面向服務的航空物流信息系統框架研究①

上海工程技術大學航空運輸學院 趙鳴

隨著經濟發展的區域化、全球化，物流在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。在信息技術發展和Internet應用的沖擊下，為走出管理模式陳舊、有效資源利用率低的困境，應對激烈競爭，物流信息管理系統成為實現企業核心競爭力的重要手段，傳統的倉儲、運輸企業逐漸向網絡化、信息化、服務一體化、管理科學化轉換，發展成為集客戶管理、倉儲管理、物流協同資源規劃于一體的現代物流企業。而作為一種服務性、支持性企業，物流企業客戶需求變化頻率高、業務伙伴更換頻繁、業務功能不斷擴展，不斷重新建設信息系統給企業帶來信息建設周期長、資源重復利用率低、投資浪費等問題，有必要采用一種軟件復用技術，整合企業現有信息系統資源，并易于企業業務及管理能力擴展。SOA(Service Oriented Architecture)是一種基于服務來組織計算資源，具有松耦合和間接服務尋址能力的軟件體系結構，是信息技術與業務管理之間的橋梁，一方面對于業務的拓展和變化提高了已有軟件的可復用性；另一方面也提高了信息系統的適應性，擴展了信息系統的管理能力。WCF(Windows Communication Foundation)是專門針對面向服務(Service-Oriented)應用程序提供的.NET平臺下的分布式編程框架，將微軟所支持的各種分布式技術整合到一起，降低了系統開發周期，增強了系統的可伸縮性，解決了不同網絡和應用環境下的數據和操作的共享以及異構系統間跨平臺訪問與操作問題。本文在分析航空物流的業務特點及發展趨勢的基礎上，結合現代物聯網技術，提出了提高航空物流各合作伙伴信息共享和協作能力的軟件解決方案，從而提高航空貨運企業核心競爭力，最大限度地發揮航空物流的優勢。

1 航空物流與物流信息系統

1.1 航空物流

所謂航空物流，就是用航空工具實現物流操作。相比海運物流和公路物流，優勢是速度快，貨物安全系數高，劣勢是價格貴，很多物品限制運輸。

有報告指出，中國航空運輸市場以每年7.6%的速度增長，成為僅次于美國的世界第二大民用航空市場。中國民航重組后的幾大航空集團也逐漸加大貨運業務的投入，組建專業的航空貨運公司，將航空貨運作為其新的經濟增長點。

1.2 航空物流的業務流程

業務流程是指貨物運輸過程中貨物流、信息流和實施控制管理的全過程。

簡單來看，航空物流公司根據自己業務的實際情況在中心地區設立分撥中心，各地收集起來的快件按所到地區分撥完畢，裝上飛機。各地飛機飛到分撥中心，各自交換快件后飛回。各地分公司再將快件用地面運輸送到收件人手上。中心分撥理論減少了中間環節，快件的流向簡單清楚，減少了錯誤，提高了操作效率，縮短了運送時間，事實證明是經濟、有效的。

進一步詳細分析，無論是國際的國內的航空貨物運輸，主要包括以下幾個步驟：

(1)貨主發貨?？爝f企業從各分點收取航空快件，運轉到總運轉中心。

(2)貨物分揀。在總運轉中心對貨物分揀，確定對應機場發貨總量同外包裝件數。

(3)貨代公司收貨。航空貨運代理接受托運人委托運輸，審核單證，接收貨物，并根據快遞企業要求向航空公司預訂艙位。若是進出口貨物，還要進行報關。

(4)航空公司批艙。航空公司根據實際情況安排航班和艙位，訂艙后，航空公司簽發艙位確認書(艙單)，同時給予裝貨集裝器領取憑證，以表示艙位定妥。

(5)機場安檢。航空貨運代理在對應航班起飛前3小時交機場主單，對應起飛前2小時過完安檢，并將貨物到達機場資料給快遞企業。

(6)分發派送。快遞企業在飛機落地后2～3小時提取貨物，完成分檢后運到各派送點安排派送。

可以看出，一次航空貨物運輸至少涉及貨主、快遞公司、航空貨運代理、航空公司、機場等，與各方的協作和信息共享是確保貨物運輸準確無誤的關鍵。如果是進出口貨物，航空貨運代理還要去海關查驗，并與海關信息系統交換數據。

