基于移动技术的仓储收发货系统设计与实现

物资管理作为“人、财、物”3个企业核心资源之一, 是企业生产与经营工作安全、高效开展的基础。目前, 国网安徽电力物资仓储信息系统功能已覆盖库存管理、仓储管理两大业务[1], 提高了物资供应保障水平。但随着业务的发展以及对需求的深入挖掘, 发现系统功能对业务的支撑能力还存在一些不足, 具体如下。

1) 系统操作复杂, 耗时费力。仓管员首先要获取单据信息并手动录入, 无论是台式电脑还是PDA终端操作, 都需执行多步骤操作后才能完成一项作业, 工作繁琐。

2) 业务数据录入不及时。货物发货到施工现场或者非仓库室内入库的业务数据不能及时录入ERP系统, 现场作业结果与系统中的数据不能保证实时一致, 可能会影响后续工作的及时开展。

随着“云、大、物、移”等信息通信新技术的快速兴起[2], 为适应国网安徽电力仓储精细化管理要求, 解决目前存在的不足, 开展了基于移动技术的内外网数据交互关键技术攻关[3], 通过借助移动应用工具, 完成了基于移动应用技术的物资仓储移动作业应用管理系统的研发, 实现了物资出入库、盘点、掌上移动收发货等移动功能[4], 信息系统从办公室向作业现场进一步延伸, 为不具备现场登录ERP系统以及接入内网的现场作业人员提供及时、便捷、高效的业务数据录入方式, 解决了作业现场无法及时记录业务数据的问题, 高效地将信息系统操作与现场业务紧密结合, 为实现“建成快捷高效、保障有力的现代物流网络”的目标打下坚实基础。

物资仓储移动应用基于二维码技术[5]和移动应用技术, 通过智能手机实现移动收发货, 相比利用P D A[6]、RFID[7,8]的移动作业实现方式, 具有数据传输快、界面友好、使用便捷等特点。基于深入的业务需求调研, 物资仓储移动收发货系统功能建设的整体思路是涵盖交接与验收入库 (现场验收) 、领用出库、盘点、查询等业务[2], 系统核心功能模块如下。

1) 二维码制作。供应商在生产与发运环节, 利用二维码标签 (简称为“标签”) 作为业务数据的载体[3], 由供应商按规定制作二维码并粘贴在设备的指定位置。

2) 货物交接与验收。货物送至目的地后 (含现场) , 保管员对货物进行验收, 验收合格后开展货物交接工作, 保管员通过移动设备扫货物上的二维码[9], 获取二维码上的承载信息 (包含物料编码、物料描述、数量、供应商、生产日期等) , 实现数据的自动录入, 保管员确认后系统自动完成物资入库和上架操作。

3) 物资领用出库。仓管员通过智能手机读取领料单上的标签信息, 直接获取出库物资的物料描述、编码、数量等信息, 并在拣配业务中扫描货物标签和货位标签;系统自动记录出库的物料、数量、仓位等信息, 确认后由系统完成物资出库及下架操作。业务架构如图1所示。

按照公司移动应用接入规范和要求, 物资仓储移动应用总体架构[10]如图2所示。

移动业务应用主要分为业务前端和业务后端。业务前端即移动客户端的应用前台, 是在手机APP软件上所展现的所有应用界面, 业务后端为信息外网服务端的应用后台服务, 基于J2EE进行开发, 为客户端提供HTTP和HTTPS后台服务。移动客户端通过平台提供的通信组件穿透互联网和信息外网的统一接入网关, 访问部署在信息外网的业务应用后台服务和接口, 业务应用后台服务通过隔离装置访问信息内网的数据库, 实现为互联网侧的客户端传送数据和提供各类应用服务的作用。

以移动应用的业务需求为驱动, 进行需求分析和功能梳理, 完成系统的业务架构设计[11]。系统可以从业务上分为库存盘点、验收入库、领料出库3个模块, 物资仓储移动应用业务架构如图3所示。

1) 应用功能划分。移动应用根据系统业务和功能, 可划分为系统后台管理功能和手机客户端功能两部分。

2) 应用边界。物资仓储移动应用基于外网移动平台建设, 客户端与系统后台服务之间的网络通信通过平台提供的基础组件实现[12], 移动应用对终端的硬件和操作系统底层的访问 (如拍照、定位、二维码扫描等) 通过外网移动交互平台提供的公共组件实现。物资仓储移动应用边界如图4所示。

发货通知、交接记录、验收记录、预留记录、出库记录等业务实体之间的关系可通过图5、图6所示的概念数据模型表示。

发货通知及其行项目由ERP系统推送到数据库, 交接记录从发货通知表导出, 交接行项目从发货通知行项目导出, 交接完成后将交接行项目录入到验收结果详情表, 验收结果详情表与发货通知表的发货通知单号对应;验收记录从发货通知表导出, 验收行项目从验收结果详情表导出, 验收完成后更新发货通知表和验收结果详情表。库存表、预留单及其行项目由ERP系统推送到数据库, 出库记录从预留单表导出, 出库行项目由预留单行项目导出, 完成出库后更新库存表。

