（计算机应用技术专业论文）智能物流系统开发平台的研究.pdf

智能物流系统开发平台的研究 摘要 中国近几年来经济的迅速发展，市场环境和产业结构都发生了很 大的变化，这种变化需要我国有发达的流通业为支撑。物流产业是流 通业的物质基础，所以保持国民经济快速健康发展，建设和谐社会， 大力发展现代物流产业是极为重要的一环。现在，一批新兴的物流企 业在市场当中大量涌现，提供多种形式的物流服务。但是物流系统软 件往往定制比较多，智能性不高，平台性不强，环境变化后就不能使 用，导致开发成本比较高，许多物流服务企业未能将自己的需求有效 地整理出体系并完整地传递给物流软件服务商；物流软件服务提供商 业未能有效地融合智能和技术满足市场的需求，使得物流企业的需求 与物流系统往往不能匹配。 本文提出的智能物流开发平台正是针对这些问题提出解决方案， 可以有效的提高物流软件的智能性，而它的平台性特征正针对与普通 物流软件通用性不强的问题，能提高系统开发效率，降低物流软件开 发的成本和时间。 智能物流开发平台为物流应用软件系统的开发提供了一个基于 s o a ( 面向服务) 的体系框架。开发技术是j 2 e e 和w e bs e r v i c e ，主要 特点是智能性和平台性。智能性是指智能物流系统开发平台采用了基 于文化算法框架以混合型粒子群优化算法为核心的路线优化算法 ( g a p s o - c a 算法) ，提供路线优化等多种人工智能实现。平台性体现 在针对物流业务，对标准化程度高的核心业务进行封装，设计了多种 构件，理论上，可根据用户的具体业务需求，将需要的物流业务构件 组合，可搭建出符合用户需求的智能物流管理软件。 本文首先介绍了平台的设计理念和采取的技术，开发必要性，分 析了遗传算法( g a ) 、粒子群优化算法( p s o ) ，并且指出了在解决车辆 路径问题，g a 算法具有收敛速度慢和寻优效率较低这两个问题，而 p s o 算法则容易过早收敛和陷入局部最优解的劣势，并且找出了两种 算法劣势的问题根源。 其次，在介绍在文化算法的理论框架后，将遗传算法和粒子群优 化算法纳入文化算法框架，运用双重演算的特点，发挥二者的长处， 创新性的设计出了g a p s o c a 算法，并给出了与单独的g a 算法和p s o 算法的运行结果比较，证实了本算法能有效的避免g a 算法和p s o 算 法的不足，综合两者的优点，解决车辆路线优化问题。 本文最后介绍了平台封装性的理念，给出了接口x m l 设计事例， 以及构件的功能设计图。 关键词 s o a ，智能g a p s o - c a 算法，平台性 r e s e a r c ho fi n t e l l i g e n tl o g i s t i cd e v e l o p i n gp l a t f o r m a b s t r a c t c h i n ah a sar a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n ti nr e c e n ty e a r s m a r k e te n v i r o n m e n t a n dt h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r eh a v eu n d e r g o n eg r e a tc h a n g e s s u c hc h a n g e sr e q u i r et h e c i r c u l a t i o ni n d u s t r yi nc h i n ah a v e b e e nd e v e l o p e df o rs u p p o r t t h el o g i s t i c si n d u s t r y i st h em a j o rb a s i so fc i r c u l a t i o n t h e r e f o r e ，t om a i n t a i n r a p i da n dh e a l t h y d e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m y , t h eb u i l d i n go fah a r m o n i o u ss o c i e t yv i g o r o u s l y d e v e l o pm o d e ml o g i s t i c si n d u s t r yi se x t r e m e l yi m p o r t a n tl i n k n o w , ag r o u po f l o g i s t i c se n t e r p r i s e si nt h ee m e r g i n gm a r k e t sa r eal a r g en u m b e ro ft h e m p r o v i d e v a r i o u sf o r m so fl o g i s t i c ss e r v i c e s b u tt h el o g i s t i c ss