不同顧客對不同產(chǎn)品的需求數(shù)據(jù)；③顧客服務(wù)需要和目標數(shù)據(jù)；④每種運輸模式的運輸費率；⑤向顧客發(fā)貨的頻率和運量；⑥所有產(chǎn)品的數(shù)量和運輸方式；⑦訂單處理數(shù)據(jù)；⑧倉儲數(shù)據(jù)，包括勞動力、倉庫保管費用和運營維護費；⑨生產(chǎn)和采購的成本數(shù)據(jù)等。但另一方面物流園區(qū)信息化程度落后,工作效率低,在一定程度上造成了社會資源的閑置和浪費。

綜上，海量數(shù)據(jù)存放于不同的供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，存在以下問題：①數(shù)據(jù)以多種形式存儲（關(guān)系數(shù)據(jù)庫、文本文件、電子表格等）；②數(shù)據(jù)存儲的地理位置分散，各部門的數(shù)據(jù)不能共享和交互，形成信息孤島；③數(shù)據(jù)利用不夠充分，大量的數(shù)據(jù)閑置，不能發(fā)揮其最大的使用價值；④業(yè)務(wù)發(fā)展和需求的改變，推動新信息的產(chǎn)生。

如何有效的解決上述異構(gòu)數(shù)據(jù)的問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在整個供應(yīng)鏈的高度共享，目前采用的技術(shù)手段主要是中間件。它可以實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的集成，對加入的數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)完全透明訪問，既要保證全局數(shù)據(jù)的共享，又要保證各數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的自治，確�；诋惙N系統(tǒng)平臺實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的查詢和聯(lián)合使用。

中間件組件以分布式方式為各信息系統(tǒng)提供接口，用戶將該中間件放置到一個應(yīng)程序數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，客戶端應(yīng)用程序調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供的服務(wù)，各應(yīng)用程序還是獨立的軟件，一種情況是用通過本地數(shù)據(jù)庫更新觸發(fā)中間件完成遠程數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)聯(lián)系的數(shù)據(jù)之間更新。

二、中間件研究現(xiàn)狀

中間件提供的程序接口定義了一個相對穩(wěn)定的高層應(yīng)用環(huán)境，不管硬件和系統(tǒng)軟件怎樣更新?lián)Q代，只要將中間件升級更新，并保持中間件對外的接口不變，應(yīng)用軟件則不需修改，從而保護了企業(yè)在應(yīng)用軟件開發(fā)和維護中的投資。Standish的調(diào)查報告顯示，由于采用了中間件技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)的總建設(shè)費用可以減少50%左右。中間件可將不同時期、在不同系統(tǒng)平臺上開發(fā)的應(yīng)用軟件有機的結(jié)合起來，彼此像一個無縫的整體協(xié)調(diào)工作，，這是操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等本身做不到的，中間件的這一重要作用，可以大大降低開發(fā)成本。正是中間件的這些優(yōu)勢，在很短的時間內(nèi)，它以極為迅猛的速度發(fā)展，成為發(fā)展最快的軟件品種。

Sun公司發(fā)起網(wǎng)絡(luò)計算聯(lián)盟，推出SunOne計劃和開發(fā)平臺，提供Star-Office及StarPortal的web瀏覽器。IBM提出面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的“舊金山計劃”，推出中間件產(chǎn)品MQSeries。甲骨文制定并推出了以Oracle 10g為中心的網(wǎng)絡(luò)軟件平臺發(fā)展計劃，積極擴展ASP服務(wù)。BEA在提供傳統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器功能的同時，針對當今的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和Java技術(shù)的需要提供了功能豐富的支持機制，推出了系列化的中間件產(chǎn)品WebLogic等。在國內(nèi)，國防科技大學、北京大學、東南大學等大學和中科院研究所進行了多年的這方面研究工作，且取得了一些成果。在國家科技部“863”計劃、信息產(chǎn)業(yè)部電子發(fā)展基金和各級政府的相關(guān)基金資助下，通過國內(nèi)軟件企業(yè)、各研究單位以及高校堅持不懈的努力，國內(nèi)在基礎(chǔ)中間件領(lǐng)域逐步形成豐富的技術(shù)積累，同時在CORBA技術(shù)（中創(chuàng)軟件與國防科技大學）、消息中間件技術(shù)（中國科學院軟件研究所）、J2EE應(yīng)用服務(wù)器（北京大學）、Web Service（北京航空航天大學）等方面在技術(shù)上基本與國外保持同步發(fā)展水平。