1.3 航空物流信息系統

現代物流的發展要求航空物流企業必須具備以下幾種能力：能建立并管理全球性的航空運輸網絡，深入覆蓋所有主要城市；能對最終用戶從單個或多個倉庫取貨送貨路線進行重新設計，減少地面運輸造成的延遲，充分體現航空物流的快速；能提供定制化的服務，包括跟蹤信息服務，保證在途貨物信息透明化(特別是國際貨物運輸)；能與機場離港系統、訂座系統實時信息交互，合理配載，順利訂艙；具備相應的組織和流程靈活性，能夠靈活處理各種突發問題；能提供客戶增值服務等。

因此，一個先進的物流信息系統應該包括以下幾部分：

(1)客戶管理系統。通過收集客戶需求信息、記錄客戶購買信息、進行銷售分析和預測、管理銷售價格、處理應收貨款及退款等，實現對客戶資料的全方位、多層次的管理，使各個環節實現流通機能的整合。

(2)倉庫管理系統。在與客戶管理系統共享部分信息的基礎上，實現存儲管理、進出貨管理、機械設備管理、分揀處理、流通加工、出貨配送管理、貨物追蹤管理、運輸調度計劃、分配計劃等內容信息的處理。在貨物管理方面，目前已采用的自動化技術有POS、條碼、GPS、GIS、RF射頻技術等。

(3)分析決策系統。通過建立各類物流運籌分析模型實現對物流業務的互動分析，實現與合作伙伴的協同資源規劃。

而在航空貨運企業現有的管理信息系統中，“信息孤島”的問題比較嚴重，系統功能不易擴展，平臺移植性差，需要引入一種全新的軟件系統架構，整合現有資源，順暢銜接協作平臺，使資源浪費降到最低。面向服務的SOA技術和WCF技術正具有復用度高、擴展性好的特點，并較好地解決了異構系統間跨平臺訪問與操作問題，使得航空貨運企業能快速實現向現代物流管理模式的轉換。

2 物流信息系統的關鍵技術

為滿足客戶需求的多樣化，隨著軟件技術的不斷更新，物流信息系統逐漸從緊耦合、封閉式系統向松耦合、開放式，面向供應鏈管理的方向發展。面向服務的軟件體系結構和技術可以獨立于開發環境和運行平臺，輕松實現新舊系統的對接。

2.1 面向服務SOA

所謂服務就是精確定義、封裝完善、獨立于其他服務所處環境和狀態的函數。服務間需要某些方法進行連接。服務間存在協作關系，可能是簡單的數據傳送，也可能是兩個或更多的服務協調進行某些活動。

SOA本質是服務的集合，軟件開發就像是搭積木一樣將各個服務組件結合在一起。在SOA架構中，涉及服務消費者、服務代理者和服務提供者三個角色。

(1)服務提供者，定義服務生成接口文件，將服務發布到一個或者多個服務代理處，并接收來自一個或者多個服務請求者的服務調用信息。

(2)服務請求者，通過服務代理者查詢服務地址和服務接口，并利用服務描述綁定或者調用服務提供者提供的服務。

(3)服務代理者，完成服務提供者和服務請求者之間的匹配。

由于服務代理的存在，使得服務請求者與服務提供者之間沒有直接依賴，服務地址的變更或增加新服務組件，不會影響到服務請求者。

2.2 WCF

WCF是基于.NET平臺的分布式編程框架，繼承了面向服務的體系結構，通過客戶端與服務器之間匹配的消息訪問點通信機制實現異構系統間的分布協同。

消息訪問點(Endpoints)的內容包含了地址(Address)、綁定(Binding)、契約(Contract)和行為(Behavior)。地址指定服務位于何處，綁定說明服務所能理解的通信協議，契約說明服務接口函數及數據交換格式。行為主要用于定制消息訪問點在運行時的一些必要的行為。