y s t e ms o f t w a r ei sc u s t o m - b u i l t m o r eo f l e mi t si n t e l l i g e n ti sn o th i i g h i ti sn o tad e v e l o p i n gp l a t f o r m a f t e r e n v i r o n m e n th a dc h a n g e d , i td o e s n tw o r k h i g hd e v e l o p m e n tc o s t sa r el e a d e d r e l a t i v e l y m o s t1 0 百s t i e ss e r v i c e sb u s i n e s s e sm a yn o tb ea b l et od e m a n dt h e i ro w n s y s t e me f f e c t i v e l ys o r t e do u ta n dp a s s e dt o t h ef u l ls e r v i c ep r o v i d e ro fl e i g i s t i e s s o f t w a r e t h el o g i s t i c ss o f t w a r ep r o v i d e r sf a i l e dt oe f f e c t i v e l yi n t e g r a t eb u s i n e s s i n t e l l i g e n c ea n dt e c h n o l o g yt om e e tt h en e e d so ft h em a r k e t t h e r e f o r e ，t h el o g i s t i c s s o f t w a r ep r o v i d e r sf a i l e dt oe f f e c t i v e l yi n t e g r a t eb u s i n e s si n t e l l i g e n c ea n dt e c h n o l o g y t om e e tt h en e e d so ft h em a r k e t t h i sp a p e rp r e s e n t st h i si n t e l l i g e n tl o g i s t i cd e v e l o p i n gp l a t f o r mi so n eo ft h e s e i s s u e ss o l u t i o n s i tc a l le f f e c t i v e l yr a i s et h ei n t e l l i g e n to f1 0 9 i s t i e ss o f t w a r e ，a n dt h e p l a t f o r mn a t u r eo ft h es o f t w a r ef o rl o g i s t i c sc a l ls o l v et h eg e n e r a ll a c ko fc o m m o n p r o b l e m s i tc 肌i m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fs y s t e m sd e v e l o p m e n t a n dr e d u c et h ec o s t a n dt i m eo fi o l 百s t i e ss o f t w a r ed e v e l o p m e n t i tp r o v i d e sab a s e do ns o af r a m e w o r kf o rl o g i s t i e sa p p l i c a t i o ns o f t w a r es y s t e m d e v e l o p m e n t t h ed e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g yi sj 2 e ea n dw e bs e r v i c e t h em a i n f e a t u r ei ss m a r ta n dp l a t f o r m i n t e l l i g e n tm e a n st h a tt h i si l d pu s et h eg e n e t i c a l g o r i t h m a n dp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o na l g o r i t h mb a s e do nc u l t u r a la l g o r i t h m i t p r o v i d e st h ep r o v i s i o no fr o u t eo p t i m i z a t i o n ，a n d o t h e ra