Petri網(wǎng)在工作流建模中的應(yīng)用

摘 要：Petri網(wǎng)是一種圖形化、數(shù)學(xué)化的建模方法，尤其在辦公自動化領(lǐng)域的系統(tǒng)建模，在描述和分析實現(xiàn)上有一定的優(yōu)勢。本文分析了工作流的運行模式，Petri網(wǎng)的工作流描述，并以印刷企業(yè)訂單為例，實現(xiàn)基于Petri網(wǎng)的工作流建模方法。

關(guān)鍵詞：Petri網(wǎng)；工作流；建模

中圖分類號：TP311

工作流的提出源自辦公自動化的發(fā)展，致力于工作流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的國際組織——工作流管理聯(lián)盟，將工作流定義為：是一類能夠完全或部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，根據(jù)一系列過程規(guī)則，文檔、信息或任務(wù)能夠在不同的執(zhí)行者之間傳遞、執(zhí)行。工作流本身只是由業(yè)務(wù)邏輯決定的一個事務(wù)流程，它沒有按照任何實現(xiàn)技術(shù)和方法，流程的定義應(yīng)該和技術(shù)無關(guān)；一個流程的定義實際上是由一系列狀態(tài)和條件決定的，一個工作流可能有大量的分支。本文介紹相關(guān)工作流的概念和模式，通過對具體印刷訂單業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析，實現(xiàn)Petri網(wǎng)對工作流建模。

1 基于Petri網(wǎng)的工作流

1.1 工作流運行模式

路由活動主要針對業(yè)務(wù)活動之間的轉(zhuǎn)移路由方式，根據(jù)各任務(wù)單元之間的約束關(guān)系，工作流的運行模式主要有以下幾種：順序、與分叉、或分叉、與合并、或合并和循環(huán)等，如圖1所示。

圖1 工作流運行模式

1.2 Petri網(wǎng)的工作流描述

Petri網(wǎng)作為一種數(shù)學(xué)化和圖形化的建模工具，是對離散并行系統(tǒng)的一種數(shù)學(xué)表示。Petri網(wǎng)是20世紀(jì)60年代由德國Carl.Adam.Petri博士提出的一套形式化建模方式，Petri網(wǎng)是一個模型化的工具，為研究和描述具有異步、并行、隨機(jī)性和分布式等特點的系統(tǒng)提供研究手段。Petri網(wǎng)主要包括下列元素：（1）庫所（Plaee）：用圓形節(jié)點表示。（2）變遷（Transition）：用方形節(jié)點表示。（3）有向?。–onneetion）：用帶箭頭線表示連接庫所和變遷的有向弧。（4）托肯（Token）：是庫所中的相關(guān)動態(tài)對象，可從一個庫所移動至另一個庫所。

經(jīng)典Petri網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，P1，P2，P3和P4為庫所，并且P1擁有托肯，tl，t2和t3為變遷，這些元素以及它們之間的有向弧，構(gòu)成了一個Petri網(wǎng)模型。

圖2 經(jīng)典Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)相關(guān)定義，工作流主要有四種基本的路由結(jié)構(gòu)，分別為串行結(jié)構(gòu)、并行結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)這些常見的過程邏輯，如圖3所示。

圖3 Petri網(wǎng)描述的工作流路由結(jié)構(gòu)

由這四種基本路由結(jié)構(gòu)能夠組合構(gòu)造組合出更加復(fù)雜的流程，用戶在建模過程中，可以根據(jù)實際情況，選擇相應(yīng)的組件，提高建模的效率。

2 印刷管理工作流的Petri網(wǎng)建模

印刷企業(yè)需經(jīng)歷一系列的步驟才能把定制的印刷品交付給客戶，其業(yè)務(wù)流程根據(jù)實際運作過程按一定順序進(jìn)行。根據(jù)業(yè)務(wù)流程，下面描述印刷企業(yè)訂單處理的具體過程：業(yè)務(wù)員談成業(yè)務(wù)訂單，或客戶上門，客戶業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)錄入訂單，生成訂單；客戶部制定印制通知單，交給生產(chǎn)部；生產(chǎn)部根據(jù)印制通知單，制定相應(yīng)生產(chǎn)計劃；生產(chǎn)部從物料產(chǎn)品部領(lǐng)取源材料，進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)，形成生產(chǎn)記錄單；物品生產(chǎn)好后，產(chǎn)品入庫，形成產(chǎn)品入庫單；送貨人員根據(jù)客服部的送貨單，領(lǐng)取產(chǎn)品，送貨；完成送貨后，根據(jù)生成的結(jié)算單，進(jìn)行貨款的結(jié)算；根據(jù)結(jié)算單，計劃財務(wù)部審核后，入賬；計劃財務(wù)部根據(jù)業(yè)務(wù)量，對業(yè)務(wù)員進(jìn)行結(jié)算。這里是主要的業(yè)務(wù)流程，具體的流程中每一步還要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)。

依據(jù)Petri網(wǎng)的基礎(chǔ)理論，分析印刷企業(yè)對訂單處理的業(yè)務(wù)流程，使用Petri網(wǎng)建模，如圖4所示。

圖4 基于Petri網(wǎng)的訂單業(yè)務(wù)工作流模型

從以上的工作流模型可以得到訂單處理業(yè)務(wù)流程中，主要有以下庫所和變遷，見表1所示。

表1 訂單業(yè)務(wù)處理流程

庫所含義變遷含義

P1業(yè)務(wù)員接到訂單t1根據(jù)業(yè)務(wù)員接單錄入訂單信息

P2印刷通知單t2根據(jù)印刷通知單制定生產(chǎn)計劃

P3領(lǐng)取原料單t3根據(jù)訂單填寫送貨信息

P4生產(chǎn)記錄單t4按相關(guān)要求進(jìn)行生產(chǎn)

P5產(chǎn)品入庫單t5按生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行分類

P6送貨單t6按送貨單領(lǐng)取產(chǎn)品

P7客戶結(jié)算單t7按地址送貨或郵寄給客戶

3 結(jié)束語

工作流模型是工作流管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，本文研究了工作流運行模式，Petri網(wǎng)的工作流描述，以及通過訂單業(yè)務(wù)流程實例，將Petri網(wǎng)工作流建模應(yīng)用于印刷管理系統(tǒng)中。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：施?。?978-），男，江蘇揚州人，講師，碩士，研究方向：軟件工程、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；張光桃（1980-），男，安徽天長人，講師，碩士，研究方向：軟件開發(fā)、計算機(jī)應(yīng)用。

作者單位：揚州市職業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，江蘇揚州 225009

基金項目：江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（課題編號：D/2013/03/129）。