在WCF發布之前，微軟支持6種主要的分布式技術：RPC、WSE、ASMX、Remoting、COM+和MSMQ。不同的技術有不同的API、編程方式、操作要求和配置需求，應用系統代碼緊密依賴于這些技術。當有新需求時，或應用系統與其他非.NET 平臺應用系統通信時，只能放棄需求或者重新編寫通信程序。WCF集成舊技術特性并統一為一個編程模型，提供比以前更多的連接特性。

3 基于SOA與WCF的航空物流信息系統架構

在航空物流信息系統的改造中，關鍵在于對快遞公司、機場倉儲系統、離港系統、航空公司訂座系統的貨物信息進行集成。SOA和WCF技術的應用，能保留物流相關企業原有的系統模式，將需要交互的功能模塊封裝成新的服務組件，并搭建一個公共信息交換平臺，解決相關企業信息系統的互連互通問題。

基于企業原有信息系統之上，公共信息交換平臺系統由上至下依此如下：

(1)應用層。提供一個公共信息平臺，供各類客戶查詢信息和顯示查詢結果，具體的查詢過程對客戶透明。

(2)服務層。WCF實現對業務邏輯層不同粒度的封裝與抽象，并保存WCF服務地址與接口的匹配信息，供應用層服務請求者查詢。

(3)業務層。也可稱為業務邏輯層，此層對服務進行定義，可以是服務的具體實現，也可以是對其他WCF服務的調用封裝。

(4)數據層。包括物流各相關企業的各個應用數據庫，根據企業間的合作協議，制定專用的訪問接口共享消息。

以上體系結構的優點，一是對于服務層的各個服務，可以根據業務需要進行服務粒度的劃分，增加和刪除服務不影響業務邏輯層和應用層的程序代碼，只要修改相關接口文件；二是軟件重用性好，業務邏輯中的各組件可以是新開發的，也可以是已有的，按照新的業務邏輯重新封裝即可得到一個新的服務；三是可以采用ASP.Net技術實現基于Web的公共信息平臺，用戶按照授予的權限訪問企業數據，感覺不到是跨系統或跨平臺操作。

4 結語

順應物流經濟的發展，航空物流企業在向現代物流管理模式轉換的過程中，由于各相關企業的信息系統無法實現互聯互通，極大地限制了業務能力的拓展，企業間協作性較差，大大降低了航空物流的工作效率。本文在分析航空物流的業務特點、物流信息系統的發展方向后，認為將一種新的軟件體系結構SOA和面向服務的WCF技術應用到現代物流信息系統中是可行的，提出了一種基于SOA和WCF的物流系統架構模型，并對該架構的各層功能做了定義。這種基于SOA的軟件體系，可極大地提高企業舊系統的利用率，縮短新系統的開發周期，增強合作企業間的協作能力，提高本企業的工作效率，降低企業的運營成本。

[1]曹亞克.第三方物流與第四方物流發展的比較分析[J].中國流通經濟,2009(10).

[2]占慧杰,舒奮.發展第四方物流,推進我市物流現代化[J].經濟叢刊,2009(5).

[3]丁蓉蓉.傳統儲運企業向第三方物流轉型研究[D].南京:南京理工大學,2008.

[4]王微怡,崔巍,謝柳艷.SOA架構在物流信息系統開發中的適用性研究[J].物流技術,2010(3).

[5]李頌華,陶麗紅,高棟.基于SOA架構的物流信息系統的相關技術研究[J].北京科技大學學報,2009,31(1).

[6]馮玖,白尚旺,黨偉超.基于SOA的物流信息系統架構研究[J].計算機與數字工程,2009,37(1).

[7]葛世倫,聶冬芹.基于multi-agent的第四方物流信息平臺結構模型的研究[J].計算機應用研究,2012,29(2).