r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e a c h i e v e m e n t t h ep l a t f o r mr e f l e c t si nt h ep a c k a g i n go ft h eh i g hd e g r e eo fa g a i n s tt h e l o g i s t i c sb u s i n e s s av a r i e t yo fc o m p o n e n t i sd e s i g n e d a c c o r d i n gt ot h es p e c i f i c b u s i n e s sn e e d su s e r s ，t h eb u s i n e s sc o m p o n e n tw i l lb e r e q u i r e dc o m b i n a t i o na s p o s s i b l e t h ei n t e l l i g e n tl o g i s t i c sm a n a g e m e n ts o f t w a r ew i l lb eb u i l du pw i t ht h e d e m a n do fu s e r s t h em a i nc o n t e n t sf o rt h i s 山e s i sa r ea sf o l l o w s ： i te x p o u n d st h ed e s i g nc o n c e p t sa n d t e c h n o l o g yt ot a k ea n d t h en e e d f o r d e v e l o p m e n ta n da n a l y z e dt h eg e n e t i ca l g o r i t h ma n dp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n a l g o r i t h m i ti n d i c a t e st h a tt h eg ah a st h ep r o b l e m so fs l o wc o n v e r g e n c ea n d o p t i m i z a t i o nl e s se f f i c i e n ta n dt h ep s oh a st h ep r o b l e m so fp r e m a t u r ec o n v e r g e n c e a n dp a r t i a lo p t i m a ls o l u t i o ni nr e s o l v i n gt h a tt h ev e h i c l er o u t i n gp r o b l e m t h er o o to f t h ed i s a d v a n t a g e sp r o b l e mw a sf o u n d a f t e rt h et h e o r yf r a m e w o r ko fc u l t u r a la l g o r i t h mi sr e c o m m e n d e d ，t h eg aa n d t h ep s 0a l ej n c l u d e di nt ot h ec af r a m e w o r k i tu s e sd o u b l ec a l c u l u sf e a t u r e sa n d p l a y st ot h es t r e n g t h so ft h et w o ，t h e nt h eg a p s o - c aa l g o r i t h mi sd e s i g n e d c o m p a r a t i v et h eg aw i t hns e p a r a t ea l g o r i t h ma n dt h ep s oa l g o r i t h mo p e r a t i n g r e s u l t sa r cg i v e n t h i sc o n f i r m e dt h eg a p s o c aa l g o r i t h mc a ne f f e c t i v e l yp r e v e n t g a a l g o r i t h ma n dt h ep s oa l g o r i t h mi n a d e q u a t ea n dt a k et h ea d v a n t a g e so ft h et w o a l g o r i t h mi n t e g r a t e da n ds o l v et h eo p t i m i z a t i o np r o b l e mm u t e s t h ec o n c e p to fp l a t f o r mp a c k a g i n gi si n t r o d u