物流供应链管理数据中间件的研究

姜志旺  刘冲  聂艳敏  赵月梅  河北金融学院

课题名称：基于物联网的河北省物流园区供应链管理研究，课题编号：112135117。

摘要：随着物流供应链的发展，它所强调的在网络环境下的不同商家或同一商家的不同部门间商业化合作导致了异构数据源集成的问题。本文分析了当前异构数据集成的主要问题，着重研究如何建立一个统一的物流园区异构数据集成中间件，让管理信息数据接口标准化。针对数据源存储结构的特点，提出数据源分类的思想，把数据源分成数据库、XML、非结构化三种类型数据源，根据不同的特征，对每一类数据源采用不同的方式处理。在此基础上根据一定的规则构建虚拟数据库，为用户提供一致的全局视图。借鉴JDBC能够访问不同数据库的设计特点，提出了中间件的架构，描述了中间件各功能模块的作用和运行流程。最后经过开发和测试验证了中间件设计方案的可行性和正确性。

关键词：物流园区 供应链 中间件

一、引言

物流园区自20世纪90年代传入我国以来,受到了广泛的关注和重视政府也给予大力的支持。目前全国己有20多个省市30多个中心城市的物流园区建设纷纷启动。

物流园区的建设,经营、管理都在逐渐提高，但也凸显出了诸多问题，特别是物流供应链各个环节积累了海量数据，包括：①供应商、制造商、配送中心、零售商、顾客数据；②不同顾客对不同产品的需求数据；③顾客服务需要和目标数据；④每种运输模式的运输费率；⑤向顾客发货的频率和运量；⑥所有产品的数量和运输方式；⑦订单处理数据；⑧仓储数据，包括劳动力、仓库保管费用和运营维护费；⑨生产和采购的成本数据等。但另一方面物流园区信息化程度落后,工作效率低,在一定程度上造成了社会资源的闲置和浪费。

综上，海量数据存放于不同的供应链环节，存在以下问题：①数据以多种形式存储（关系数据库、文本文件、电子表格等）；②数据存储的地理位置分散，各部门的数据不能共享和交互，形成信息孤岛；③数据利用不够充分，大量的数据闲置，不能发挥其最大的使用价值；④业务发展和需求的改变，推动新信息的产生。

如何有效的解决上述异构数据的问题，实现数据在整个供应链的高度共享，目前采用的技术手段主要是中间件。它可以实现异构数据库的集成，对加入的数据资源实现完全透明访问，既要保证全局数据的共享，又要保证各数据库管理系统的自治，确保基于异种系统平台实现对异构数据库的查询和联合使用。

中间件组件以分布式方式为各信息系统提供接口，用户将该中间件放置到一个应程序数据库服务器上，客户端应用程序调用数据库服务器提供的服务，各应用程序还是独立的软件，一种情况是用通过本地数据库更新触发中间件完成远程数据库的业务联系的数据之间更新。

二、中间件研究现状

中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管硬件和系统软件怎样更新换代，只要将中间件升级更新，并保持中间件对外的接口不变，应用软件则不需修改，从而保护了企业在应用软件开发和维护中的投资。Standish的调查报告显示，由于采用了中间件技术，应用系统的总建设费用可以减少50%左右。中间件可将不同时期、在不同系统平台上开发的应用软件有机的结合起来，彼此像一个无缝的整体协调工作，，这是操作系统、数据库管理系统等本身做不到的，中间件的这一重要作用，可以大大降低开发成本。正是中间件的这些优势，在很短的时间内，它以极为迅猛的速度发展，成为发展最快的软件品种。

Sun公司发起网络计算联盟，推出SunOne计划和开发平台，提供Star-Office及StarPortal的web浏览器。IBM提出面向网络应用的“旧金山计划”，推出中间件产品MQSeries。甲骨文制定并推出了以Oracle 10g为中心的网络软件平台发展计划，积极扩展ASP服务。BEA在提供传统的应用服务器功能的同时，针对当今的互联网技术和Java技术的需要提供了功能丰富的支持机制，推出了系列化的中间件产品WebLogic等。在国内，国防科技大学、北京大学、东南大学等大学和中科院研究所进行了多年的这方面研究工作，且取得了一些成果。在国家科技部“863”计划、信息产业部电子发展基金和各级政府的相关基金资助下，通过国内软件企业、各研究单位以及高校坚持不懈的努力，国内在基础中间件领域逐步形成丰富的技术积累，同时在CORBA技术（中创软件与国防科技大学）、消息中间件技术（中国科学院软件研究所）、J2EE应用服务器（北京大学）、Web Service（北京航空航天大学）等方面在技术上基本与国外保持同步发展水平。

三、物流供应链管理的数据中间件体系结构设计

的意义

在一个典型的物流供应链里，首先要购买原材料，在一个或多个工厂中生产产品，然后运到仓库临时储存，最后再运往零售商或客户。为了降低成本并提高服务水平，有效的物流供应链战略开始考虑供应链中不同层次上各环节的交互作用。简单来说物流供应链可以理解为一条有机的物流链条，从产品需求开始到满足需求为止的时间范围内，所从事的经济活动所有涉及到的物流活动的部分所形成的链条。也就是说物流供应链要涉及到多个不同种类的企业和同一种类的多个企业。

