基于云计算的服装物料管理系统

张 帆，毋 涛

（西安工程大学 计算机科学学院，陕西 西安710048）

0 引 言

服装物料管理作为服装生产的基础环节，主要负责服装生产过程中各种原材料的供给、存储.随着企业规模的不断扩大，尤其是服装企业物料种类的多样性，订单的减少，订单种类的增多，产品品种的多样性，相对其他企业需要处理和计算的数据更多.所以物料的管理比较繁琐，如果没有系统的分析、统计和预测功能，就会造成物料的短缺或者积压，对企业的发展产生不利的影响.文献［1］设计开发的针织服装物料管理系统通过数据标准和规范，解决核心业务问题实现企业信息化.文献［2］设计开发的物料管理系统解决了成本控制和管理困难等问题，实现了企业信息化.

云计算是近几年出现的一种新型的具有超强计算能力和处理海量数据能力的计算模式［3-4］.中小型企业通过借助云计算可以在更高的层面上与大型企业进行竞争.在现有服装物料管理系统的基础上引入云计算并建立云平台，将现有的以及变化的海量数据分布式存储在去平台上，企业不需要购买基础设施而是通过互联网租用所需要的基础设施，购买所需要的软件服务，按照购买的服务多少或者时间长短支付费用，实行企业间多租用的云存储服务平台.实现公司之间剩余物料的自由调配.

1 服装物料管理系统安全机制

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进行可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互［5］.云计算的基础设施即IasS（Infrastructure as a Service）、平台即服务PaaS（Platform as a Service）和软件即服务SaaS（Software as a Service）［6］3种服务模式将传统所用的基础设施、功能通过互联网以服务的形式传递给云使用者.

云中进行数据的存储本来是一件很安全的事，但是将其放入互联网这个大环境中，就存在一定的安全问题.因此用户将系统部署于云平台实现数据共享，首先担心的就是数据的安全问题.

在传统的服装物料管理系统中，基于角色的控制方法（Role-Based Access Control，RBAC）［7］是普遍使用的一种用户授权方法.通过在主体和资源之间设定角色这个概念来进行用户访问权限的控制.随着信息管理系统应用和用户的增多，这种控制方法通过给用户分配角色进行授权的方法就显得非常繁琐.因此为了满足云计算可扩展性分布式数据管理的特点，本系统在权限管理模块使用一种基于属性的控制方法（Attribute-Based Access Control，ABAC）.

图1 实体与属性之间的访问关系模型Fig.1 The access relationship model between entities and attributes

ABAC［7］是在RBAC控制法的基础上发展起来的，是为解决行业分布式应用可信关系而提出的访问控制模型，利用与实体相关的属性作为数据访问授权的技术.基于属性的访问控制方法中主要把实体的属性划分为4个方面：主体属性（S）、资源属性（O）、环境属性（E）、权限属性（R），在进行访问判定时，需要判断主体以及资源在环境条件下具有的属性是否具拥此种操作.主体主要是指对客体实施访问的实体，其属性如用户的身份，性别，职位，IP等.资源或者称为客体是被主体操作的实体，其属性客体的大小，位置等.环境属性通常与主体无关，主要是指一些访问资源的限制条件，仅仅用于授权决策，如在满足某种上下环境时主体才能对客体进行某种权限操作.权限属性是该主体对该资源进行何种操作的限定.实体与属性之间的访问关系模型如图1所示.

上述关系模型图可以描述为主体属性s在某种环境属性e下，对客体o进行某种权限操作r.基于属性的访问控制方法中实体可以用一个四元组表示U=｛S，O，E，R｝=｛〈s1，s2，…，sm〉，〈o1，o2，…，on〉，〈e1，e2，…，ek〉，〈r1，r2，…，rj〉｝，其中m，n，j≥1，k≥0.ABAC访问控制判定是根据实体和资源具有的属性进行细粒度判定的.在基于云计算的服装物料管理系统中，首先进行传统的用户登录也就是用户认证操作，当用户认证成功后，用户可以向云服务器提供访问请求.访问的客体存在时，云服务器可以提取主体和客体的属性，根据预先定义的访问控制策略生成访问控制结构，最后进行访问授权判决，当与所定义的结构相匹配时用户就可以执行请求操作.系统在云计算下数据共享的控制方案如图2所示.

2 服装物料管理系统设计

本系统是在云平台SaaS模式下开发，利用云服务提供商提供的平台，采用JAVA语言＋Sybase IQ数据库对本系统进行开发，满足系统开发的三层分层架构，即数据结构层、业务逻辑层、实现表现层［8-10］.首先可以提高系统开发人员的工作效率，其次层与层之间的低耦合性使系统具有更高的可用性和安全性.

2.1 系统业务流程

在服装物料管理系统中引入云计算，通过建立一个数据共享平台反映存储在不同数据库中数据的及时更新情况.在此系统中，管理部门、库存部门、采购部门这些部门的操作首先通过用户认证在 Web（浏览器）上登录进入系统，用ABAC控制访问方法进行授权用户操作控制，合法用户将操作消息发给总调度服务器，由调度服务器统一管理数据入库、出库、分析、挖掘等.物料管理系统中各个部门协同工作，保证物料管理各个流程正常进行，使生产活动顺利进行，生产管理部门通过查看上传至云平台资源共享数据库中的数据，可以及时掌握仓库物料的存储信息，根据物料的存储情况，及时调整生产活动.部门之间基于服装物料管理系统业务流程如图3所示.