c e d t h ef u n c t i o n a lc o m p o n e n t d e s i g na n di n t e r f a c ed e s i g ni sg i v e , e x a m p l e so fx m l k e yw o r d s s o a , g a p s o - c aa l g o r i t h m ，p l a t f o r m 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表 示谢意 作者签名： 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名：导师签名： 日期：日期： o r i g i n a l i t yn o t i c e i np r e s e n t i n gt h i st h e s i si np a r t i a lf u l f i m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h em a s t e r s d e g r e ea te a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y ，1w a r r a n tt h a tt h i st h e s i si so r i g i n a la n da n y o ft h et e c h n i q u e sp r e s e n t e di nt h et h e s i sh a sb e e nf i g u r e do u t b ym e a n yo ft h e r e f e r e n c et ot h ec o p y r i g h t ，t r a d e m a r k ，p a t e n t ，s t a t u t o r yr i g h t ，o f p r o p r i e t yr i g h t o fo t h e r sh a v eb e e ne x p l i c i t l ya c k n o w l e d g e da n di n c l u d e di nt h er e f e r e n c e ss e c t i o na t t h ee n do ft h i st h e s i s s i g n a t u r e ： c o p y r i g h tn o t i c e d a t e ： ih e r e i na g r e et h a tt h el i b r a r yo fe c n us h am a k ci t sc o p i e sf r e e l ya v a i l a b l ef o r i n s p e c t i o n if u r t h e ra g r e et h a te x t e n s i v ec o p y i n go ft h et h e s i si sa o w a b l eo n l yf o r s c h o l a r l yp u r p o s e ， i n p a r t i c u l a r ，s t o r i n gt h ec o n t e n to ft h i st h e s i si n t or e l e v a n t d a t a b a s e s ，a sw ea sc o m p i l i n ga n dp u b l i s h i n gt h et i t l ea n da b s t r a c to ft h i st h e s i s ， c o n s i s t e n tw i t h “f a i ru s e a sp r e s c r i b e di nt h ec o p y r i g h tt a wo ft h ep e o p l e s r e p u b l i co fc h i n a s i g n a t u r e ： d a t e ： 第一章智能物流系统开发平台简介物流简 介 1 1 物流的定义 美国物流管理协会( c l m ) 对物流作了精要的概括：物流是为了满足消费者需 求而进行的对原材料、中间库存、最终产品及相关信息从起始地到消费地的有效 流动与存储的计划、实施与控制的过程。 日通综合研究所物流手册的定义如下：物流是将货物由供应地向需求者 的物流性移动，它由时间价值和场所价值的经济活动组成，包括包装、装卸、保 管、运输、配送、流通加工及物流信息处理等多项基本活动。 1 9 9 7 年物流术语国家标准将物流定义为“以最小的总费用，按用户要 求，将物质资料( 包括原材料、在制品、产成品等) 从供应地向需要地转移的过程。 主要包括运输、储存、包装、装卸、配送、流通加工、信息处理等活动。” 综上所述，物流就是产品从工厂到最终消费者的这一过程中的所有活动，包 括运输、仓储、搬运、包装、加工、配送以及此过程中所伴随的信息流动。 