三、物流供應(yīng)鏈管理的數(shù)據(jù)中間件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

的意義

在一個典型的物流供應(yīng)鏈里，首先要購買原材料，在一個或多個工廠中生產(chǎn)產(chǎn)品，然后運到倉庫臨時儲存，最后再運往零售商或客戶。為了降低成本并提高服務(wù)水平，有效的物流供應(yīng)鏈戰(zhàn)略開始考慮供應(yīng)鏈中不同層次上各環(huán)節(jié)的交互作用。簡單來說物流供應(yīng)鏈可以理解為一條有機的物流鏈條，從產(chǎn)品需求開始到滿足需求為止的時間范圍內(nèi)，所從事的經(jīng)濟活動所有涉及到的物流活動的部分所形成的鏈條。也就是說物流供應(yīng)鏈要涉及到多個不同種類的企業(yè)和同一種類的多個企業(yè)。

從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來看，物流供應(yīng)鏈所強調(diào)的是在網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境下的不同商家或同一商家的不同部門間商業(yè)化合作，它不僅僅是軟硬件的結(jié)合，更是一個完整的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系，它將商務(wù)活動的各方，包括供應(yīng)商、生產(chǎn)商、配送中心、消費者等，通過因特網(wǎng)（Internet）聯(lián)系起來，使得來自于商務(wù)活動的各方不同數(shù)據(jù)庫的信息全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

基于物流供應(yīng)鏈管理的中間件的主要目的就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為使用異構(gòu)數(shù)據(jù)源的各方用戶提供一種操作數(shù)據(jù)源一致的接口，使得用戶應(yīng)用多個數(shù)據(jù)源就像使用一個數(shù)據(jù)源一樣。不用考慮具體數(shù)據(jù)源所在的硬件平臺，不用考慮數(shù)據(jù)源所在的服務(wù)器類型，也不用考慮數(shù)據(jù)源儲存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲的形式等一系列差異。

本文提出的數(shù)據(jù)中間件分為三大部分，即：用戶操作接口部分、數(shù)據(jù)源注冊部分、核心處理部分。

數(shù)據(jù)操作接口層由靜態(tài)操作接口和動態(tài)操作接口組成。靜態(tài)操作負責從數(shù)據(jù)源中查詢數(shù)據(jù)的操作，動態(tài)操作負責向數(shù)據(jù)源中增加數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)的操作。這是提供給用戶調(diào)用的接口，調(diào)用該接口之前，首先需要注冊數(shù)據(jù)源，獲得數(shù)據(jù)源的全局視圖，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的需求和SQL語法規(guī)則編寫SQL語句。

數(shù)據(jù)源注冊部分是用戶使用中間件必須調(diào)用的接口，負責加載數(shù)據(jù)源，由于數(shù)據(jù)源的不同類型，該部分由三種類型數(shù)據(jù)注接口組成，分別是關(guān)系型數(shù)據(jù)源注冊接口、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源注冊接口、XML數(shù)據(jù)源注冊接口。

中間件的核心處理部分負責數(shù)據(jù)操作的具體處理、數(shù)據(jù)源全局視圖的構(gòu)建。首先與注冊的數(shù)據(jù)源建立好連接，然后利用構(gòu)建模塊獲取數(shù)據(jù)源的元數(shù)據(jù)信息，以元數(shù)據(jù)為元素按照中間件的數(shù)據(jù)模型重新構(gòu)建數(shù)據(jù)源的模型。通過邏輯關(guān)系的添加消除異構(gòu)性，構(gòu)建成一個全局的整體視圖——虛擬數(shù)據(jù)庫。

從物流供應(yīng)鏈管理的中間件的功能層次上看, 中間件位于用戶層和數(shù)據(jù)層之間, 向上為用戶的查詢請求提供一致的訪問接口，向下與各個企業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立連接, 將用戶的訪問需求分配到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中去執(zhí)行。用戶的訪問數(shù)據(jù)庫請求在中間件以相應(yīng)的形式進行傳遞, 通過中間件與數(shù)據(jù)庫的相互交互來實現(xiàn)用戶的數(shù)據(jù)訪問請求; 數(shù)據(jù)庫操作的結(jié)果由中間件轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的形式反饋給用戶, 異構(gòu)數(shù)據(jù)源之間的異構(gòu)性得到屏蔽, 實現(xiàn)了正確的訪問。

