面向服务的航空物流信息系统框架

Logistics

物流商论

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2012年7月

面向服务的航空物流信息系统框架研究

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上海工程技术大学航空运输学院 赵鸣

摘 要：为整合航空物流相关企业的信息资源，提高企业间的协作能力和航空物流企业的核心竞争力，针对航空物流信息系统的发展特点，本文设计了面向服务的多层航空物流信息系统架构，对系统各层功能做了明确定义。服务层采用.NET平台下继承了面向服务特性的WCF(Windows Communication Foundation)技术对原有或新业务组件进行封装，使服务具有原子性，更易于移植和业务功能扩展。应用层为用户提供一个公共信息查询平台，使跨系统或跨平台数据访问透明化。这种面向对象的软件体系结构，可极大地提高企业旧信息系统的利用率，缩短新系统的开发周期，加快航空物流企业的转型进程。关键词：航空物流 信息系统 面向服务 WCF 中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1005-5800(2012)07(a)-166-02随着经济发展的区域化、全球化，物流在国民经济中发挥着越来越重要的作用。在信息技术发展和Internet应用的冲击下，为走出管理模式陈旧、有效资源利用率低的困境，应对激烈竞争，物流信息管理系统成为实现企业核心竞争力的重要手段，传统的仓储、运输企业逐渐向网络化、信息化、服务一体化、管理科学化转换，发展成为集客户管理、仓储管理、物流协同资源规划于一体的现代物流企业。而作为一种服务性、支持性企业，物流企业客户需求变化频率高、业务伙伴更换频繁、业务功能不断扩展，不断重新建设信息系统给企业带来信息建设周期长、资源重复利用率低、投资浪费等问题，有必要采用一种软件复用技术，整合企业现有信息系统资源，并易于企业业务及管理能力扩展。SOA(Service Oriented Architecture)是一种基于服务来组织计算资源，具有松耦合和间接服务寻址能力的软件体系结构，是信息技术与业务管理之间的桥梁，一方面对于业务的拓展和变化提高了已有软件的可复用性；另一方面也提高了信息系统的适应性，扩展了信息系统的管理能力。WCF(Windows Communication Foundation)是专门针对面向服务(Service-Oriented)应用程序提供的.NET平台下的分布式编程框架，将微软所支持的各种分布式技术整合到一起，降低了系统开发周期，增强了系统的可伸缩性，解决了不同网络和应用环境下的数据和操作的共享以及异构系统间跨平台访问与操作问题。本文在分析航空物流的业务特点及发展趋势的基础上，结合现代物联网技术，提出了提高航空物流各合作伙伴信息共享和协作能力的软件解决方案，从而提高航空货运企业核心竞争力，最大限度地发挥航空物流的优势。

1 航空物流与物流信息系统

1.1 航空物流

所谓航空物流，就是用航空工具实现物流操作。相比海运物流

和公路物流，优势是速度快，货物安全系数高，劣势是价格贵，很多物品限制运输。

有报告指出，中国航空运输市场以每年7.6%的速度增长，成为仅次于美国的世界第二大民用航空市场。中国民航重组后的几大航空集团也逐渐加大货运业务的投入，组建专业的航空货运公司，将航空货运作为其新的经济增长点。1.2 航空物流的业务流程

业务流程是指货物运输过程中货物流、信息流和实施控制管理的全过程。

简单来看，航空物流公司根据自己业务的实际情况在中心地区设立分拨中心，各地收集起来的快件按所到地区分拨完毕，装上飞机。各地飞机飞到分拨中心，各自交换快件后飞回。各地分公司再将快件用地面运输送到收件人手上。中心分拨理论减少了中间环节，快件的流向简单清楚，减少了错误，提高了操作效率，缩短了运送时间，事实证明是经济、有效的。

进一步详细分析，无论是国际的国内的航空货物运输，主要包括以下几个步骤：

(1)货主发货。快递企业从各分点收取航空快件，运转到总运转中心。

(2)货物分拣。在总运转中心对货物分拣，确定对应机场发货总量同外包装件数。

(3)货代公司收货。航空货运代理接受托运人委托运输，审核单证，接收货物，并根据快递企业要求向航空公司预订舱位。若是进出口货物，还要进行报关。

(4)航空公司批舱。航空公司根据实际情况安排航班和舱位，订舱后，航空公司签发舱位确认书(舱单)，同时给予装货集装器领取凭证，以表示舱位定妥。

(5)机场安检。航空货运代理在对应航班起飞前3小时交机场主单，对应起飞前2小时过完安检，并将货物到达机场资料给快递企业。

(6)分发派送。快递企业在飞机落地后2~3小时提取货物，完成分检后运到各派送点安排派送。

可以看出，一次航空货物运输至少涉及货主、快递公司、航空货运代理、航空公司、机场等，与各方的协作和信息共享是确保货物运输准确无误的关键。如果是进出口货物，航空货运代理还要去海关查验，并与海关信息系统交换数据。1.3 航空物流信息系统

现代物流的发展要求航空物流企业必须具备以下几种能力：能建立并管理全球性的航空运输网络，深入覆盖所有主要城市；能对最终用户从单个或多个仓库取货送货路线进行重新设计，减少地面运输造成的延迟，充分体现航空物流的快速；能提供定制化的服务，包括跟踪信息服务，保证在途货物信息透明化(特别是国际货物运输)；能与机场离港系统、订座系统实时信息交互，合理配载，顺利订舱；具备相应的组织和流程灵活性，能够灵活处理各种突发问题；能提供客户增值服务等。

因此，一个先进的物流信息系统应该包括以下几部分：(1)客户管理系统。通过收集客户需求信息、记录客户购买信息、进行销售分析和预测、管理销售价格、处理应收货款及退款等，