随着工业化的进程及社会化的分工协作，生产厂家和商家是物流的第一方， 消费者是物流的第二方，运输、仓贮起家的物流服务企业成为物流的第三方，成 为专业性的物流企业，为生产、销售企业和消费者提供服务，又称为第三方物流。 1 2 我国物流软件业现状 我国经济伴随着近年来的高速增长，市场环境和产业结构都发生了很大的变 化，市场需求的改变和产业结构与布局的调整需要我国有发达的流通组织和网络 作为支撑。而物流产业是流通业的物质基础，所以，实现我国产业结构的调整， 保持国民经济快速健康发展，建设和谐社会，大力发展现代物流产业是极为重要 的一环。 现代物流的功能是设计、执行以及管理客户供应链中的物流需求，其特点是 依据信息和物流专业知识，以最低的成本提供客户需要的物流管理和服务。但由 于我国多数物流企业是在传统体制下物资流通企业基础上发展而来的，其服务内 容多数仍停留在仓储、运输或搬运上，很少有物流企业能够做到提供综合性的物 流服务，现代物流服务的功能尚没有得到很好的发挥。我因的大多数物流企业， 无论是物流服务的硬件还是软件，与电子商务时代要求提供的高效率低成本的现 代物流服务还有较大的差距。 正因为有着这些差距，同时企业自身迫切要求降低流通成本，提高市场竞争 能力，我国的物流业的可持续发展能力才更强。进入2 1 世纪后，伴随我国现代 物流需求市场的发展，我国物流业蓬勃兴起，物流信息系统也伴随物流企业的发 展得到快速普及发展。过去我国绝大多数生产和流通企业不重视物流，对提高物 流水平的作用认识不足。目前，物流企业管理者对物流信息的认同比例正在迅速 增加，如许多大型企业从战略高度出发，开始建立自己的货物跟踪、运输车辆运 行管理等物流管理信息系统，以此提高企业的经营效率，极大地提高了物流运输 服务的水准，提高了物流过程的透明度。“3 目前，物流软件市场的主要需求方是以运输业务为主线的第三方物流企业。 第三方物流企业是专业物流服务的提供商，是物流市场中主要活动主体。由于第 三方物流业的形成对物流资源合理配置物流成本下降、物流效率提高具有极为重 要的意义，第三方物流企业已经成为我国将来一段时期内物流企业发展的趋势。 目前第三方物流企业提供的服务基本上是运输仓储等基本物流服务项目，竞争也 是围绕这些项目展开；随着工商企业对第三方物流企业服务要求的提高，以及基 本服务内容竞争空间的缩小，第三方物流企业竞争内容也会转向如路线智能优 化、物流系统设计、库存管理等扩展的服务项目 相对于发达国家的物流产业而言，中国的物流产业尚处于起步发展阶段，其 发展的主要特点：一是企业物流仍然是全社会物流活动的重点，专业化物流服务 需求己初露端倪，这说明我国物流活动的发展水平还比较低，加强企业内部物流 管理仍然是全社会物流活动的重点：二是专业化物流企业开始涌现，多样化物流 服务有一定程度的发展。走出以企业自我服务为主的物流活动模式，发展第三方 物流，己是中国物流业发展当务之急。 1 3 智能物流系统开发平台研发的必要性 物流系统的智能化和平台化正同益成为第三方物流企业发展的难点。目前市 场上物流软件包很多，许多企业均已应用相关的物流系统软件。但这些软件相对 有许多缺陷，首先。车辆路径软件大多依赖人工输入和干预对路线很少能做出智 能选择和优化，主要依赖人工预先输入路线图。其次，大部分物流系统环境依赖 性强，平台性较差，如果企业更换了操作系统或者数据库，或者要用别的语言对 系统进行升级，或者进行二次开发时，往往原先的系统就会出现许多故障或者瘫 痪不能使用。再次，物流行业有其特殊性，其业务受上游客户影响较大，有些甚 至完全由上游客户决定，这造成了物流系统定制的较多，应用现有软件包的少， 2 客户开发的工作量也很高，即通用性不够。最后，开发一个一个完整的物流系统 需要很大的财力，往往会超过许多中小型第三方物流企业的成本预选。 随着我国交通业的发展，城市道路也愈加复杂，传统的人工预先设定的路线 选择软件已经跟不上时代的脚步，传统的物流系统往往没有将智能技术融入物流 系统中。本智能物流系统开发平台的路线智能优化选择构件能很好的解决传统物 流系统路线选择智能性不高的问题。通过智能路线优化构件，可以快速有效的选 择货运最短路径，并智能安排车辆，提高企业运转效率。 第三方物流服务企业的业务需求范围广泛，要求物流系统操作更加灵活，功 能更加强大，由此物流软件平台化需求更为迫切。平台性有两层含义，在技术上 指一个支持i n t e r n e t 的多层架构，使得系统可以支持不同开发语言或不同应用 系统和不同的数据库端，运行做平台无关性；在物流服务层面上是指将物流企业 的需求有效地整理出体系并完整地传递，用户只需要选择合适的构件组成服务系 统平台。但是目前市场上高集成的物流系统价格相当昂贵，如联想的s a p 项目高 达8 0 0 0 万元，普通企业无法承受，而智能物流系统开发平台采用w e bs e r v i c e 作为业务接口，使得物流系统可以运行在不同的操作系统合数据库上，达到运行 平台无关性；同时，智能物流系统开发平台分析了当前物流企业的主要业务需求， 设计出了基于服务的功能构件，用户针对自己的需求选择不同的服务选择不同的 构件，不需要重新分析设计系统服务，有效的降低投资成本和开发费用，。 因此，智能物流系统开发平台的研究对我国物流的发展有着相当浩大促进作 用，能提高我国物流企业的运转效率，提高物流业的内的智能性，使系统集成更 加方便，系统开发平台无关性。