系统主要包括物资仓储移动收发货管理服务器、应用服务器以及Oracle 11g数据库服务器。应用服务器和数据库服务器采用集中部署模式, 客户端基于移动门户平台 (企信) [13]。物理部署拓扑如图7所示。

1) 物资仓储移动应用APP客户端。依托于移动门户企信应用商店平台, 部署物资仓储移动应用系统APP前台客户端, 供省、市、县公司各部门专职人员和领导下载使用。

2) 信息外网APP应用服务器。部署物资仓储移动应用系统APP后台应用服务功能, 供APP前台客户端调用。

3) 信息内网数据库。物资仓储移动应用项目数据库, 对从移动APP端发起的需要与内网进行安全交互的信息进行处理[7], 包括与电网工程安全管理系统交互的业务处理数据等, 存储APP端提交的数据以及ERP系统推送的数据, 为中转数据库, 即对APP显示和提交的数据、与ERP系统交互的数据进行中转的数据库。从信息安全的角度考虑, 数据库服务器部署在信息内网。

系统后端部署有2台服务器, 1台是外网移动应用APP服务器, 另外1台是内网数据中转 (数据库监测) 服务器。

物资仓储移动应用APP客户端可进行交接、收货、入库等操作。交接数据从中转数据库读取, 验收阶段使用二维码扫描功能, 通过开发特定的二维码生成器生成指定格式的二维码, APP客户端扫描二维码读取信息, 将货物的验收信息录入手机端页面。二维码功能极大地简化了手工输入数据的工作量, 避免了手工输入可能带来的错误。

外网移动应用APP服务器使用了SSM框架, 以降低代码耦合度, 使系统易于维护和业务拓展。按照MVC的分层思想, 可将系统具体分层如下。

1) 视图层。主要是指APP应用的手机端页面, 页面使用HTML编写, 前端框架使用Ionic和Angular JS。页面从服务器获取数据以及向服务器提交数据均利用Ajax技术, 由Ajax发送请求到后台服务器的Controller类。

2) 模型层。包括业务逻辑层和数据持久化层, 业务逻辑层由一系列Service接口以及Service实现类组成, 主要进行业务处理, 每个Service是一组紧密关联的业务功能, 这些业务功能调用持久化层接口来完成持久化。持久化层使用Mybatis框架, 数据库连接由框架来完成, 只需在m APPer映射器中编写数据库操作代码即可。

3) 控制层。控制层是模型层和视图层之间的桥梁, 使用Spring MVC的注解, 在Controller类内部根据请求URL执行不同的方法, 调用不同的Service来实现不同的业务, 再将调用的结果封装为Json格式的对象返回给视图层, 手机端视图层根据返回的结果呈现数据。

数据中转服务器是一个用来监听中转数据库的数据变化, 并将变化的数据发送到ERP系统的服务器, 同时也为ERP系统提供Web Service接口, 向中转数据库插入供APP显示的数据。考虑到数据库监听需要快速高效地连接数据库、查询数据, 服务器后端采用JDBC方式连接数据库, 未使用持久层框架。

数据监听采用后台轮询检测数据库数据变化的方式[14], 启用Servlet监听器, 在监听器中启动定时器, 每隔1 min对中转数据库的交接表、验收表、入库表等数据进行校检, 并将变化数据发送给ERP系统。

对于交接、验收和出库, APP提交数据之后存入中转数据库, 中转服务器监听到有新的数据插入后抓取新的数据, 调用Web Service将数据推送给ERP系统, ERP系统将处理后的结果返回给服务器, 返回成功信息之后, 服务器更新数据库中的对应数据。

对于发货通知、预留和库存, 由ERP系统调用中转服务器的Web Service接口将数据发送到服务器, 服务器接收数据后将其插入到中转数据库中。

物资仓储移动应用涉及发货通知管理、预留管理、库存管理、交接与验收管理及出库管理等业务模块, 从数据流的角度分析整体流程[15], 具体如下。

在移动作业开始之前, ERP系统定时调用待处理数据接口, 推送数据至中转服务器。基层用户在智能手机终端通过APP查询数据, 即APP发送请求到APP服务器, 并从中转数据库中获取数据并将其显示到应用页面。基层用户完成业务处理后, 在APP上确认并提交数据至APP服务器, 后台程序将数据插入到中转数据库。后台中转服务器轮询监控中转数据库的数据变化, 获取被执行的业务数据, 并将其发送到ERP系统。ERP系统接收数据后对其进行自动处理, 并返回结果给中转服务器, 提示用户已完成业务系统操作。

发货通知/预留/库存流程如图8所示。

交接/验收/出库流程如图9所示。

本文利用移动应用及二维码技术, 开发了物资仓储移动收发货APP, 以二维码作为信息连接媒介, 突破时间、空间限制, 拓展了基层用户的仓储作业空间, 在很大程度上避免了信息录入不及时等情况的发生, 保障了物流、信息流的一致性, 转变了物资仓储管理工作的理念和方式, 进一步提升了安徽电力的物资供应保障能力。