系統(tǒng)分為用戶層、中間件處理層和數(shù)據(jù)源層。用戶的用戶層直接與中間件進行交互，通過中間件的參與完成則對數(shù)據(jù)源的操作。用戶層需要通過中間件為其提供異構(gòu)數(shù)據(jù)源的全局數(shù)據(jù)模式，該數(shù)據(jù)模式屏蔽底層數(shù)據(jù)源各自模式的不同，以統(tǒng)一的方式提供給用戶層。

由于數(shù)據(jù)源并不是統(tǒng)一的主流關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，從而基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動程序操作數(shù)據(jù)源不能利用該全局模式。所以基于全局模式中間件需要提供相應(yīng)的驅(qū)動接口，使得邏輯層可以操作異構(gòu)數(shù)據(jù)源。

基于以上全局模式和操作接口兩個方面的考慮設(shè)計中間件，其架構(gòu)如圖1所示：

圖1 物流供應(yīng)鏈管理數(shù)據(jù)中間件的體系結(jié)構(gòu)

（1）注冊數(shù)據(jù)源：用戶通過數(shù)據(jù)源注冊接口，把需要集成的數(shù)據(jù)源注冊到中間件。具體的注冊方式要根據(jù)數(shù)據(jù)源的類別來決定應(yīng)用哪個注冊接口。

（2）構(gòu)建全局視圖：用戶利用中間件的全局視圖構(gòu)建方法對注冊的數(shù)據(jù)源進行局視圖的構(gòu)建，實際上等同于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，只不過此處的設(shè)計是基于已經(jīng)存的數(shù)據(jù)源，設(shè)計的視圖是虛擬的視圖，而且根據(jù)注冊數(shù)據(jù)源的不同，該虛擬視圖可以隨之變化。該全局視圖是用戶進行數(shù)據(jù)源操作的邏輯向?qū)А?sPAN lang=EN-US>

（3）編寫SQL語句：用戶根據(jù)實際的需求結(jié)合前面構(gòu)建的全局視圖編寫SQL操作語句，并把該語句傳遞給對應(yīng)的數(shù)據(jù)操作接口（動態(tài)操作或者靜態(tài)操作）。

（4）調(diào)用接口：用戶根據(jù)不同的操作調(diào)用相應(yīng)的接口，并傳遞參數(shù)。

（5）局部SQL語句：將全局SQL語句，根據(jù)所操作的數(shù)據(jù)信息分別轉(zhuǎn)換為對應(yīng)與關(guān)系型、XML、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源的SQL語句。

（6）加載數(shù)據(jù)并執(zhí)行：在局部SQL語句的基礎(chǔ)上，加載相應(yīng)數(shù)據(jù)，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)源進行操作，執(zhí)行SQL語句。

五、結(jié)論與展望

本文分析了當前基于物流供應(yīng)鏈的中間件領(lǐng)域中的異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成的主要問題，針對數(shù)據(jù)源存儲結(jié)構(gòu)的特點，提出數(shù)據(jù)源分類的思想，把數(shù)據(jù)源分成數(shù)據(jù)庫、XML、非結(jié)構(gòu)化三種類型，依據(jù)各自的特征，對每一類數(shù)據(jù)源采用統(tǒng)一的方式處理。在此基礎(chǔ)上根據(jù)一定的規(guī)則構(gòu)建虛擬數(shù)據(jù)庫，使得待集成的數(shù)據(jù)源以一致的全局視圖形態(tài)呈現(xiàn)給用戶。借鑒JDBC能夠訪問不同數(shù)據(jù)庫的設(shè)計特點，針對開發(fā)人員設(shè)計異構(gòu)數(shù)據(jù)集成中間件，描述了中間件各功能模塊的作用和運行流程。最后經(jīng)過開發(fā)和測試驗證了中間件設(shè)計方案的可行性和正確性。

本文的研究具有一定的局限性，若要推廣，還應(yīng)繼續(xù)從以下方面深入研究：

（1）本文針對主流數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源提出，還不具備能夠處理非關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)更新操作，需把一般結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有三級結(jié)構(gòu)的形式，這方面的實現(xiàn)可以借鑒轉(zhuǎn)換到關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲的相關(guān)研究。

（2）本文基于物流供應(yīng)鏈的中間件的研究僅限于異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成的主要問題，在不能解決事務(wù)處理監(jiān)控。

參考文獻

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