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某藥企是集科工貿(mào)于一體的大型生化制藥企業(yè), 建有4個(gè)分廠, 廠內(nèi)倉(cāng)庫(kù)共有13個(gè), 各分廠廠房和倉(cāng)庫(kù)分布位置分散, 倉(cāng)儲(chǔ)管理的信息孤立、業(yè)務(wù)流程脫節(jié)混亂。伴隨著企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大, 傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)已經(jīng)很難適應(yīng)企業(yè)的快速發(fā)展及現(xiàn)代化管理的需求, 云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn), 為解決該藥企的倉(cāng)儲(chǔ)管理問題提供了新的技術(shù)支持和實(shí)現(xiàn)途徑。

在搭建該藥企倉(cāng)儲(chǔ)云平臺(tái)時(shí), 為提高企業(yè)現(xiàn)有軟硬件資源的利用率、降低開發(fā)成本, 選擇開源的私有云平臺(tái), 以方便獲取源代碼并結(jié)合企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)進(jìn)行二次開發(fā)。這里, 采用美國(guó)Eucalyptus (桉樹) 開源云平臺(tái)進(jìn)行搭建, 在搭建時(shí)選取該平臺(tái)的單集群模式進(jìn)行部署[1,2]。

在該模式中, 只需至少兩臺(tái)服務(wù)器即可完成平臺(tái)的搭建:其中一臺(tái)機(jī)器集云控制器 (CLC) 、集群控制器 (CC) 、存儲(chǔ)控制器 (SC) 三個(gè)角色于一體;另一臺(tái)機(jī)器充當(dāng)節(jié)點(diǎn)控制器 (NC) , 這樣可大大減少企業(yè)進(jìn)行軟硬件購(gòu)置與維護(hù)、綜合布線等方面需要的經(jīng)費(fèi)開支, 最大程度上降低了該企業(yè)進(jìn)行云倉(cāng)儲(chǔ)管理的費(fèi)用。單集群的Eucalyptus架構(gòu)如圖1所示。

該藥企私有云倉(cāng)儲(chǔ)平臺(tái)的物理架構(gòu)如圖2所示。

該平臺(tái)采用Ubuntu企業(yè)云 (UEC) 實(shí)現(xiàn), 整個(gè)系統(tǒng)共有5臺(tái)服務(wù)器。由圖2可以看出, IP地址為172.20.1.20的服務(wù)器上擔(dān)負(fù)了云控制器 (CLC) 、集群控制器 (CC) Walrus軟件、存儲(chǔ)控制器 (SC) 等功能, 4臺(tái)節(jié)點(diǎn)控制器 (NC) (IP地址為:172.20.1.30～172.20.1.60) 用來運(yùn)行倉(cāng)儲(chǔ)管理云的虛擬實(shí)例并提供計(jì)算服務(wù)。同時(shí), 整個(gè)私有云系統(tǒng)通過防火墻和私有云管理平臺(tái)服務(wù)器 (IP地址為:172.20.1.10) 提供該藥企的私有云倉(cāng)儲(chǔ)管理平臺(tái)與其他系統(tǒng)的隔離, 有效地降低了不安全因素入侵造成的危害, 大大提高了倉(cāng)儲(chǔ)平臺(tái)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全性。

圖1 單集群Eucalyptus架構(gòu)圖Fig.1 Architecture diagram of single cluster Eucalyptus   下載原圖

圖2 倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)私有云的物理架構(gòu)圖Fig.2 Physical architecture diagram of warehouse system private cloud   下載原圖

根據(jù)對(duì)該藥企倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)流程的分析, 共設(shè)計(jì)了以下三類數(shù)據(jù)表作為該倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)[3]:

1) 基礎(chǔ)信息類。主要存儲(chǔ)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)中所用到的基礎(chǔ)信息, 主要包括藥品表、藥品入庫(kù)表、藥品出庫(kù)表、庫(kù)存臺(tái)帳表、倉(cāng)庫(kù)表、保管員表、單位表共七張數(shù)據(jù)表。

2) 貨位管理類。存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)貨位布局的相關(guān)信息, 主要有貨區(qū)表、貨位表兩個(gè)數(shù)據(jù)表。在貨位表中記錄了各藥品所屬的倉(cāng)庫(kù)、貨區(qū)及其對(duì)應(yīng)的排、列、層和相應(yīng)的貨位編碼。系統(tǒng)根據(jù)藥品的入、出庫(kù)情況及庫(kù)存情況可對(duì)貨位狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。

3) 藥品類別管理類。記錄了藥品的分類信息和包裝信息, 主要有藥品類別表和藥品包裝表兩個(gè)數(shù)據(jù)表。在藥品包裝表中, 用藥品狀態(tài)記錄了藥品的質(zhì)量狀況, 它決定著藥品能否進(jìn)行出庫(kù)操作, 系統(tǒng)根據(jù)質(zhì)檢結(jié)果可動(dòng)態(tài)修改藥品狀態(tài)。

在搭建好的藥企私有云平臺(tái)上有2個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器 (NC) , 在其上面運(yùn)行4個(gè)虛擬機(jī)[4,5]。虛擬機(jī)VM1, VM2, VM3, VM4的配置均為2個(gè)Virtual CPU, 2 GB內(nèi)存, 500 GB硬盤空間。私有云系統(tǒng)上部署的倉(cāng)儲(chǔ)平臺(tái)包括4個(gè)部分:數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、用戶認(rèn)證服務(wù)器、Web服務(wù)器、備份服務(wù)器。其中, 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用來存取數(shù)據(jù);用戶認(rèn)證服務(wù)器主要用來提供用戶認(rèn)證、權(quán)限分配等;Web服務(wù)器主要用來提供Web服務(wù);備份服務(wù)器主要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)備份。將數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器部署在VM1上, 用戶認(rèn)證服務(wù)器部署在VM2上, Web服務(wù)器部署在VM3上, 備份服務(wù)器部署在VM4上, 平臺(tái)架構(gòu)體系如圖3所示。