①基金项目：上海市教委重点学科(第五期)建设项目“现代民航工程

及管理”(J51403)；上海工程技术大学科技发展基金项目(2008xy42)；上海工程技术大学2011大学生创新活动计划(cs1108009)。

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实现对客户资料的全方位、多层次的管理，使各个环节实现流通机能的整合。

(2)仓库管理系统。在与客户管理系统共享部分信息的基础上，实现存储管理、进出货管理、机械设备管理、分拣处理、流通加工、出货配送管理、货物追踪管理、运输调度计划、分配计划等内容信息的处理。在货物管理方面，目前已采用的自动化技术有POS、条码、GPS、GIS、RF射频技术等。

(3)分析决策系统。通过建立各类物流运筹分析模型实现对物流业务的互动分析，实现与合作伙伴的协同资源规划。

而在航空货运企业现有的管理信息系统中，“信息孤岛”的问题比较严重，系统功能不易扩展，平台移植性差，需要引入一种全新的软件系统架构，整合现有资源，顺畅衔接协作平台，使资源浪费降到最低。面向服务的SOA技术和WCF技术正具有复用度高、扩展性好的特点，并较好地解决了异构系统间跨平台访问与操作问题，使得航空货运企业能快速实现向现代物流管理模式的转换。

2 物流信息系统的关键技术

为满足客户需求的多样化，随着软件技术的不断更新，物流信

息系统逐渐从紧耦合、封闭式系统向松耦合、开放式，面向供应链管理的方向发展。面向服务的软件体系结构和技术可以独立于开发环境和运行平台，轻松实现新旧系统的对接。2.1 面向服务SOA

所谓服务就是精确定义、封装完善、独立于其他服务所处环境和状态的函数。服务间需要某些方法进行连接。服务间存在协作关系，可能是简单的数据传送，也可能是两个或更多的服务协调进行某些活动。

SOA本质是服务的集合，软件开发就像是搭积木一样将各个服务组件结合在一起。在SOA架构中，涉及服务消费者、服务代理者和服务提供者三个角色。

(1)服务提供者，定义服务生成接口文件，将服务发布到一个或者多个服务代理处，并接收来自一个或者多个服务请求者的服务调用信息。

(2)服务请求者，通过服务代理者查询服务地址和服务接口，并利用服务描述绑定或者调用服务提供者提供的服务。

(3)服务代理者，完成服务提供者和服务请求者之间的匹配。由于服务代理的存在，使得服务请求者与服务提供者之间没有直接依赖，服务地址的变更或增加新服务组件，不会影响到服务请求者。2.2 WCF

WCF是基于.NET平台的分布式编程框架，继承了面向服务的体系结构，通过客户端与服务器之间匹配的消息访问点通信机制实现异构系统间的分布协同。

消息访问点(Endpoints)的内容包含了地址(Address)、绑定(Binding)、契约(Contract)和行为(Behavior)。地址指定服务位于何处，绑定说明服务所能理解的通信协议，契约说明服务接口函数及数据交换格式。行为主要用于定制消息访问点在运行时的一些必要的行为。

在WCF发布之前，微软支持6种主要的分布式技术：RPC、WSE、ASMX、Remoting、COM+和MSMQ。不同的技术有不同的API、编程方式、操作要求和配置需求，应用系统代码紧密依赖于这些技术。当有新需求时，或应用系统与其他非.NET 平台应用系统通信时，只能放弃需求或者重新编写通信程序。WCF集成旧技术

特性并统一为一个编程模型，提供比以前更多的连接特性。

3 基于SOA与WCF的航空物流信息系统架构

在航空物流信息系统的改造中，关键在于对快递公司、机场仓储系统、离港系统、航空公司订座系统的货物信息进行集成。SOA 和WCF技术的应用，能保留物流相关企业原有的系统模式，将需要交互的功能模块封装成新的服务组件，并搭建一个公共信息交换平台，解决相关企业信息系统的互连互通问题。

基于企业原有信息系统之上，公共信息交换平台系统由上至下依此如下：

(1)应用层。提供一个公共信息平台，供各类客户查询信息和显示查询结果，具体的查询过程对客户透明。

(2)服务层。WCF实现对业务逻辑层不同粒度的封装与抽象，并保存WCF服务地址与接口的匹配信息，供应用层服务请求者查询。

(3)业务层。也可称为业务逻辑层，此层对服务进行定义，可以是服务的具体实现，也可以是对其他WCF服务的调用封装。

(4)数据层。包括物流各相关企业的各个应用数据库，根据企业间的合作协议，制定专用的访问接口共享消息。

以上体系结构的优点，一是对于服务层的各个服务，可以根据业务需要进行服务粒度的划分，增加和删除服务不影响业务逻辑层和应用层的程序代码，只要修改相关接口文件；二是软件重用性好，业务逻辑中的各组件可以是新开发的，也可以是已有的，按照新的业务逻辑重新封装即可得到一个新的服务；三是可以采用技术实现基于Web的公共信息平台，用户按照授予的权限访问企业数据，感觉不到是跨系统或跨平台操作。

4 结语

顺应物流经济的发展，航空物流企业在向现代物流管理模式

转换的过程中，由于各相关企业的信息系统无法实现互联互通，极大地限制了业务能力的拓展，企业间协作性较差，大大降低了航空物流的工作效率。本文在分析航空物流的业务特点、物流信息系统的发展方向后，认为将一种新的软件体系结构SOA和面向服务的WCF技术应用到现代物流信息系统中是可行的，提出了一种基于SOA和WCF的物流系统架构模型，并对该架构的各层功能做了定义。这种基于SOA的软件体系，可极大地提高企业旧系统的利用率，缩短新系统的开发周期，增强合作企业间的协作能力，提高本企业的工作效率，降低企业的运营成本。

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