資料內(nèi)容成果petrinet

1、上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室1Lecture4 Lecture4 步豐林步豐林bu-上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室2 1. 基于基于Petri網(wǎng)的工作流建模網(wǎng)的工作流建模 2. 過程定義過程定義 3. 資源分類資源分類 4. 資源分配資源分配及管理規(guī)則及管理規(guī)則 5. 工作流的分析方法工作流的分析方法 6. 一個物流系統(tǒng)建模實例一個物流系統(tǒng)建模實例 7.小結(jié)小結(jié)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室3 基于基于Petri Net的工作流建模的工作流建模由以下三部分構(gòu)成由以下三部分構(gòu)成: : 過程定義過程定義: : 對過程自身的描述對過

2、程自身的描述 資源分類資源分類: :對所使用的資源進(jìn)行的分類對所使用的資源進(jìn)行的分類 資源分配及管理規(guī)則資源分配及管理規(guī)則: : 將工作映射到資源上將工作映射到資源上上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室4What?How?By whom?beginrealizationobjectivestasks andprocessesresources andschedulinganalyzeanalyzeanalyzetextresource classificationallocation rulesprocess definition上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實

3、驗室5 1. 基于基于Petri網(wǎng)的工作流建模網(wǎng)的工作流建模 2. 過程定義過程定義 3. 資源分類資源分類 4. 資源分配資源分配及管理規(guī)則及管理規(guī)則 5. 工作流的分析方法工作流的分析方法 6. 一個物流系統(tǒng)建模實例一個物流系統(tǒng)建模實例 7.小結(jié)小結(jié)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室6工作流基本概念主要有工作流基本概念主要有: : 案例案例(Case)(Case)工作流的處理單元；工作流的處理單元； 任務(wù)（任務(wù)（TaskTask）工作的邏輯單元工作的邏輯單元 過程（過程（ProcessProcess） 描述了案例的執(zhí)行方式描述了案例的執(zhí)行方式 路由（路由（RouterRo

4、uter）根據(jù)過程決定的任務(wù)執(zhí)行的分支及次序根據(jù)過程決定的任務(wù)執(zhí)行的分支及次序 啟動（啟動（Trigger Trigger ） 工作項執(zhí)行的觸發(fā)條件工作項執(zhí)行的觸發(fā)條件過程定義過程定義上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室7 有限的生命周期，對應(yīng)一個工作流的開始和結(jié)束；有限的生命周期，對應(yīng)一個工作流的開始和結(jié)束； 案例在某生命周期內(nèi)的某個狀態(tài)，有三個元素：案例在某生命周期內(nèi)的某個狀態(tài)，有三個元素： 相關(guān)屬性的值；相關(guān)屬性的值；可隨案例進(jìn)展而發(fā)生變化；可隨案例進(jìn)展而發(fā)生變化； 已經(jīng)滿足的條件；已經(jīng)滿足的條件；說明案例進(jìn)展；說明案例進(jìn)展； 案例的內(nèi)容；案例的內(nèi)容；工作流系統(tǒng)通常不保存

5、案例內(nèi)容和細(xì)節(jié)；工作流系統(tǒng)通常不保存案例內(nèi)容和細(xì)節(jié)；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室8 工作的邏輯單元，不可分割且必須完整執(zhí)行；工作的邏輯單元，不可分割且必須完整執(zhí)行； 我們區(qū)分任務(wù)：我們區(qū)分任務(wù)： 手動的任務(wù)（手動的任務(wù)（manualmanual）； 自動的任務(wù)自動的任務(wù)(automatic)(automatic)； 半自動的任務(wù)半自動的任務(wù)(semi-automatic)(semi-automatic)； 任務(wù)泛指一般的工作單元，并非某案例的一任務(wù)泛指一般的工作單元，并非某案例的一次具體執(zhí)行：次具體執(zhí)行： 工作項（工作項（Work Item）:案例和將要執(zhí)行任務(wù)的結(jié)案例

