基於網絡信息流的物資信息管理系統的研究與分析論文

1引言

通常情況下，市場上各種倉庫管理軟件對物資的分類管理方式，與企業對物資的管理方式不符合，管理軟件存在功能缺乏和功能宂餘的不足。在實地考察研究淮南礦業集團某礦實際運作的情況下，為了解決企業在管理物資管理過程中出現的問題，研究設計了一套倉儲物資管理系統。

傳統的物資管理系統都實現了工作流引擎，工作流技術很好地解決了軟件系統與企業對物資的管理流程不一致問題，同時可以非常清楚快捷地描述業務流程，監控管理工作的進程。文獻中提到了工作流技術和物聯網技術的結合，但它只闡述它們之間的協作。而本文在深入研究工作流技術和物聯網技術後，結合物聯網智能，自動化和可靠的特點，通過融合物聯網技術和工作流技術的思想來設計軟件架構，實現了用物聯網信息傳輸的思想來設計基於網絡信息流的工作流引擎，按此思想，軟件系統中的物資不僅僅只是表單中的一套數據，而且也是一個對象，物資屬性的改變作為信息流在各管理人員之間傳閲。在此基礎上實現了物資管理軟件，很好地解決了該企業在管理工程中出現的各種業務問題。

2系統總體架構設計

本系統深入分析研究了該礦業集團的物資管理流程，按照信息化標準，運用結構模塊化，面向對象的思想，對系統進行全新設計。

2. 1系統需求

系統需要協調物管部門和各個普通部門(如煤炭管理科，掘進一區等)之間的物資流轉工作，物管部門和各個普通部門都有一個各自獨立的物資倉庫，在每一個流程中涉及到各種類型的人員的協作，系統中基本的人員角色有庫管員，部門科長，材料員，送料員，普通人員等，不同的角色代表不同的權限，系統人員以不同的角色參與到業務活動中。

2.2模塊劃分及整體架構

系統的模塊和整體架構後端主要包括權限控制、數據安全控制、業務流程設計、業務管理、流程引擎等模塊。其中流程引擎模塊是本系統的核心模塊。

3設計思想

本系統採用架構設計軟件，除網站服務器外，瀏覽器請求提交數據的方式都採用Ajax技術，數據格式採用二技術，具體採用什麼格式則根據數據傳輸要求和JSON或XML的特點來確定。該技術可以提高交互體驗，減少傳輸的宂餘數據。為實現請求統一，JSON和XML嚴格按照事先設計好的交互協議，數據返回的格式同樣嚴格規定，同時對必要的數據如用户密碼進行加密傳輸。

在後台服務器端，系統首先檢查用户的Session是否超時，後台所有服務必須是在用户已經登錄的情況下才能訪問。系統接着解析前端發來的請求，然後把請求交給權限安全控制模塊，以過濾不合理或違法的請求，最後該模塊按請求指示的業務類型把它分發到對應的模塊，各模塊執行實際的請求後，生成對應的SQL請求，這樣的請求再交由數據安全控制模塊，以產生最終的SQL語句，返回的SQL請求再層層返回到前端，瀏覽器把系統返回來的數據展示給用户。在這個過程中，如果哪個模塊裏面的檢查，或者處理出現異常，系統會立即檢測到，並把異常信息經過加工處理後返回給前台瀏覽器。

權限安全控制模塊主要檢查用户發來的請求數據格式是否符合通信協議，是否有權限訪問該模塊，是否超出該模塊開放給該用户的權限等。數據安全控制主要是檢查數據更新是否影響數據庫的完整性，一致性要求，同時檢查用户權限，已達到對用户權限在數據記錄級別的控制。

4網絡信息流引擎實現

4. 1相關技術

工作流管理是支持組織業務過程高效運行的思想、理論、方法、技能和系統的總稱，它可以實現業務的自動執行。工作流模型是對工作流的抽象表示，比較常見的工作流建模方法有:基於Petri網的工作流建模方法，基於時間驅動的工程鏈工作流建模方法，基於語言為的工作流建模方法，基於活動網絡圖的建模方法等。本文將結合物聯網信息傳輸的思想，在基於活動網絡圖的基礎上研究設計出基於網絡信息流模型的工作流建模方法。

4.2物聯網信息傳輸特點

物聯網是由大量的傳感器節點組成，傳感器能感知環境的變化，並把這種變化信息通過網絡傳給匯聚節點，信息經過匯聚節點處理後，再通過網絡到達主機，主機根據傳感器送來的消息進行信息融合處理，最後把處理結果再反饋給用户，把控制信息反饋給傳感器。

為了更好地在工作流中使用物聯網信息傳輸的思想，現作如下的規定，一個環境(一個倉庫)中存在不同的網絡(各種類型的業務流程)，一個網絡中有且僅有一個CN節點，多個SN節點(各種物資，物資的屬性改變作為傳感器的信號)，多個RN節點(不同的參與處理流程的人員)，這裏的RN和HN因為功能一樣，所以不作區分，統稱為RN。系統會首先按照用户的操作生成一個CN節點並把消息給CN節點，這個網絡就動起來了。

4. 3網絡信息流引擎設計

工作流實際上是一個網絡，一個表單從網絡的起點開始，經過節點的處理到達下一個節點，直到該節點是結束類型的節點，流程才正式結束。本系統初步實現了按照文獻提到的調度策略，其擴展的工作流引擎。這樣的好處是使得業務能更好地調度。

