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    基于云计算的某药企仓储系统的构建

      信息来源:   发布时间:2021-09-27  点击数:

    0 引言

    某药企是集科工贸于一体的大型生化制药企业, 建有4个分厂, 厂内仓库共有13个, 各分厂厂房和仓库分布位置分散, 仓储管理的信息孤立、业务流程脱节混乱。伴随着企业生产经营规模的扩大, 传统的仓储管理系统已经很难适应企业的快速发展及现代化管理的需求, 云计算技术的出现, 为解决该药企的仓储管理问题提供了新的技术支撑和实现途径。

    1 私有云仓储平台的总体设计

    在搭建该药企仓储云平台时, 为提高企业现有软硬件资源的利用率、降低开发成本, 选择开源的私有云平台, 以方便获取源代码并结合企业的仓储管理业务进行二次开发。这里, 采用美国Eucalyptus (桉树) 开源云平台进行搭建, 在搭建时选取该平台的单集群模式进行部署[1,2]

    1.1 单集群的Eucalyptus (桉树) 模式

    在该模式中, 只需至少两台服务器即可完成平台的搭建:其中一台机器集云控制器 (CLC) 、集群控制器 (CC) 、存储控制器 (SC) 三个角色于一体;另一台机器充当节点控制器 (NC) , 这样可大大减少企业进行软硬件购置与维护、综合布线等方面需要的经费开支, 最大程度上降低了该企业进行云仓储管理的费用。单集群的Eucalyptus架构如图1所示。

    1.2 私有云的物理架构

    该药企私有云仓储平台的物理架构如图2所示。

    该平台采用Ubuntu企业云 (UEC) 实现, 整个系统共有5台服务器。由图2可以看出, IP地址为172.20.1.20的服务器上担负了云控制器 (CLC) 、集群控制器 (CC) WalrusApp、存储控制器 (SC) 等功能, 4台节点控制器 (NC) (IP地址为:172.20.1.30~172.20.1.60) 用来运行仓储管理云的虚拟实例并提供计算服务。同时, 整个私有云系统通过防火墙和私有云管理平台服务器 (IP地址为:172.20.1.10) 提供该药企的私有云仓储管理平台与其他系统的隔离, 有效地降低了不安全因素入侵造成的危害, 大大提高了仓储平台运行时的稳定性和数据安全性。

    图1 单集群Eucalyptus架构图Fig.1 Architecture diagram of single cluster Eucalyptus

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    图2 仓储系统私有云的物理架构图Fig.2 Physical architecture diagram of warehouse system private cloud

    图2 仓储系统私有云的物理架构图Fig.2 Physical architecture diagram of warehouse system private cloud   下载原图


    2 仓储管理系统的数据平台设计

    根据对该药企仓储管理业务流程的分析, 共设计了以下三类数据表作为该仓储管理系统的数据平台[3]:

    1) 基础信息类。主要存储企业仓储业务中所用到的基础信息, 主要包括药品表、药品入库表、药品出库表、库存台帐表、仓库表、保管员表、单位表共七张数据表。

    2) 货位管理类。存储仓库货位布局的相关信息, 主要有货区表、货位表两个数据表。在货位表中记录了各药品所属的仓库、货区及其对应的排、列、层和相应的货位编码。系统根据药品的入、出库情况及库存情况可对货位状态进行动态修改。

    3) 药品类别管理类。记录了药品的分类信息和包装信息, 主要有药品类别表和药品包装表两个数据表。在药品包装表中, 用药品状态记录了药品的质量状况, 它决定着药品能否进行出库操作, 系统根据质检结果可动态修改药品状态。