6、和將要執(zhí)行任務(wù)的結(jié)合體；合體； 活動（活動（Activity）：工作項的實際執(zhí)行；）：工作項的實際執(zhí)行；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室9 案例的執(zhí)行方式由相關(guān)過程來描述，可以把過程看案例的執(zhí)行方式由相關(guān)過程來描述，可以把過程看作是某種案例類型的程序；作是某種案例類型的程序； 過程可能由多個子過程構(gòu)成，每個子過程又由其他過程可能由多個子過程構(gòu)成，每個子過程又由其他的任務(wù)、條件以及可能更細(xì)致的子過程組成。的任務(wù)、條件以及可能更細(xì)致的子過程組成。 過程定義了案例的生命周期，因此每個過程都有開過程定義了案例的生命周期，因此每個過程都有開始和結(jié)束，用來標(biāo)識案例的出現(xiàn)和完成；始和結(jié)束

7、，用來標(biāo)識案例的出現(xiàn)和完成；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室10 路由決定了哪些任務(wù)需要被執(zhí)行或以何種次序執(zhí)路由決定了哪些任務(wù)需要被執(zhí)行或以何種次序執(zhí)行；行； 有四種路由的基本結(jié)構(gòu)：有四種路由的基本結(jié)構(gòu)： 順序執(zhí)行；順序執(zhí)行； 并行路由：兩個任務(wù)能同時或以次序持續(xù)執(zhí)行。并行路由：兩個任務(wù)能同時或以次序持續(xù)執(zhí)行。AND-split, AND-join 選擇路由選擇路由:OR-split, OR-join； 循環(huán)路由循環(huán)路由:上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室11 工作項執(zhí)行的觸發(fā)條件；工作項執(zhí)行的觸發(fā)條件； 有四種觸發(fā)方式：有四種觸發(fā)方式： 外部觸發(fā)：資源驅(qū)

8、動下的外部觸發(fā)；外部觸發(fā)：資源驅(qū)動下的外部觸發(fā)； 消息觸發(fā)：需要外部事件觸發(fā)；消息觸發(fā)：需要外部事件觸發(fā)； 時間觸發(fā)：時間信號觸發(fā)；時間觸發(fā)：時間信號觸發(fā)； 自動觸發(fā)：不需要外部激勵便可立即執(zhí)行；自動觸發(fā)：不需要外部激勵便可立即執(zhí)行；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室12 過程實例是依據(jù)過程實例是依據(jù)過程過程定義所需要完成的具體事情定義所需要完成的具體事情( (被稱為：過程實例，工作，項目被稱為：過程實例，工作，項目) )( (例如：例如：銷售訂單，報稅，保險賠償申報銷售訂單，報稅，保險賠償申報) ) 實例的狀態(tài)由下列方面決定實例的狀態(tài)由下列方面決定: : 實例變量實例變量

9、( (實例的參數(shù)實例的參數(shù)) )實例的邏輯參數(shù)，被用于實例過程的路由實例的邏輯參數(shù)，被用于實例過程的路由. . 條件條件 被滿足的需求被滿足的需求 內(nèi)容內(nèi)容( (應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)) )可能由其它系統(tǒng)管理可能由其它系統(tǒng)管理上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室13一般的邏輯工作單元，而不是過程實例的一次一般的邏輯工作單元，而不是過程實例的一次執(zhí)行；執(zhí)行； 注意下面的概念的區(qū)別注意下面的概念的區(qū)別: 任務(wù)任務(wù)A logical step which may be executed for many cases. 工作項工作項 = task + caseA logical step w

10、hich may be executed for a specific case. 活動活動 = task + case + (resource) + (trigger)The actual execution of a task for a specific case.工作項和活動是任務(wù)的實例工作項和活動是任務(wù)的實例2.2 任務(wù)任務(wù)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室14執(zhí)行中TaskWork ItemCaseactivity上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室15過程過程 過程定義描述了所需的步驟和它們執(zhí)行的順序過程定義描述了所需的步驟和它們執(zhí)行的順序. .

