基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统研究

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  摘要:介绍了Mobile Agent技术,分析了Mobile Agent技术的特点,构建了物流信息系统的功能模块,包括客户管理模块、库存管理模块、配送管理模块、运输管理模块、财务管理模块和决策支持模块。设计了基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统,并对该系统的实现方法做了探索。
  关键词:Mobile Agent; 物流;功能;电子商务;信息系统
  中图分类号:TP315文献标识码:A
  文章编号:1002-3100(2007)09-0040-04
  
  Abstract: This paper introduces the mobile agent technology, analyzes the character of the Mobile Agent technology, constructs the functional modules for the logistics information system, which includes customer management module, inventory management module, distribution management module, transport management module, financial management module and DSS module, designs the mobile-agent-based logistics information system of electronic commerce, and probes into the implementation method of the information system.
  Key words: Mobile Agent; logistics; function; Electronic Commerce; information system
  
  第三方物流是社会分工与物流专业化的产物。为了追求资源的更有效利用,必须从系统的高度,考虑第三方物流自身各种活动的协调,以及与商务活动中供应商、客户、银行等其他主体的协调与整合。Mobile Agent是一种分布计算技术,使分布异构系统的智能、灵活协调成为可能。基于Mobile Agent电子商务物流信息系统能为电子商务时代物流企业与其他主体的协调提供保障,很好地解决电子商务中物流的瓶颈问题,有利于促进物流企业信息化和电子商务的发展。
  
  1移动代理及其特点
  
  1.1移动代理
  移动代理是20世纪90年代以来的一项新技术,它的先进性,在分布计算领域应用的美好前景得到了许多专家的认可。与基于客户机/服务器等传统的分布计算技术相比,移动代理给许多分布式应用提供了更好的实现方案,在电子商务、分布信息查询、并行处理、移动计算、个人助理、信息分布等应用领域具有很好的发展前景。
  在分布式系统的范畴中,代理是指分布式系统中的节点实体,一般用来进行信息收集和节点控制等工作。由于分布式系统拓扑结构的特点,代理往往处于系统网络结构的末端,节点的信息非常有限和单一,所以这些代理往往只能完成相对简单的任务,例如简单数据采集和转发等。
  移动Agent,简单的说就是具有移动性的智能Agent。它是能够自行决定在网络的各个节点之间移动,代表其他实体(人或其他Agent)进行工作的一种软件实体。它能自行选择运行地点和时机,根据具体情况,中断当前自身的执行,移动至另一设备上恢复运行,并及时将有关的结果返回。移动的目的是使程序的执行尽可能靠近数据源,降低网络通信开销,节省带宽,平衡负载,加快任务的执行,从而提高分布式系统的处理效率。对移动Agent来说,每个网络设备上均存在一个相同的移动Agent执行环境,称之为移动Agent服务器或移动Agent服务设施(Mobile Agent Facility)。不同的移动Agent系统的体系结构各不相同,但几乎所有的移动Agent系统都包括如下两部分:移动Agent服务器和移动Agent。
  1.2移动代理的特点
  与传统的代理相比,移动代理有如下独特的特性。
  1.2.1主机间动态迁移
  在传统的代理体系结构中,代理是固定在特定的主机上的。工作时,需要将得到的数据发送给上一级处理器,或者其它代理。这样,需要一个比较复杂的通信过程。而移动代理则可以在运行期间直接进行主机间的迁移,可以从一个场地采集所需要的数据并进行处理,然后,不终止进程而直接迁移到另一台主机上继续运行,保留了原来进程的数据段和堆栈。这样,极大简化了数据的处理过程,从根本上改善了数据的可操纵性和全局性。需要指出的是,Mobile Agent的迁移与分布式对象的交互及Java Applet的下载有着很大的不同。在基于CORBA或DCOM的分布式对象系统中,一个对象能够通过网络远程地调用其它对象的方法。但是,在两个对象的交互过程中,没有任何一个是移动的。WWW中Applet的下载也仅仅提供了一种从Web服务器把代码下载到Web浏览器的机制,并没有为相应状态信息的迁移提供任何机制。可以说一个Applet本质上并不是从服务器上迁移到浏览器上的,而仅仅是代码的下载,就象HTML页面的下载一样,因为下载的代码将创建一个对象,一旦该Applet被创建,它就只能停留在该浏览器上而不能移动。而Mobile Agent的迁移则不同,它在迁移的过程中不但携带着相应的代码,还携带着有关的状态信息,另外,Mobile Agent还可以根据用户的需求在网络上进行多次迁移。
  1.2.2智能性
  由于移动代理可以自由地在主机之间进行迁移,使得代理的运行场地不再局限在某一个特定位置,从而比较容易获得全面的、有针对性的数据。在这些数据的基础上,代理可以充分利用现有的人工智能和统计技术,做出更加及时和准确的判断。与传统代理相比,可以更有效地自主地完成某一个特定的任务。
  1.2.3平台无关性
  多数移动代理采用与平台无关的语言,这样的程序可以跨平台运行。由于主流的平台无关语言(如Java)在不同操作系统上都有其相应的实现,所以选用这些语言的移动代理可以很容易地完成跨平台的连接。另外,多数移动代理体系都建立了与移动代理相配套的平台无关的通信协议。通过这些协议,代理之间无须建立直接的通信连接,而是利用虚拟机提供相应的消息服务,简化消息传递的操作。这样,可以更容易地开发异构平台上的应用系统。
  1.2.4分布的灵活性
  移动代理运行在整个分布式系统中,而不是固定在某一个特定的位置。如果需要,它可以将自己或者所需的其它移动代理直接发送到所需的主机现场,进行本地操作。这样,可大大提高应用系统的灵活性,同时,也克服了传统代理间通信时对复杂通信协议依赖的弊端。
  1.2.5低网络数据流量
  由于结构上的特殊性,移动代理可以实时对所采集到的数据进行过滤,然后将关键数据提出,无须象传统的代理体系那样,将各个主机的所有数据都汇集到一个中央服务器中,由这个服务器进行综合处理,然后再向相关的代理转发。这样,可以明显减少网络上的数据流量,提高网络宽带的利用效率。
  1.2.6多代理合作
  多代理合作是移动代理的一个重要特性。也就是说,通过虚拟机系统的通信机制,可以实现多个代理之间的合作。合作模式有相同代理之间的合作和异种代理之间的合作。相同的代理之间互相协作,其它代理可以承担起失效代理的任务或者通过启动新代理的办法对失效代理进行弥补。异种代理之间也可以进行互补性合作,多个不同功能的代理协作完成共同目标。这样,有利于将总体功能模块化,减少单个代理所完成的功能,从而降低代码的复杂度,缩短调试过程。同时可增强移动代理系统的可靠性。
  