从而降低企业运营成本、开发成本和维护成本， 为中国的经济加速，中国的和谐社会建设加砖添瓦。 1 a 智能物流系统开发平台的竞争优势分析 智能物流系统开发平台采用面向服务的体系结构( s e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ) ，为复杂物流应用软件系统的开发提供了一个基本框架，这 个框架对物流核心业务、标准化程度高的业务进行封装，为软件开发人员提供了 多种物流业务组件和智能组件。有了这样的物流业务组件和智能组件基础，在智 能物流系统开发平台之上开发智能物流管理软件就可以降低复杂性，省去很多基 础性的研发工作，从而大大缩短研发周期，提高研发效率。且这些构件本身也能 方便地被再开发，使系统的定制开发工作量降低。 智能物流系统开发平台提供融合了智能算法的智能化构件，在车辆路径选择 问题上有着很好的应用，能方便的为第三方物流企业有效的选择路线，降低成本 提高货物运输效率，降低货车的空车率。 物流企业业务流程作为物流服务内容的一部分，为适应客户和市场需求的变 化不断地变化、调整甚至创新，这使一个物流系统上线后会面临经常、不断地为 适应新业务需求而做修改、调整，物流企业平均4 到6 个月会因客户业务要求或 自身业务优化而对系统作工作量为1 0 个人日以上的系统修改调整。智能物流系 统开发平台是基于构件的，它的修改调整工作两比非基于构件的系统要少5 0 以 上，这就能使用户更快，成本更低地调整系统以适应新的业务需求，以获得更高 的竞争力。 如表一l 平台优势比较所示。智能物流系统开发平台具有的智能性和平台 性的特点，将使它在未来的市场竞争中占据优势地位，由于它的低成本、低投入， 高效开发的特点，未来将成为第三方物流企业的主流选择。 4 智能物流系统开发 f r e i g h t n e t 综合物流信 中海2 0 0 0 物流管定制开发的物 对比项目 平台息系统 理信息系统 流信息系统 有平台性，具有用无平台性 平台化无平台性无平台性 户平台开发功能 系统架构基丁s o a 架构的业由于模块组成软件包 由于模块组成的由子模块组成 务基础平台软件包 业务应对的能灵活应对不同业业务功能及流程相对固业务功能及流程业务功能及流 灵活性务功能及流程需求化相对同化程相对同化 实施成本系统灵活实施成本为应对不同业务及流为应对不同业务定制开发，成本 低 程，二次开发工作量较及流程，二次开发较高 大，成本较高 工作量较大，成本 较高 再开发或系低高高高 统修改复杂 性 系统稳定性平台软件提供的构软件包本身是通过充分软件包本身是通定制开发没有 准确性 件是通过充分测试测试和实际应用的成熟过充分测试和实经过充分的实 和实际应用的成熟系统，稳定性和准确性际应用的成熟系 际应用，稳定性 系统，其稳定性和较高统稳定性和准确 和准确性不高 准确性也较高性较高 是否提供智 提供不提供不提供按客户要求 能物流功能 组件 平台性可支持s y b a s e 、不提供跨数据库平台支不提供跨数据库只能在定制时 m i c r o s o f t s q l持平台支持指定数据库类 s e r v e r 、o r a c l e 三 型 种主流数据库平 台。 业务封装性提供多个业务封装不提供不提供不提供 构件 接口标准化支持x b l l 标准接口不支持x m l 标准接口不支持札标准 不支持x m l 标 接口准接口 人工智能 提供人j ：智能业务不支持不支持不支持 构件 表一一1 平台优势比较 5 第二章平台架构分析 2 1 智能物流系统开发平台框架分析 平台的概念目前基本上有三种，一种是基于快速开发目的技术平台，第二种 是基于业务逻辑复用的业务平台，第三种平台基于系统自维护，自扩展的应用平 台。技术平台和业务基础平台都是软件开发人员使用的平台，而应用平台则是应 用软件用户使用的平台。智能物流系统开发平台是物流业务基础软件平台，是以 物流业务导向和驱动的、可快速构建物流应用软件的应用平台。 智能物流系统开发平台为复杂物流应用软件系统的开发提供了一个基本框 架，这个框架对物流核心业务、标准化程度高的业务进行封装，为软件开发人员 提供了多种物流业务构件和智能构件。有了这样的物流业务构件和智能构件基 础，在智能物流系统开发平台之上开发智能物流管理软件就可以降低复杂性，省 去很多基础性的研发工作，从而大大缩短研发周期，提高研发效率。 2 2 智能物流系统开发平台特点 2 2 1 提供了一个跨平台多层b s 架构。 这个架构有以下三个含义： 跨平台：具有跨操作系统平台和跨数据库平台的能力，能在l i n u x 、a i x 、 s o l a r i s 、b s d 、w i n d o w s 等系统上运行，并且支持o r a c l e 等各种类型的数据库。 多层架构：是一个由数据层、n 层业务层、表示层组成的多层架构的信息 系统平台。 b s 架构：是基于互联网应用的b s 架构。 2 2 2 智能性： 提供物流业务智能构件 智能物流系统开发平台提供库存仿真、路线优化、仓储布局优化等多种人工 智能构件，极大地方便软件开发人员根据用户的情况，利用物流业务智能构件开 发智能物流管理软件，缩短软件开发周期。 