11、( (路由定義，步驟，工作流腳本路由定義，步驟，工作流腳本) )( (銷售訂單，報稅，保險賠償申報銷售訂單，報稅，保險賠償申報) ) 過程定義由以下組成過程定義由以下組成: : 任務(wù)任務(wù) ( (步驟，活動，過程元素步驟，活動，過程元素) )任務(wù)是原子的：提交或者回滾任務(wù)是原子的：提交或者回滾. . 條件條件 ( (狀態(tài)，階段，需求狀態(tài)，階段，需求) )條件被用于確定某一任務(wù)是否可以被激活條件被用于確定某一任務(wù)是否可以被激活. . 子過程子過程過程的分解過程的分解上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室16taskconditioncaseSub-processcase variab

12、les上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室17 順序順序first A then B 并行并行A and B at the same time or in any order AND-split AND-join 選擇選擇A or B OR-split OR-join 迭代迭代multiple As上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室18用來定義一系列按固定順序串行執(zhí)行的活動。用來定義一系列按固定順序串行執(zhí)行的活動。”先先 A， 接著接著B， 然后然后C”ABC上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室19定義沒有嚴(yán)格執(zhí)行順序的，可同時進(jìn)行的分支活動；

13、定義沒有嚴(yán)格執(zhí)行順序的，可同時進(jìn)行的分支活動；A and B at the same time or in any orderABAND-splitAND-join上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室20定義彼此之間具有相互制約與排斥關(guān)系的分支活動，往往根定義彼此之間具有相互制約與排斥關(guān)系的分支活動，往往根據(jù)具體執(zhí)行情況來從中進(jìn)行據(jù)具體執(zhí)行情況來從中進(jìn)行“多選一多選一”或或“多選多多選多”。 A or BABOR-splitOR-join上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室21Implicit choice: it depends on the eagernes

14、s of A and B!隱性或分支隱性或分支ABOR-splitOR-join上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室22選擇是顯式的，可以基于邏輯值選擇是顯式的，可以基于邏輯值explicit OR-split ABOR-splitOR-join顯示或分支顯示或分支X=0X0上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室23AND-splitAND-joinExplicit OR-splitOR-join上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室24ABCB may be executed several times.定義需要迭代或重復(fù)執(zhí)行多次的活動。定義需要迭

15、代或重復(fù)執(zhí)行多次的活動。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室25 在現(xiàn)實中，系統(tǒng)不能強(qiáng)迫事情發(fā)生在現(xiàn)實中，系統(tǒng)不能強(qiáng)迫事情發(fā)生: : 為了執(zhí)行任務(wù)，需要為了執(zhí)行任務(wù)，需要EDIEDI消息的到達(dá)消息的到達(dá). . 執(zhí)行某一實例的任務(wù)所需要的資源執(zhí)行某一實例的任務(wù)所需要的資源. . 紙面文件的到達(dá)紙面文件的到達(dá). . 確認(rèn)購買訂單的電話確認(rèn)購買訂單的電話 是一個響應(yīng)式系統(tǒng)，也就是說它被環(huán)境觸發(fā)是一個響應(yīng)式系統(tǒng)，也就是說它被環(huán)境觸發(fā) 某些任務(wù)需要觸發(fā)條件某些任務(wù)需要觸發(fā)條件上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室26 四種類型的任務(wù)及其表示四種類型的任務(wù)及其表示: : 自動

16、自動不需要任務(wù)觸發(fā)不需要任務(wù)觸發(fā) 人工：人工：用戶操作需要資源作為啟動需要資源作為啟動 消息：消息：外部觸發(fā)需要外部的事件（如消息，電話）需要外部的事件（如消息，電話） 時間時間任務(wù)需要時間觸發(fā)任務(wù)需要時間觸發(fā)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室27However, we will omit the extra place.AAtrigger token上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室28A (sub) process has one input and one output place.上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室29 1. 基于基

17、于Petri網(wǎng)的工作流建模網(wǎng)的工作流建模 2. 過程定義過程定義 3. 資源分類資源分類 4. 資源分配資源分配及管理規(guī)則及管理規(guī)則 5. 工作流的分析方法工作流的分析方法 6. 一個物流系統(tǒng)建模實例一個物流系統(tǒng)建模實例 7.小結(jié)小結(jié)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室30 資源資源(participant, actor, user, agent) 一個資源可以執(zhí)行某些實例的某些任務(wù)一個資源可以執(zhí)行某些實例的某些任務(wù)Human and/or non-human (printer, modem): limited capacity. 資源類別資源類別具有共同特征的資源集合具有共同