  2基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统结构
  
  客户系统、供应商系统、银行系统和物流系统是通过网络连接的Mobile Agent系统,如图1所示。一个Mobile Agent系统包括Mobile Agent和Mobile Agent Server(安装并运行在网络节点上所有构件的总称)两部分。Mobile Agent通过Mobile Agent server实现其在网络上的移动和相应动作;而Mobile Agent server为Mobile Agent的移动和执行提供必要的环境以及相应的发射、接受、恢复、安全管理和服务调用等功能或服务。为了确保Mobile Agent能够顺利地在网络上迁移并完成相应的功能,Mobile Agent Server至少应能够为Mobile Agent提供生命周期管理、目录服务、事件服务、持续性服务、安全保障等服务,如图2所示。
  


  


  2.1系统功能模块
  物流信息系统的Mobile Agent由客户管理模块、库存管理模块、配送管理模块、运输管理模块、财务管理模块和决策支持模块中开发的移动代理构成。
  2.1.1客户管理模块。主要功能是接收来自客户(客户服务器或供应商服务器)的Mobile Agent,协同完成包括增加系统用户、操作权限管理、密码管理、客户指令的审核、填发物品调拨指令、指令查询、编码维护等工作。
  2.1.2库存管理模块。主要功能是定时向相关模块派遣信息搜集Agent,形成信息报告并传回原系统保存。根据保存的信息对库存物料的入库、出库、盘点等日常工作进行全面的控制和管理。通过该管理功能,完成库存物料初始化,并完成一般出入库单的输入、审核等功能,以达到降低库存、减少积压及短缺的目的。
  2.1.3配送管理模块。主要功能是向相关模块派遣信息搜集Agent,形成信息报告并传回原系统保存。根据保存的信息进行客户申配受理、配送作业生成、实际配送出库等一系列活动的管理,满足配送业务的需要,保障配送业务有序、高效的进行,对库存物料进行仓位之间的调换以及仓库之间的调拨,实现仓库最优存放的目的。
  2.1.4运输管理模块。主要功能是定时向相关模块派遣信息搜集Agent,形成信息报告并传回原系统保存。根据保存的信息对物流网络中所有物资动态跟踪、动态分布情况查询、管理及信息的自动提示,包括信息动态、物资运输动态、仓储分布等。根据综合信息(距离、路况、过路过桥费)等因素,提供行车路线的优化选择。
  2.1.5财务管理模块。主要功能是定时向库存管理模块、配送管理模块、运输管理模块以及银行服务器派遣信息搜集Agent,形成信息报告并传回,根据收集到的信息完成各种费用项目的设置,计算各种往来费用,并可生成和输出库存汇总报表、仓库周报表等一系列报表,实现数据的一致性和共享性。同时,对运单、运价、成本及订单计划等进行控制。对系统内各单位的成本情况进行计算、分析、比较,形成报告。
  2.1.6决策支持模块:主要功能是定时向各个业务模块派遣工作检查Agent,每个工作检查Agent在相应业务模块内部,与各模块内部相关Agent协同工作,对业务模块内部数据进行处理,生成业务模块的工作报告并将其发送回决策支持模块加以保存;不定期地向不同的业务模块发送战略、战术计划及针对各业务模块的业务计划。
  2.2物流服务器构成
  2.2.1Agent管理器:它为Agent在网络上的传送和接收提供了必要的基础设施,管理着Agent的生命周期,为Agent的执行提供一个完整的环境。其主要功能有:提供最基本的迁移功能;使得Agent的代码和数据总是能够准确地到达其目的地;为Agent的执行提供了相应的执行环境;为Agent的远程管理提供支持;为Agent改变其路线提供相应的方法。
  2.2.2队列管理器:它负责系统中Agent的时序安排和可能重试的行为。包括在Agent等待时机以完成工作时对它们进行维护,在Agent进入或离开系统时维持它们的持续性状态,并在系统从网络中断开时进行必要的重试。它为Agent登陆到系统某节点后的执行提供排序和管理的机制。其主要任务包括:为Agent在不可靠网络之上提供可靠的传输;提供基本的存储和转发操作。
  2.2.3持续性管理器:它维持着Agent在网络上迁移时的状态。在系统失败情况下,对Agent进行检查和再启动,一次再启动可以从检查点开始或从一个作业步开始,并且使用检查点记录以便重新将系统初始化。主要功能有:为Agent和其它一些Object的持续性提供必要的支持;使得系统在崩溃之后的重新启动中能够准确地重新启动Agent和各种服务。