    3 在企业私有云平台上部署仓储管理系统

    在搭建好的药企私有云平台上有2个节点控制器 (NC) , 在其上面运行4个虚拟机[4,5]。虚拟机VM1, VM2, VM3, VM4的配置均为2个Virtual CPU, 2 GB内存, 500 GB硬盘空间。私有云系统上部署的仓储平台包括4个部分:数据库服务器、用户认证服务器、Web服务器、备份服务器。其中, 数据库服务器用来存取数据;用户认证服务器主要用来提供用户认证、权限分配等;Web服务器主要用来提供Web服务;备份服务器主要对数据信息进行实时备份。将数据库服务器部署在VM1上, 用户认证服务器部署在VM2上, Web服务器部署在VM3上, 备份服务器部署在VM4上, 平台架构体系如图3所示。

    图3 仓储管理系统的部署Fig.3 Deployment of warehouse management system

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    通过不同方面全面测试系统的性能, 将仓储系统的4个部分分别部署在私有云系统的4个虚拟机上面。虚拟机的配置和原有系统服务器的配置一致, 当轻负载时, 私有云系统与原有单个服务器系统差别不大, 但当重负载时, 单个服务器可能会出现瓶颈。而私有云系统是由多个服务器提供服务, 有效地解决了单个服务器的瓶颈, 可获得更快的响应时间和更高的硬件资源利用率, 从而体现出私有云系统的性能优势。

    4 智能化图形式模拟仓库的实现

    仓储管理系统最核心的问题是对药品的仓储信息资源进行集中管理和操作, 如何利用一定的技术快速定位和获取药品的仓储信息成为整个仓储管理的核心。在本仓储管理系统中, 建立了现实仓库的图形化虚拟, 利用图形化的界面, 智能化地展示出仓库的货位布局情况, 用以引导库管人员进行实际的库存管理[3]。该模拟仓库的界面如图4所示。

    图4 模拟仓库示意图Fig.4 Schematic diagram of simulated warehouse

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    在该界面中, 中部的小方格为立体仓库货位, 仓库的每一排货位利用选项卡切换, 在每个选项卡中, 以二维坐标的形式显示了该排货位的层和列, 并分别用白、黄、绿、红、蓝五色表示空货位、待检品、合格品、不合格品和禁用货位五种不同的货位状态。在该界面的上部, 显示了用户目前选中货位的详细情况, 如果存有药品, 则显示该药品的详细信息。同时, 系统提供菜单和图形化按钮, 供用户完成药品的出/入库、倒库、寄库、库存查询等库存管理功能。

    4.1 仓位布局数据的获取

    该药企的仓库均为立体型货架式仓库, 其货架共分为15排, 每排由3层构成, 每层又分成30个区域位。用一个6位数的编码来标识具体的货位信息:排号 (第1、2位) 、层号 (第3、4位) 、区号 (第5、6位) 。在这个6位编码的货位码前再加两位数字的入库货品类型码, 用以标识存放货品的类型。这些数据都存放在仓储管理系统的货位管理类的相关数据表中。

    4.2 货位的图形化显示

    为实现货位的图形化显示, 这里采用一个“排”和“页”交叉的二维平面图。用“排”表示一排货位的信息, 用“页”完成“排”与“排”间的切换, 具体到一个货位页面上, 则反映了仓库中某一排的货位情况。因货架的每排由3层构成, 所以该页也被分成了30列×3层, 共有30×3个网格, 其中的每一网格对应现实仓库中的一个具体货位。当该网格获得焦点时, 通过编程从数据表中提取相应的货位信息并显示出来。

    5 结论

    综上, 在云计算技术日趋成熟的情况下, 兼顾该制药企业的实际情况, 利用单群集Eucalyptus模式, 与企业仓储有关的资源进行信息整合, 建设出企业仓储管理系统的云存储数据平台, 在此基础上, 利用Ubuntu企业云部署实现了该药企的仓储管理系统。该企业员工可以在不同的运行终端通过统一认证, 通过图形化的模拟仓库随时随地地获取仓储信息并进行管理, 实现了四个分厂共13个仓库的仓储资源的高度共享与统一管理。

    本文先容的仓储管理系统在某市一家大型生物制药企业试运行半年多来, 系统稳定、便于操作, 用户反映良好, 给企业的仓储管理带来了很大的改观, 也产生了很大的经济效益。

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