18、特征的資源集合資源類別的定義基于資源類別的定義基于: 角色角色(skill, competence, qualification)基于能夠做什么基于能夠做什么. 小組小組(department, team, office, organizational unit)基于組織信息基于組織信息.上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室31SjaakKeesKevinJanPimTruusAnitaIvoneKoosMiesSecretarySalesSales_clerkFrankAdOffice_workerManagerPurchaseEindhovenAmsterdam上海交通大學(xué)

19、信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室32SjaakKeesKevinJanPimTruusAnitaIvoneKoosMiesSecretarySales_clerkFrankAdOffice_workerManager上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室33SjaakKeesKevinJanPimTruusAnitaIvoneKoosMiesSalesFrankAdPurchaseEindhovenAmsterdam上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室34 資源定義一個資源可能屬于多個類別一個資源可能屬于多個類別resourcesrolesgroups上海

20、交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室35resources distributed over roles and groups上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室36 1. 基于基于Petri網(wǎng)的工作流建模網(wǎng)的工作流建模 2. 過程定義過程定義 3. 資源分類資源分類 4. 資源分配資源分配及管理規(guī)則及管理規(guī)則 5. 工作流的分析方法工作流的分析方法 6. 一個物流系統(tǒng)建模實例一個物流系統(tǒng)建模實例 7.小結(jié)小結(jié)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室37 將工作項將工作項 (task + case) 分配到資源。分配到資源。 工作流系統(tǒng)的目標(biāo)是為了盡可能

21、快捷地完成工作工作流系統(tǒng)的目標(biāo)是為了盡可能快捷地完成工作項，為了實現(xiàn)案例到活動的轉(zhuǎn)化；項，為了實現(xiàn)案例到活動的轉(zhuǎn)化； 工作流服務(wù)器必須決定工作流服務(wù)器必須決定: 由誰做什么，或者說活動的執(zhí)行采用哪個資源。由誰做什么，或者說活動的執(zhí)行采用哪個資源。Push and pull control, load balancing, specialization, flexibility. 以什么樣的順序以什么樣的順序?FIFO, LIFO, SPT, EDD, priority control.上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室38工作流中資源的選擇過程工作流中資源的選擇過程是一個是一

22、個資源與工作項的比對過程資源與工作項的比對過程； （1）遵循工作流中的約束）遵循工作流中的約束: 任務(wù)上一般標(biāo)記有對資源類別的要求任務(wù)上一般標(biāo)記有對資源類別的要求 資源被指定為若干類型資源被指定為若干類型 其它約束其它約束: separation issues, case management.上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室39（2）資源選擇策略）資源選擇策略 讓資源發(fā)揮專長，針對任務(wù)特性的劃分專長；讓資源發(fā)揮專長，針對任務(wù)特性的劃分專長； 讓一個資源連續(xù)做類似的任務(wù)，縮短預(yù)熱或準(zhǔn)備讓一個資源連續(xù)做類似的任務(wù)，縮短預(yù)熱或準(zhǔn)備時間；時間； 預(yù)留彈性資源，讓還有可選余地情況下

23、，盡量讓預(yù)留彈性資源，讓還有可選余地情況下，盡量讓通用性好的資源空閑；通用性好的資源空閑；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室40（3）工作項分配資源的模式：）工作項分配資源的模式： 推模式：引擎工作流將資源推模式：引擎工作流將資源“推推”到工作項。到工作項。 引擎把工作項和資源進(jìn)行匹配，資源自身不能選擇，一引擎把工作項和資源進(jìn)行匹配，資源自身不能選擇，一旦資源執(zhí)行完一個活動，他就被分給一個新的工作項。旦資源執(zhí)行完一個活動，他就被分給一個新的工作項。 拉模式：資源拉模式：資源“拉拉”動工作項。動工作項。 資源主動考察能夠執(zhí)行的工作項，并從中選擇一個。資源主動考察能夠執(zhí)行的工作項