由於在本系統中工作業務流程都與倉庫的物資流轉(入庫、出庫)相關，在系統設計的過程中，把物資信息抽象成SN節點，傳統流程裏的表單就是一個CN節點。流程開始時，CN首先收集SN的消息(物資數量，狀態的改變等)，封裝成一個表單消息，然後把表單消息發送個下一個RN;RN會根據用户的操作選擇來處理該消息，如果用户的選擇表示該流程處理結束，那麼該RN節點會在本網絡中廣播流程結束消息，所有參與該流程實例的.節點會收到該消息，所有收到流程結束消息的節點會把該消息通知給相應的用户。

流程在發送消息時地址的實現採用角色方案，因為系統權限管理方式是基於角色的訪問控制模型，所以地址用角色表示，具體的操作人員表示端口。採用網絡中的廣播，多播等概念實現一對多的消息發送處理，但是隻有一個消息會被處理，消息在處理時，會進行網絡狀態判斷，已確定該消息是否過時，對過時的消息，系統通知用户後直接拋棄。

實際上大多數流程都是為了改變物資在倉庫中的屬性，如庫存量，報廢等，但是新物資入庫則是例外。一批新的物資進入倉庫，這就如同一個新的節點加入到這個倉庫網絡中，這個網絡會監聽到這樣的消息，並進行相應的流程處理。對於其它(如物資完全出庫)的情況，該網絡同樣能很好地解決。

4. 4流程實現

流程引擎中的關鍵類和接口如下:

·I Network網絡(流程)類型接口。

·Anode節點類型接口。

·I Message消息接口，用於實現協議。

·Ilene消息鏈路接口，消息必須通過鏈路才能到達下一個節點。

·C Base Network所有流程網絡的基類，實行了I Network接口，並且提供網絡公共的方法實現和事件，它定義了一個網絡類型(工作流)，通過讀取數據庫裏面的配置來確定網絡的結構，裏面包括的公共方法如Send Message等，事件如:Start, End等，並提供網絡狀態的訪問方法如:U interwork-State等。

·C Base Node所有節點的基類，實現了Anode接口，並且提供節點公共的方法實現，這個類定義了用户可以的操作選項，並處理用户的選擇，裏面包括的事件方法有:On User Choice OnMessageln,OnMessage0ut等，該類的子類實現了具體的消息解析和處理方法。

·C Base Message所有消息的基類，實現了I Message接口，並且提供消息公共方法的實現，包括定義消息的類型，消息的具體內容等。

·C Baseline所有鏈路的基類，實現了Ilene接口，並且提供鏈路公共方法的實現。該類主要對業務做延遲，定時等處理。

·C Work J low Engine負責創建，讀取，釋放，結束工作流等輔助工作。

4.5流程執行

下面以一個業務流程來解釋流程的具體執行過程，假設工作流為物管部門物資入庫，信息網絡流程如下:

1)瀏覽器接受用户(材料員)輸入消息，以JSON格式發送給服務器。進入第二步。

2)服務器對用户提交的每一個物資抽象成SN節點，封裝成I Message，併發送(Ilene)給該網絡的CN節點(網絡的特殊節點)，進入第三步。

3 ) CN節點對流程作一些預先的工作，但並不是所有的流程都有具體的工作，在本業務流裏，它只是直接把消息發送給下一個RN (Anode)節點。進入第四步。

4)該節點為稱為物管科長審核，物管科長可以選擇通過審核或不通過審核，當通過審核時，直接進入第五步，否則進入第八部步。

5)該節點稱為材料員確認，只有確認操作，確認後進入第六步。

6)該節點稱為庫管員確認，只有確認操作，確認後進入第七步。

7)該節點稱為流程成功結束，物資進入物管倉庫，RN根據I Message提取入庫物資信息，並更新數據庫，然後廣播(Send Broadcast Message)流程成功消息到各個節點。各節點收到消息後反饋給用户。

8)該節點稱為流程失敗結束。物資倉庫數據不變，並廣播失敗消息到各個節點。各節點收到消息後反饋給用户。

4. 6工作流權限管理模型

在工作流的控制方式中有以下七種:擴展的基於角色的訪問控制模型、基於任務的訪問控制模型、基於角色和任務的訪問控制模型、基於團隊的訪問控制模型、基於規則的訪問控制模型、基於狀態的訪問控制模型、面向服務的訪問控制模型團。本系統採用基於角色的訪問控制模型。

權限類型分為兩種粒度，一種是記錄級權限，另一種是業務級權限。系統再把這些權限分配給角色或者直接分配給用户，角色可以遞歸分配給角色，最終分配給用户。結合流程引擎的實現，基於角色的訪問控制模型能很好地嵌入在Anode中，一個Node就是對具有指定角色和指定人員的集合能對流程指定節點進行處理的總稱。

5結語

本文闡述了基於網絡信息流模型的工作流引擎，分析了物聯網信息傳輸的特點，同時在流程引擎中引入該思想，得益於成熟的物聯網理論，該引擎能很好地應付複雜的業務需求和業務需求的變更。本文實現的物資管理系統也證明了該方案的可行性。由於是第一次在工作流中引用物聯網信息傳輸特點的思想，工作流引擎在設計實現方案上還存在一些欠缺，網絡的可擴展性比真實的要差，各種網絡之間的融合方案沒有實現，子網方案也只存在於引擎設計的概念階段，這也是今後要努力的方向。