  2.2.4事件管理器:它管理着发送给Agent或从Agent发出的注册和通知等事件。它能够在网络上把事件传递给网络中其他节点上的Agent,并根据需要发布事件。其主要功能有:为Agent之间的协作提供相应支持;为Agent之间的事件传送提供支持;实现事件的多点传送,即多个接收者接受一个事件。
  2.2.5目录管理器:它的主要责任是提供统一的命名服务,使得Agent能够在网络上找到所需的服务。根据设计人员或者服务的需要以多种途径来设定名字服务。
  2.2.6安全管理器:它负责识别用户,鉴别他们的Agent,保护服务器的资源并确保Agent及其数据对象在迁移中的安全和完整。它也负责控制Agent对其所需Java类库的动态加载。它拥有一个用户界面构件,能够通过该界面来配置和监控各用户和服务的安全属性。主要功能包括:执行相应的鉴定,确保能够识别出Agent来自何处以及到底是谁在执行它;执行访问控制,确保服务器的资源不受恶意的或者错误Agent的攻击;加密,防止Agent被假冒和篡改。
  2.2.7服务接口(Service Bridge):使得开发出来的Agent在迁移到某一个服务器时,能够在该服务器增加一些有关的服务,这些增加的服务可以在目录管理器上完成相应的注册,为Agent的执行提供有效的支持。它的一个最主要的用途就是使得Agent能够访问目的服务器上的各种本地服务。可以通过远程管理API来执行远程的管理。
  2.3Mobile Agent的迁移
  在Mobile Agent的迁移过程中,其迁移计划是由路线来决定的,路线是一个完全独立于Mobile Agent的数据结构,在Mobile Agent的执行过程中,将在一个相对独立的地方对该Mobile Agent的迁移进行管理。这种模式能够为Mobile Agent迁移提供十分简单的定义和跟踪机制。而且,允许Mobile Agent在执行过程中更改它们的路线,从而大大提高了灵活度。
  


  表1定义了一个Mobile Agent的路线。根据该路线,该Mobile Agent将首先到达Server1,在该服务器上执行method1;然后迁移到Server2并执行method2;最后迁移到Server3,执行method3。
  在Mobile Agent的迁移过程中,当Mobile Agent迁移到某主机后发现它需要使用的一些相关类在该主机上并不存在时,它就向Web服务器上某个位置存放的该Agent的代码基地发出一个网络请求并下载相应的代码,可以通过HTTP对该网络服务器发出请求。当一个Agent要迁移到一个很远的地方,发现缺少相关代码而发送网络请求又要付出很大的代价、甚至无法完成发出请求的任务时,用户或者开发人员可以在Agent发射时为它指出相关的类(related classes),这些相关的类将自动地和Agent一起在网络上迁移。
  
  3基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统的实现
  
  基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统的实现是以Java语言为开发语言环境,选择日本三菱公司(Mitsubishi)开发的Concordia软件包为开发平台。由于移动代理系统必须保证能跨平台使用,所以基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统的实现需要基于某一种特定的平台无关语言。目前国际上比较流行的语言有很多,像Java、Tcl和Python等,都有一些移动代理实现的例子。其中,Java语言的平台无关性在有关应用系统中实现得较好,并且Java语言已经直接集成了对象串行化的功能和RMI接口,为移动代理的实现提供了强大的支持。Concordia软件包是目前一个比较有代表性的Mobile Agent系统,Concordia为开发人员提供了大量开发基于Mobile Agent应用系统所需的类库(Agent Tools Library),使Agent的设计人员无须过多了解网络的细节,方便了系统设计和开发人员的使用。
  
  4小结
  
  对资源的有效利用不仅仅涉及到某个企业或企业中的个别环节,更需要运用供应链的思想,利用包括信息技术在内的各种技术对商务活动的有关参与主体及其内部活动加以协调和管理。基于Mobile Agent的电子商务物流信息系统为电子商务时代物流企业与其它商务活动主体的协调提供保障,有利于解决电子商务中物流瓶颈的问题,对物流企业信息化和电子商务的建设有重要意义。
  
  参考文献:
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