24、，并從中選擇一個。 一般采取介于推動和拉動之間的方法，采用拉動原則，同一般采取介于推動和拉動之間的方法，采用拉動原則，同時用工作流引擎生成的工作項次序作為輔助手段。時用工作流引擎生成的工作項次序作為輔助手段。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室41資源排隊原則資源排隊原則 先進(jìn)先出（先進(jìn)先出（FIFO） 后進(jìn)先出（后進(jìn)先出（LIFO） 最短處理時間（最短處理時間（SPT） 最短剩余處理時間（最短剩余處理時間（SRPT） 最早截止期限（最早截止期限（EDD） 每一種排隊規(guī)則所需的信息量存在很大不同。還有一些更每一種排隊規(guī)則所需的信息量存在很大不同。還有一些更高級的排隊規(guī)則，甚至包

25、含對未來狀態(tài)的預(yù)測信息。高級的排隊規(guī)則，甚至包含對未來狀態(tài)的預(yù)測信息。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室42 work item activity groupresource class specificcase variable specific case task resource roleN10/1111NMNNNNNISAofofbelongs tobyforof assignment1NMMMtoofbased oncase variable case type11NNMNis_ahasof上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室43 1. 基于基于Pe

26、tri網(wǎng)的工作流建模網(wǎng)的工作流建模 2. 過程定義過程定義 3. 資源分類資源分類 4. 資源分配資源分配及管理規(guī)則及管理規(guī)則 5. 工作流的分析方法工作流的分析方法 6. 一個物流系統(tǒng)建模實例一個物流系統(tǒng)建模實例 7.小結(jié)小結(jié)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室44 可達(dá)性分析；可達(dá)性分析； 結(jié)構(gòu)分析；結(jié)構(gòu)分析； 性能分析性能分析 能力規(guī)劃能力規(guī)劃上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室455.1 過程的可達(dá)性分析過程的可達(dá)性分析 Petri網(wǎng)的初始狀態(tài)決定了哪些狀態(tài)可以達(dá)到，以網(wǎng)的初始狀態(tài)決定了哪些狀態(tài)可以達(dá)到，以及他們的次序；及他們的次序； 可達(dá)圖（可達(dá)圖（r

27、each ability graph）被用來描述工作）被用來描述工作流的行為；流的行為；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室46claimUnderConsiderationready記錄記錄賠償賠償發(fā)發(fā)信拒絕信拒絕（3，0，0）（2，1，0）（1，2，0）（0，3，0）（2，0，1）（1，1，1）（0，2，1）（1，0，2）（0，1，2）（0，0，3）上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室475.2 過程的結(jié)構(gòu)分析過程的結(jié)構(gòu)分析定義過程中常見的錯誤：定義過程中常見的錯誤：1. 任務(wù)任務(wù)沒有輸入或輸出沒有輸入或輸出條件；條件；2. 存在存在死任務(wù)死任務(wù)：任務(wù)永遠(yuǎn)不

28、能被執(zhí)行；：任務(wù)永遠(yuǎn)不能被執(zhí)行；3. 存在存在死鎖死鎖：任務(wù)在到達(dá)：任務(wù)在到達(dá)end前發(fā)生了阻塞；前發(fā)生了阻塞；4. 存在存在活鎖活鎖：把案例帶進(jìn)無休止的循環(huán)；：把案例帶進(jìn)無休止的循環(huán)；5. 在到達(dá)在到達(dá)end后，后，仍有活動執(zhí)行仍有活動執(zhí)行；6. 案例完成后，定義的過程中案例完成后，定義的過程中仍然存在標(biāo)記仍然存在標(biāo)記；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室48Situation A無輸入條件無輸入出條件上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室49Situation B死任務(wù)死鎖上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室50Situation C活鎖Tas