6 2 2 3 平台性： 提供面向物流业务构件 智能物流系统开发平台针对物流企业的业务，提供了多种物流业务构件，这 些物流业务构件是对物流核心业务、标准化程度高的业务进行的封装。软件开发 人员可根据用户的具体业务流程，将自己需要的物流业务构件组合在一起，即可 搭建出符合用户需求的智能物流管理软件。 2 2 4 提供物流业务整体解决方案 智能物流系统开发平台可基于物流业务流程，提供企业物流业务一揽子整体 系统解决方案，消除企业内部信息孤岛。 2 2 5 易于扩展。 智能物流系统开发平台还可以根据需要，增加物流业务构件和物流业务职能 构件，日趋完善。 2 2 6 灵活性高。 通过业务基础软件平台提供的开发与管理工具，软件开发人员能很方便地满 足用户个性化的需求，以及用户在发展过程中各种各样变化的需求。 2 2 7 数据无关性 对软件系统来说，数据和数据操作是最基本的两个要素。智能物流系统开发 平台通过核心层的数据集成构件统一访问数据，可以支持多种数据库、支持不同 数据库之间的事务处理和分布式查询，实现数据载体无关性和数据的存放地点无 关性，通过智能物流系统开发平台，开发人员不用花很多精力专注于数据方面的 处理，可以集中于具体业务的实现上。本物流开发平台基于面向服务的体系结构 ( s e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ，也叫面向服务架构) 开发。 2 3 系统的架构 图二1 系统架构 如图二1 系统架构所示，客户层通过表现层的门户构件，运用控制层控制业务 层，业务层通过抽象层的数据构件来对数据库进行操作 2 4 平台开发的应用技术 智能物流系统开发平台是基于s o a 设计，采用j 2 e e 技术实现数据层、业务 逻辑层和表示层的隔离；采用m v c 技术进行业务流程处理；采用数据库连接池技 术、数据持久性和完整性技术，实现数据访问高效、稳定和安全可靠； 2 4 1s o a ( 面向服务的体系结构) 面向服务的体系结构( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ，也叫面向服 8 务架构) 是指为了解决在i n t e r n e t 环境下业务集成的需要，通过连接能完成特 定任务的独立功能实体实现的一种软件系统架构。s o a 是一个组件模型，它将应 用程序的不同功能单元( 称为服务) 通过这些服务之间定义良好的接口和契约联 系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、 操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和 通用的方式进行交互。 传统的w e b ( h t m l h t t p ) 技术有效的解决了人与信息系统的交互和沟通问 题，极大的促进了b 2 c 模式的发展。w e b 服务( ) ( m l s o a p w s d l ) 技术是为了有效 的解决信息系统之间的交互和沟通问题，促进b 2 b e a i c b 2 c 的发展而提出的。 s o a 则是采用面向服务的商业建模技术和w e b 服务技术，实现系统之间的松耦合， 实现系统之间的整合与协同。w e b 服务和s o a 的本质思路在于使得系统个体在能 够沟通的基础上形成协同工作。 s o a 对于面向同步和异步应用的，基于请求响应模式的分布式计算来说， 做出了很大的改变。用程序的业务逻辑( b u s i n e s sl o g i c ) 或某些单独的功能被 模块化并作为服务呈现给消费者或客户端。服务的关键是它们的松耦合特性。例 如，服务的接口和实现相独立。开发人员可以通过组合一个或多个服务来构建应 用，而无须理解服务的底层实现。举例来说，一个服务可以用n e t 或j 2 e e 来实 现，而使用该服务的应用程序可以在不同的平台之上，使用的语言也可以不同。 从而轻易实现系统的跨平台性。”“” 2 4 1 1s o a 的生命周期 由于s o a 涉及到业务的诸多方面，因此需要从开始就对s o a 项目进行规划和 设计时，要做多方面的考虑，首先需要考虑项目的整个生命周期，从最初的阶段 到第一个实现，再到可能的修改和重用。 图二2 s o a 生命周期 如图二2s o a 生命周期所示，s o a 的生命周期包括建模、组装 部署、管理和控制这几个过程。 9 z 4 1 2s o a 具有的特性 s o a 有三大基本特征 独立的功能实体 在i n t e r n e t 松散的环境中，任何访问请求都有可能出错，因此任何企图通 过i n t e r n e t 进行控制的结构都会面l 临严重的稳定性问题。s o a 非常强调架构中 提供服务的功能实体的完全独立自主的能力。每项s o a 服务都有一个与之相关的 服务品质( q o s ，q u a l i t yo fs e r v i c e ) 。q o s 的一些关键元素有安全需求( 例 如认证和授权) ，可靠通信( 译注：可靠消息是指，确保消息“仅且仅仅”发送 一次，从而过滤重复信息。) ，以及谁能调用服务的策略。