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    基于工作流的大型倉庫物流監控系統設計

      信息來源:   發布時間:2021-11-23  點擊數:

    0 引言

    隨著我國經濟的崛起,物流業也快速發展,倉儲逐漸受到廠商和社會的關注。合理配置倉庫資源,增強倉庫的作業水平,塑造現代化的大型倉庫物流監控系統,對于提高第三方物流企業經濟效益具有重要意義[1?3]。但目前大部分大型倉庫物流監控系統,主要面向結構化的業務過程,功能單一,監控性能差,不能很好地滿足工作需求。工作流技術能夠實現企業業務過程的建模和仿真,并對業務過程進行完善和集成調控,確保業務過程的自主化。將工作流管理技術同大型倉庫物流監控系統有效結合,能夠確保大型倉庫物流監控系統的靈活性增強,可基于物流企業的相關需求,高效率塑造業務工程,使得企業效益最大化[4?5]。

    當前有關倉庫物流監控系統設計的方法較多,但是都存在著相關的問題。其中,文獻[6]分析了利用EDI的物流監控系統,但是該種系統存在成本高、用戶數量少等缺陷。文獻[7]提出了基于RFID射頻識別的倉儲物流監控系統,其采用射頻信號自動識別目標對象,并且采集相關數據,識別工作適用于不同的惡劣環境,但是存在效率低和誤差高的問題。文獻[8]采用Petri網對物流系統進行監控,對倉庫物流系統的出入庫流程進行建模,實現物流過程的全方位監控,但是該種方法無法解決倉庫物流系統中的并發性和異步性,存在高的局限性。文獻[9]提出了基于監控組態工具的倉庫物流監控系統,可實現物流監控系統的實時控制、數據采集以及通信聯網,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控系統,該系統包括數據層、業務層以及表示層。系統具有運輸管理功能、倉儲管理功能、客戶管理功能、系統維護功能、監控管理功能和工作流管理功能。給出了用戶采用系統進行檢索和查詢的關鍵代碼。實驗結果說明,所設計的大型倉庫物流監控系統的監控時間、監控效率以及監控精度性能都較優,具有較高的應用價值。

    1 基于工作流的大型倉庫物流監控系統設計

    基于工作流理論,設計大型倉庫物流監控系統,能夠提高系統的靈活性和魯棒性。同時可確保企業物流效率和經濟效益最大化。

    1.1 系統的總體結構

    基于工作流的大型倉庫物流監控系統是一個Web Wf MS(基于Web的工作流管理系統),Web Wf MS的工作流管理系統采用構件化設計,采用腳本語言對倉庫物流監控的工作流過程進行描述,在Window Server條件下,實現系統服務器端的運行,采用數據庫保存工作流系統中的數據,客戶通過瀏覽器同服務器實現信息的溝通,系統的總體結構如圖1 所示。

    圖1 系統設計的總體結構

    圖1 系統設計的總體結構  下載原圖


    系統包括如下三層結構:

    (1)數據層。數據庫用于存儲倉庫物流監控系統中的數據,主要有過程定義數據、工作流流程數據以及用戶數據。

    (2)業務層。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控系統的關鍵模塊,其對過程定義進行解釋、為過程實例創造運行環境、對實例進行調控。系統依據Web服務器完成工作流引擎的擴展。

    (3)表示層。也就是客戶端:系統用戶采用瀏覽器同系統進行信息的查詢和處理,并對系統進行相應的操作。主要的系統用戶有:過程定義人員,塑造倉庫物流監控業務流程模型,對客戶端應用程序進行設計的人員;系統管理員,通過工作流管理監控工具,對工作流的運行實例、活動實例的狀態進行監測,同時對用戶使用系統的權限進行限定;普通用戶,也就是物流監控系統的最終用戶,這些用戶可采用瀏覽器界面進行相關的操作。

    1.2 系統實現工作流功能

    大型倉庫物流監控系統包括運輸管理功能、倉儲管理功能、客戶管理功能、系統維護功能、監控管理功能和工作流管理功能6 個部分。系統的邏輯功能如圖2所示。

    圖2 系統的邏輯功能圖

    圖2 系統的邏輯功能圖  下載原圖


    1.2.1 倉儲管理功能

    倉庫物流管理的關鍵是對倉庫的出入庫管理、庫存管理和盤點,并且提供有關庫存、不良品等報表和實時的倉庫儲位圖形顯示,進而為用戶查詢提供全面的服務。

    1.2.2 物流監控功能的設計實現

    大型倉庫物流監控系統中的物流監控功能模塊包括圖形監控模塊和故障診斷和報警模塊,實現對系統中設備和流程的狀態進行監控和報警。詳細的實現過程為:

    (1)獲取倉庫物流監控系統的狀態數據,倉庫物流監控系統設備的執行機在運行每次處理過程中,可反饋狀態報告。該狀態包括處理命令的當前運行狀態、運輸設備的當前狀態、處理命令完成、刪除和調整、處理故障等信息。因此能夠及時了解倉庫物流監控系統的狀態,并且能夠利用傳感器獲取物流監控系統的狀態信息,如采用設置在貨叉上的傳感器能夠獲取倉庫堆垛機貨叉堆貨的高度以及寬度等信息。