圖3 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的部署Fig.3 Deployment of warehouse management system   下載原圖

通過不同方面全面測(cè)試系統(tǒng)的性能, 將倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的4個(gè)部分分別部署在私有云系統(tǒng)的4個(gè)虛擬機(jī)上面。虛擬機(jī)的配置和原有系統(tǒng)服務(wù)器的配置一致, 當(dāng)輕負(fù)載時(shí), 私有云系統(tǒng)與原有單個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)差別不大, 但當(dāng)重負(fù)載時(shí), 單個(gè)服務(wù)器可能會(huì)出現(xiàn)瓶頸。而私有云系統(tǒng)是由多個(gè)服務(wù)器提供服務(wù), 有效地解決了單個(gè)服務(wù)器的瓶頸, 可獲得更快的響應(yīng)時(shí)間和更高的硬件資源利用率, 從而體現(xiàn)出私有云系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì)。

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)最核心的問題是對(duì)藥品的倉(cāng)儲(chǔ)信息資源進(jìn)行集中管理和操作, 如何利用一定的技術(shù)快速定位和獲取藥品的倉(cāng)儲(chǔ)信息成為整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)管理的核心。在本倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中, 建立了現(xiàn)實(shí)倉(cāng)庫(kù)的圖形化虛擬, 利用圖形化的界面, 智能化地展示出倉(cāng)庫(kù)的貨位布局情況, 用以指導(dǎo)庫(kù)管人員進(jìn)行實(shí)際的庫(kù)存管理[3]。該模擬倉(cāng)庫(kù)的界面如圖4所示。

圖4 模擬倉(cāng)庫(kù)示意圖Fig.4 Schematic diagram of simulated warehouse   下載原圖

在該界面中, 中部的小方格為立體倉(cāng)庫(kù)貨位, 倉(cāng)庫(kù)的每一排貨位利用選項(xiàng)卡切換, 在每個(gè)選項(xiàng)卡中, 以二維坐標(biāo)的形式顯示了該排貨位的層和列, 并分別用白、黃、綠、紅、藍(lán)五色表示空貨位、待檢品、合格品、不合格品和禁用貨位五種不同的貨位狀態(tài)。在該界面的上部, 顯示了用戶目前選中貨位的詳細(xì)情況, 如果存有藥品, 則顯示該藥品的詳細(xì)信息。同時(shí), 系統(tǒng)提供菜單和圖形化按鈕, 供用戶完成藥品的出/入庫(kù)、倒庫(kù)、寄庫(kù)、庫(kù)存查詢等庫(kù)存管理功能。

該藥企的倉(cāng)庫(kù)均為立體型貨架式倉(cāng)庫(kù), 其貨架共分為15排, 每排由3層構(gòu)成, 每層又分成30個(gè)區(qū)域位。用一個(gè)6位數(shù)的編碼來標(biāo)識(shí)具體的貨位信息:排號(hào) (第1、2位) 、層號(hào) (第3、4位) 、區(qū)號(hào) (第5、6位) 。在這個(gè)6位編碼的貨位碼前再加兩位數(shù)字的入庫(kù)貨品類型碼, 用以標(biāo)識(shí)存放貨品的類型。這些數(shù)據(jù)都存放在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的貨位管理類的相關(guān)數(shù)據(jù)表中。

為實(shí)現(xiàn)貨位的圖形化顯示, 這里采用一個(gè)“排”和“頁”交叉的二維平面圖。用“排”表示一排貨位的信息, 用“頁”完成“排”與“排”間的切換, 具體到一個(gè)貨位頁面上, 則反映了倉(cāng)庫(kù)中某一排的貨位情況。因貨架的每排由3層構(gòu)成, 所以該頁也被分成了30列×3層, 共有30×3個(gè)網(wǎng)格, 其中的每一網(wǎng)格對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)倉(cāng)庫(kù)中的一個(gè)具體貨位。當(dāng)該網(wǎng)格獲得焦點(diǎn)時(shí), 通過編程從數(shù)據(jù)表中提取相應(yīng)的貨位信息并顯示出來。

綜上, 在云計(jì)算技術(shù)日趨成熟的情況下, 兼顧該制藥企業(yè)的實(shí)際情況, 利用單群集Eucalyptus模式, 與企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)有關(guān)的資源進(jìn)行信息整合, 建設(shè)出企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái), 在此基礎(chǔ)上, 利用Ubuntu企業(yè)云部署實(shí)現(xiàn)了該藥企的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。該企業(yè)員工可以在不同的運(yùn)行終端通過統(tǒng)一認(rèn)證, 通過圖形化的模擬倉(cāng)庫(kù)隨時(shí)隨地地獲取倉(cāng)儲(chǔ)信息并進(jìn)行管理, 實(shí)現(xiàn)了四個(gè)分廠共13個(gè)倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)資源的高度共享與統(tǒng)一管理。

本文介紹的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)在某市一家大型生物制藥企業(yè)試運(yùn)行半年多來, 系統(tǒng)穩(wěn)定、便于操作, 用戶反映良好, 給企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)管理帶來了很大的改觀, 也產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)效益。