传统的组件技术，如n e t r e m o t i n g ，e j b ，c o m 或者c o r b a ，都需要有一个宿主( h o s t 或者s e r v e r ) 来存放 和管理这些功能实体；当这些宿主运行结束时这些组件的寿命也随之结束。这样 当宿主本身或者其它功能部分出现问题的时候，在该宿主上运行的其它应用服务 就会受到影响。 s o a 架构中功能实体的具有自我管理和恢复能力。常见的用来进行自我恢复 的技术，比如事务处理( t r a n s a c t i o n ) ，消息队列( m e s s a g eq u e u e ) ，冗余部署 ( r e d u n d a n td e p l o y m e n t ) 和集群系统( c l u s t e r ) 在s o a 中都起到至关重要的作用。 大数据量低频率访问 n e tr e m o t i n g ，e j b 或者x m l r p c 这些传统的分布式计算模型的服务提供 都是通过函数调用的方式进行的，一个功能的完成往往需要通过客户端和服务器 来回很多次函数调用才能完成。在i n t r a n e t 的环境下，这些调用给系统的响应 速度和稳定性带来的影响往往是决定整个系统是否能正常工作的一个关键决定 因素。因此s o a 系统采用大数据量的方式一次性进行信息交换。 基于文本的消息传递 由于i n t e r n e t 中大量异构系统的存在决定了s o a 系统必须采用基于文本而 非二进制的消息传递方式。在c o m 、c o r b a 这些传统的组件模型中，从服务器端 传往客户端的是一个二进制编码的对象，在客户端通过调用这个对象的方法来完 成某些功能；但是在i n t e r n e t 环境下，不同语言，不同平台对数据、甚至是一 些基本数据类型定义不同，给不同的服务之间传递对象带来的很大困难。由于基 于文本的消息本身是不包含任何处理逻辑和数据类型的，因此服务间只传递文 本，对数据的处理依赖于接收端的方式可以帮忙绕过兼容性这个的大泥坑。 s o a 服务平台使用独立的自我描述x m l 文档。s o a 服务用消息进行通信，该 消息通常使用x m ls c h e m a 来定义( 见第四章原理介绍) 。s o a 服务通过一个扮演 目录列表( d i r e c t o r yl i s t i n g ) 角色的登记处( r e g i s t r y ) 来进行维护。应用 1 0 程序在登记处( r e g i s t r y ) 寻找并调用某项服务。对于一个服务来说，i n t e r n e t 与局域网最大的一个区别就是在i n t e r n e t 上的版本管理极其困难，传统软件采 用的升级方式在这种松散的分布式环境中几乎无法进行。采用基于文本的消息传 递方式，数据处理端可以只选择性的处理自己理解的那部分数据，而忽略其它的 数据，从而得到的非常理想的兼容性。 2 4 1 3s o a 的原则 s o a 是一种企业架构，它是从企业的需求开始的。s o a 和其它企业架构方法 的不同之处在于s o a 提供了的业务敏捷性。业务敏捷性是指企业对变更快速和有 效地进行响应、并且利用变更来得到竞争优势的能力。对系统架构设计者来说， 一个s o a 架构的实现必须遵循以下原则： 业务驱动服务，服务驱动技术 从本质上说，在抽象层次上，服务位于业务和技术中间。面向服务的架构设 计师一方面必须理解在业务需求和可以提供的服务之间的动态关系，即业务对应 着一批服务，调用服务后，服务去采用各种不同的技术实现业务需求 业务敏捷是基本的业务需求 s o a 考虑的是下一个抽象层次：提供响应变化需求的能力是新的“元需求”， 而不是处理一些业务上的固定不变的需求。从硬件系统而上的整个架构都必须满 足业务敏捷的需求，因为，在s o a 中任何的瓶颈都会影响到整个i t 环境的灵活 性。 崭新的思维 在i t 行业，变化是一致进行的，没有一成不变的东西。s o a 的构建，更像 是一个可变体，而不是像传统所说的“盖一栋房子”。，因此面向服务架构设计者 的工作可能会一直持续。对于传统设计者来说，要转向设计一个新要求崭新的思 维方式。s o a 基础 2 4 1 4 敏捷方法 s o a 的一个基础实现方法是敏捷方法( a m ) ，其敏捷方法的实现是极限编程“1 ( x p ) 。 “极限编程”( x p ) 是最早的敏捷编程方法，由肯特贝克( k e n tb e c k ) 、 沃德库宁汉( w a r dc u n n i n g h a m ) 和容杰弗罩斯( r o nj e f f r i e s ) 等在上世 纪9 0 年代未首先提出。它主要描述一些具有共r 日特征的编程方法，运用这蝗方 法，都能将项目细分成小型化的、可管理的模块，都采用了多次反复开发的方式， 而非传统的单向开发模式。” x p 是一种近螺旋式的开发方法，它将复杂的开发过程分解为一个个相对比 较简单的小周期，以有效的实践规则将整个团队紧密联系起来，通过充分地反馈 使团队能随时知道自己目前的状况和恰当的调节规则，以适应自己的特殊情况。 它的一大特点是，能够适应环境变化和需求变化，充分发挥开发人员的主动精神。 传统软件工程中的瀑布模型要求：需求