    (2)監視物流系統對反饋的狀態數據進行劃分和統計分析,并通過圖形監控模塊,在屏幕上用圖形呈現出物流設備和運輸設備的狀態。

    (3)通過故障診斷和報警模塊,對物流監控系統中的異常狀態進行檢測和操作,同時基于不同的情況提出相關的解決措施,并對故障進行報警。

    (4)人機交互。為系統管理人員檢索庫存數據、生產計劃、設備狀態等信息提供服務,管理人員能夠對系統的運行和異常進行及時處理。

    1.2.3 工作流管理功能的設計實現

    (1)過程定義

    過程定義中包含全部可確保工作流有效運行業務過程的所有信息,如停止要求、活動控制方案、應用程序以及數據的調用信息等。

    (2)工作流子系統和工作流引擎

    工作流子系統中包括各種類型的工作流引擎。工作流引擎是工作流系統的核心部分,其主要的功能有:定義解釋過程,塑造過程實例同時對其運行進行管理,對用戶工作表增加新的工作項,采用應用程序接口調用應用程序等。不同類型工作流引擎采用協同方式實現信息交流。大型倉庫物流監控系統中的工作量較多,需要長期實現,需要對定義倉庫物流監控系統的過程以及過程解釋,塑造過程實例同時調控過程的運行等。

    1.3 數據庫設計

    本文的大型倉庫物流監控系統中的工作流管理系統的數據存儲在數據庫中。而數據庫采用形式化描述存儲數據。工作流管理系統中的信息保存在工作流列表中,可激發各工作流的運行。工作流的非正常實例化信息保存在工作流列表中。如果用戶塑造新的工作流,系統會對新工作流設置惟一的表示序號,基于該序號能夠為用戶設置一個工作流描述表和工作流變換表。工作流描述表實現了對活動活動實例的作用對象以及其權限的形式化描述。工作流變換表存儲著工作流節點間的變換狀態,包括工作流節點的序號和標識兩部分。用戶任務表主要針對用戶進行的活動,其對工作流管理系統中的處于活動狀態和變換狀態的工作流進行存儲。開始運行工作流的過程中,用戶任務表中保存工作流的起始節點。操作完節點后,工作流引擎會在用戶任務表中過濾已完成操作的節點,并將符合觸發規范的全部后續節點增加到用戶任務表中。存在于用戶任務表中的活動和操作者,具備處理工作流的權限。用戶使用倉庫物流監控系統時,當用戶登錄系統后,系統通過查詢該表,向用戶呈現出此刻還未完成處理的工作流,提示用戶完成相關的任務。

    1.4 工作流代碼設計

    本文系統集成了用戶檢索和修改功能,對于用戶的檢索操作,系統向用戶反饋檢索結果的全部列表,也能夠反饋給用戶所需的列表項。用戶通過系統的客戶端對信息進行調整。系統支持基于不同事務的處理手段,對不同記錄進行批量修改,可確??傮w數據庫的完整性。檢索數據庫并返回結果表:


    通過微軟的.NET技術,設置規范的SQL查詢語句,系統運行檢索,同時將檢索結果存儲在內存表Infor?m Ta中。執行數據庫命令:


    運行管理類的SQL語句,并同時將失敗原因反饋到客戶端。運行管理類可實現設備以及物流人員的增加和刪除等。



    上述函數執行倉庫物流監控系統用戶的查詢語句,僅能返回首行首列值。并且用戶對某目標進行檢索時,該函數能夠快速向用戶提供相關的檢索結果。

    2 實驗分析

    為了驗證本文系統的有效性,需要進行相關的實驗分析。實驗分別采用本文系統和基于RFID射頻識別的物流監控系統,對某大型服裝倉庫物流狀態進行監控測試。

    監控性能測試,選用實驗服務物流企業的實際監控數據共6 組,檢驗本文系統和基于RFID射頻識別的物流監控系統的監控性能,結果如表1 所示。

        下載原表

    表1 不同系統的監控性能對比

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

    圖3 系統監控效率同并發量關系

    圖3 系統監控效率同并發量關系  下載原圖


    3 結語

    本文提出基于工作流的大型倉庫物流監控系統,該系統采用構件化設計,采用腳本語言描述倉庫物流監控的工作流過程,通過數據庫保存工作流系統中的數據,客戶端通過瀏覽器的方式完成信息交互,系統包括數據層、業務層以及表示層。系統由運輸管理功能、倉儲管理功能、客戶管理功能、系統維護功能、監控管理功能和工作流管理功能6 大功能模塊構成。給出了用戶采用系統進行檢索和查詢的關鍵代碼。實驗結果表明,所設計的大型倉庫物流監控系統的監控時間、監控效率以及監控精度性能都較優,具有較高的應用價值。

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