供应链计划系统架构实战(五):数据模型设计-全球网络模型与数据分布

在供应链计划系统中,一个稳健的数据架构和清晰的业务主流程是支撑智能化决策的基石。本文将基于系统架构图和数据流程图,从业务主流程数据架构设计两个维度,深入剖析如何构建一个既能应对高并发业务,又能实现智能化计划的供应链系统。最后,我们将探讨在全球业务背景下,如何设计与之匹配的数据模型与分布策略。

一、业务主流程

业务主流程如下如所示

第一阶段:业务数据集成与准备

这是所有计划的基石。系统汇集来自各处的业务数据,包括:

  • 静态主数据:物料主数据、工厂主数据、库位主数据,定义了供应链网络中的实体。
  • 动态业务数据:销售主数据、库存主数据、供应主数据,记录了供应链的运作实况。
  • 关键参数: 提前期,是计算补货时点的核心输入。此阶段的目标是统一数据口径,为下游分析提供干净、一致的"原材料"。

第二阶段:ABC分类与需求预测

在数据就绪后,系统进入智能分析环节,该环节并行处理两大任务:

  1. ABC分类:对物料进行价值与重要性分层。通过历史数据处理,计算销售成本累计占比,并考虑需求的稳定性(月销售波动系数),最终实现科学的物料分组,为后续的差异化库存策略奠定基础。
  2. 需求预测 :这是计划的"导航仪"。系统同样基于历史数据处理,并运用算法模型对异常数据处理,以识别和修正促销、缺货等干扰,最终由预测算法计算出未来时段的需求量。此阶段体现了业务洞察算法智能的结合。

第三阶段:库存策略与补货计划生成

这是将预测转化为行动方案的关键步骤。

  1. 库存计划:系统将已完成ABC分类的物料,根据其特性(如需求模式、供应来源)进行物料分组。针对不同分组,应用预设的库存策略模型(如安全库存、再订货点、最大-最小库存模型),计算出建议的库存水位和目标。
  2. 生成补货:基于需求预测和计算出的库存策略,系统自动运行补货逻辑,生成补货建议。其最终产出是明确的、可执行的采购申请或调拨订单,直接指导采购与物流作业。

流程闭环:从数据输入,到智能分类与预测,再到策略计算与计划生成,这条主流程构成了一个完整的、数据驱动的决策闭环,确保了计划的科学性与可执行性。

二、数据架构设计

为支撑上述复杂的业务主流程,特别是应对全球网络下海量数据的实时计算与历史分析,系统需要一个精心设计的数据架构。该架构采用分层解耦读写分离的思想,可划分为三层。如下图所示:

应用服务层(微服务与能力拆分)

  • 具体拆分请看上一篇博客。

缓存与热数据层(保障性能与实时性)

  • Redis缓存 :位于服务与数据库之间,作为读写缓存。业务服务在处理高频请求(如查询物料信息、读取计划结果)时优先访问Redis,极大提升响应速度。缓存更新机制确保了数据变更后缓存的一致性,防止脏读。
  • MySQL热库 :由多个库构成,承载正在进行的、高并发的在线事务处理(OLTP)。主流程中的写操作(如保存预测结果、生成补货计划)和核心读操作均发生在此,是系统的"在线作战指挥部"。

持久化与分析层(实现可靠存储与深度洞察)

  • MySQL从库 :通过binlog备份机制,近乎实时地从热库同步数据。报表服务专门读取从库 ,实现了经典的读写分离,将分析查询的负载与核心交易负载完全隔离,互不影响。
  • Doris :作为新一代的MPP分析型数据库,用于存储和查询超大表数据 (如全量历史交易明细)。它支撑复杂的多表关联分析与海量数据下钻。历史数据会从热库定期归档至Doris,实现冷热数据分离,既保证了热库的性能,又为历史趋势分析、模型优化提供了强大的数据底座。

架构核心思想 :此架构清晰地将实时交易缓存加速批量计算历史分析 四个场景分离,通过选择合适的存储引擎(Redis, MySQL, Doris)来匹配不同的数据访问模式,是构建高性能、可扩展供应链系统的典范。

三、全球网络模型

结合上述业务与架构,当我们从单一区域扩展至全球网络时,数据模型与分布策略面临新的挑战:

1. 全球网络数据模型设计

  • 层级与归属:在主数据中,需增加"区域"、"国家"、"业务单元"等层级属性,并明确其归属关系,以支持按区域制定计划策略。
  • 多时区与多币种:所有时间戳字段需统一存储为UTC时间,并在应用中根据用户时区转换。所有涉及金额的字段需关联币种,并可能存储本币与标准币种(如USD)的双重金额。
  • 供应关系网络化:供应网络主数据需能描述复杂的全球供应网络,模型需支持多对多的供应关系、运输路径及对应的提前期。

2. 全球数据分布策略

  • 缓存的数据分区 :Redis可采用分布式集群与数据分区策略。例如,根据物料号或工厂ID的前缀,将不同区域的数据哈希到不同的缓存实例上,实现缓存的水平扩展和高效管理。
  • 冷热数据的全局归档策略 :制定全球统一的历史数据归档策略。例如,各区域业务数据在本地热库保留最近13个月,之后统一归档至中心的全球数据仓库(可由Doris集群担当),用于全球性的协同计划、对标分析与战略决策。

总结 :一个优秀的供应链计划系统,是清晰的业务逻辑坚实的架构基石共同作用的结果。通过将"业务主流程"模块化、自动化,并为其匹配合适的"数据架构",我们构建的系统不仅能高效处理日常计划,更能为向全球化、智能化演进预留了充足的弹性。全球网络模型与数据分布设计,正是这种演进的关键一步,它确保系统在规模扩大时,依然能保持性能、数据一致性与业务的灵活性。

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