从网络环境来看，物流供应链所强调的是在网络计算环境下的不同商家或同一商家的不同部门间商业化合作，它不仅仅是软硬件的结合，更是一个完整的网络应用体系，它将商务活动的各方，包括供应商、生产商、配送中心、消费者等，通过因特网（Internet）联系起来，使得来自于商务活动的各方不同数据库的信息全面实现数据共享。

基于物流供应链管理的中间件的主要目的就是实现数据共享，为使用异构数据源的各方用户提供一种操作数据源一致的接口，使得用户应用多个数据源就像使用一个数据源一样。不用考虑具体数据源所在的硬件平台，不用考虑数据源所在的服务器类型，也不用考虑数据源储存数据的数据结构，数据存储的形式等一系列差异。

本文提出的数据中间件分为三大部分，即：用户操作接口部分、数据源注册部分、核心处理部分。

数据操作接口层由静态操作接口和动态操作接口组成。静态操作负责从数据源中查询数据的操作，动态操作负责向数据源中增加数据、删除数据、修改数据的操作。这是提供给用户调用的接口，调用该接口之前，首先需要注册数据源，获得数据源的全局视图，根据业务逻辑的需求和SQL语法规则编写SQL语句。

数据源注册部分是用户使用中间件必须调用的接口，负责加载数据源，由于数据源的不同类型，该部分由三种类型数据注接口组成，分别是关系型数据源注册接口、非结构化数据源注册接口、XML数据源注册接口。

中间件的核心处理部分负责数据操作的具体处理、数据源全局视图的构建。首先与注册的数据源建立好连接，然后利用构建模块获取数据源的元数据信息，以元数据为元素按照中间件的数据模型重新构建数据源的模型。通过逻辑关系的添加消除异构性，构建成一个全局的整体视图——虚拟数据库。

从物流供应链管理的中间件的功能层次上看, 中间件位于用户层和数据层之间, 向上为用户的查询请求提供一致的访问接口，向下与各个企业数据库系统建立连接, 将用户的访问需求分配到相应的数据库中去执行。用户的访问数据库请求在中间件以相应的形式进行传递, 通过中间件与数据库的相互交互来实现用户的数据访问请求; 数据库操作的结果由中间件转化成相应的形式反馈给用户, 异构数据源之间的异构性得到屏蔽, 实现了正确的访问。

系统分为用户层、中间件处理层和数据源层。用户的用户层直接与中间件进行交互，通过中间件的参与完成则对数据源的操作。用户层需要通过中间件为其提供异构数据源的全局数据模式，该数据模式屏蔽底层数据源各自模式的不同，以统一的方式提供给用户层。

由于数据源并不是统一的主流关系数据库模式，从而基于关系数据库的驱动程序操作数据源不能利用该全局模式。所以基于全局模式中间件需要提供相应的驱动接口，使得逻辑层可以操作异构数据源。

基于以上全局模式和操作接口两个方面的考虑设计中间件，其架构如图1所示：

图1 物流供应链管理数据中间件的体系结构

（1）注册数据源：用户通过数据源注册接口，把需要集成的数据源注册到中间件。具体的注册方式要根据数据源的类别来决定应用哪个注册接口。

（2）构建全局视图：用户利用中间件的全局视图构建方法对注册的数据源进行局视图的构建，实际上等同于数据库的设计，只不过此处的设计是基于已经存的数据源，设计的视图是虚拟的视图，而且根据注册数据源的不同，该虚拟视图可以随之变化。该全局视图是用户进行数据源操作的逻辑向导。

（3）编写SQL语句：用户根据实际的需求结合前面构建的全局视图编写SQL操作语句，并把该语句传递给对应的数据操作接口（动态操作或者静态操作）。

（4）调用接口：用户根据不同的操作调用相应的接口，并传递参数。

（5）局部SQL语句：将全局SQL语句，根据所操作的数据信息分别转换为对应与关系型、XML、非结构化数据源的SQL语句。

（6）加载数据并执行：在局部SQL语句的基础上，加载相应数据，对相应的数据源进行操作，执行SQL语句。

五、结论与展望

本文分析了当前基于物流供应链的中间件领域中的异构数据源集成的主要问题，针对数据源存储结构的特点，提出数据源分类的思想，把数据源分成数据库、XML、非结构化三种类型，依据各自的特征，对每一类数据源采用统一的方式处理。在此基础上根据一定的规则构建虚拟数据库，使得待集成的数据源以一致的全局视图形态呈现给用户。借鉴JDBC能够访问不同数据库的设计特点，针对开发人员设计异构数据集成中间件，描述了中间件各功能模块的作用和运行流程。最后经过开发和测试验证了中间件设计方案的可行性和正确性。

本文的研究具有一定的局限性，若要推广，还应继续从以下方面深入研究：

（1）本文针对主流数据库的数据源提出，还不具备能够处理非关系数据库数据源的数据更新操作，需把一般结构的数据转换成具有三级结构的形式，这方面的实现可以借鉴转换到关系数据库存储的相关研究。

（2）本文基于物流供应链的中间件的研究仅限于异构数据源集成的主要问题，在不能解决事务处理监控。

参考文献

[1]郝俊平.中国物流园区发展现状[J]. 港口经济 2007(7)

[2]孙润苟，中间件集成对企业供应链的作用，机械工业与网络络，2008（2）

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