图2 云计算下基于属性的控制方法方案Fig.2 Acontrol method named ABAC for Cloud Computing

图3 基于服装物料管理系统业务流程图Fig.3 Business process chart based on clothing materials management system

（1）物料库存业务管理部门需要记录物料的出入库情况，有到货通知单时，应根据实际情况登记入库信息并进行详细的物料质检，检验是否符合入库要求，如符合则进行入库登记；

（2）接收到领料单通知，查询库存情况，并进行出库操作和出库登记；

（3）物料库存业务管理部门将出入库登记的物料存储信息分门别类的统计，将汇总统计的数据通过基础设施及时上传至云平台共享数据库中；

（4）采购部门登录云共享平台查看物料的库存情况，对仓库物料根据市场的需求运用数据挖掘知识对物料的库存情况进行分析和统计，当物料充足时停止采购，当物料短缺时就及时补货；

（5）供应商接到补货通知时，进行供货准备，物料库存管理部门进行入库操作，进行数据登记；

（6）采购部门将物料的控制信息及时的上传至云平台资源共享数据库中，使各部门做出正确的决策，保证生产部门进行顺利的生产活动.

2.2 数据库设计

进行数据库的设计需要考虑数据隔离和数据安全问题，在基于云计算的服装物料管理系统安全机制中介绍了保证云计算系统数据安全的方法.云计算SaaS模式下常用的数据库方案有［11］：独立数据库、共享数据库、隔离数据架构、共享数据库、共享数据架构.独立数据库是SaaS服务提供商为每个租户单独创造一个数据库，虽有效地保证了数据的安全，但是随着系统用户、应用数目的增加，后期的扩展和维护费用较高.共享数据库，隔离数据架构为多个租户可以共享一个数据库表，为每个租户提供单独的物理数据隔离，但是当租户需要跨数据库进行数据统计时，这种数据库设计方式存在一定的困难.共享数据库、共享数据架构是多个租户可以共享一个Database，这种方法可以使数据共享程度达到最高.

每种数据库设计方案都有各自不同的特点，其数据安全保护性能各异.结合本系统开发过程中的各个因素，实现企业间物料的灵活调配，本系统欲采用共享数据库共享数据架构方案进行数据库的开发.数据库作为系统开发的基础，在设计时需要处理好表与表之间的关系.本系统数据表较多，关系比较复杂，库存物料信息数据关系如图4所示.

图4 库存物料信息数据关系图Fig.4 Stock material information data diagram

2.3 功能模块

根据服装企业的需求分析，物料管理系统应该是符合企业需求以及企业发展模式的系统.物料管理把握的是否得当，直接影响着产品的生产情况.服装行业款式更新日益迅速，如果企业不能很好的把握物料的数量，会导致某种物料的超储或者短缺，对企业的发展造成一定的损失.

本系统是以提高物料管理水平，减少物料积压或者短缺，提高服装企业的收益为目的.该系统在传统ERP物料管理系统的基础上进行开发，实现大数据量下数据的高速统计和计算，形成各种报表，利用粗糙集属性约简算法和ABC分类法详细分析实现物料的灵活调配.

根据前期所做的需求分析以及需要实现的目标，本系统主要包括两大模块：系统管理模块和物料管理模块.物料管理模块分为仓库管理、物料入库管理、物料出库管理、物料质检管理、领料单管理、采购计划管理六大模块，其模块结构图如图5所示.

图5 基于云计算的服装物料管理系统架构图Fig.5 The architecture chart of clothing materials management system based on cloud computing

系统管理模块是在SaaS模式下进行维护和管理以及各级用户权限的分配，菜单配置，功能扩展及用户个性化定制等工作，物料管理模块的功能主要包括以下几个方面：

（1）物料仓库管理：包括库存信息管理和库位信息管理.所谓的库位，必须属于具体的某一个库房.库房中包括不同的库位，不同的库位存储的物料种类不同.对仓库中的物料运用ABC分类库存管理的方法，可以分清主次和一般，从而有区别的确定管理方式的一种分类方法.

（2）物料入库管理：仓库管理员根据到货通知单对物料进行入库的操作.主要操作流程：查看到货通知单→选择到货通知单→填写入库单信息→填写本次到货数量→物料质检→入库.

（3）物料出库管理：仓库管理员根据领料单对物料进行出库操作.主要操作流程：查看领料单→选择领料单→填写出库单信息→填写本次领料数量→出库.

（4）采购计划管理：通过对仓库中物料信息的统计和分析后，根据市场的需求作出预见性的安排和部署工作.

（5）物料质检管理：根据物料入库情况对物料批次等进行检查.

（6）领料单管理：主要实现领料单的核对，主管签字以及对某一合同添加领料单的操作.

3 结 论

（1）在传统服装物料管理系统的基础上，针对其中的不足，提出了基于云计算的服装物料管理系统.通过分析系统业务流程，采用共享数据库共享数据架构方案设计数据库，将需要共享数据上传至云平台，进行物料信息交换数据共享，当库存物料短缺或者超储时能够对物料进行灵活调配，使物料处在一个安全库存状态.

（2）分析ABAC访问控制方法，根据访问主体的属性以及客体属性判断该主体是否对其有访问控制权限，从而提高系统共享数据的安全性.

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