29、k2,Task3到達(dá)終點(diǎn)后還會被實施上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室51Situation D死任務(wù)Task1到達(dá)終點(diǎn)后，Task3前的庫所還有標(biāo)記存在。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室52合理性分析合理性分析每個合理（每個合理（Sound）過程都必須滿足以下要求：）過程都必須滿足以下要求： 過程不包含不必要的任務(wù)；過程不包含不必要的任務(wù)； 每個提交的案例必須能夠完全完成；每個提交的案例必須能夠完全完成； 完成后再沒有對案例的引用；完成后再沒有對案例的引用；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室535.3 性能分析性能分析工作流的性能反映了

30、工作流定量方面的特性：工作流的性能反映了工作流定量方面的特性： 案例完成時間，案例完成時間， 單位時間處理案例數(shù)量，單位時間處理案例數(shù)量， 資源利用率，資源利用率， 預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時間完成案例的百分比等。預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時間完成案例的百分比等。工作流性能分析主要有以下方法：工作流性能分析主要有以下方法： 馬爾科夫鏈：馬爾科夫鏈：實際上就是增加了轉(zhuǎn)移概率的可達(dá)圖；實際上就是增加了轉(zhuǎn)移概率的可達(dá)圖； 排隊論：排隊論：難適應(yīng)有并發(fā)路由的情況；難適應(yīng)有并發(fā)路由的情況； 仿真仿真：圖示仿真工具應(yīng)用較為普遍；：圖示仿真工具應(yīng)用較為普遍；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室54工作流過程設(shè)計要遵循的三個方

31、針：工作流過程設(shè)計要遵循的三個方針： 盡可能并行執(zhí)行任務(wù)；并行處理能縮短處理時間；盡可能并行執(zhí)行任務(wù)；并行處理能縮短處理時間； 爭取提高資源彈性。確保資源能勝任盡可能多的任爭取提高資源彈性。確保資源能勝任盡可能多的任務(wù)，彈性資源地使用能帶來高水平的資源利用率和務(wù)，彈性資源地使用能帶來高水平的資源利用率和較短的完成時間；較短的完成時間； 盡可能按照處理時間為序來處理案例，通常，最好盡可能按照處理時間為序來處理案例，通常，最好給處理時間短的案例比處理時間長的案例更高優(yōu)先給處理時間短的案例比處理時間長的案例更高優(yōu)先級。級。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室555.4 能力規(guī)劃能力規(guī)

32、劃 能力規(guī)劃說明每個時期都需要什么類型資源以及能力規(guī)劃說明每個時期都需要什么類型資源以及資源的數(shù)量；資源的數(shù)量； 能力規(guī)劃可分為短期規(guī)劃和長期規(guī)劃。能力規(guī)劃可分為短期規(guī)劃和長期規(guī)劃。 在短期規(guī)劃中，主要考慮的因素有工作量波動、在短期規(guī)劃中，主要考慮的因素有工作量波動、病假、放假、加班、臨時工的聘用等；病假、放假、加班、臨時工的聘用等； 長期規(guī)劃中，主要考慮的因素有：需求預(yù)測、季長期規(guī)劃中，主要考慮的因素有：需求預(yù)測、季節(jié)性影響、機(jī)器采購、招新策略等；節(jié)性影響、機(jī)器采購、招新策略等；上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室56 1. 基于基于Petri網(wǎng)的工作流建模網(wǎng)的工作流建模 2

33、. 過程定義過程定義 3. 資源分類資源分類 4. 資源分配資源分配及管理規(guī)則及管理規(guī)則 5. 工作流的分析方法工作流的分析方法 6. 一個物流系統(tǒng)建模實例一個物流系統(tǒng)建模實例 7.小結(jié)小結(jié)上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室57基于基于Petri網(wǎng)的倉儲物流系統(tǒng)建模與仿真網(wǎng)的倉儲物流系統(tǒng)建模與仿真 一個典型的現(xiàn)代倉儲物流系統(tǒng)包含入庫臺、輸一個典型的現(xiàn)代倉儲物流系統(tǒng)包含入庫臺、輸送帶、送帶、AGV 自動導(dǎo)引小車、堆垛機(jī)、托盤、自動導(dǎo)引小車、堆垛機(jī)、托盤、貨架、空托盤堆放區(qū)、分揀區(qū)、出庫臺等。貨架、空托盤堆放區(qū)、分揀區(qū)、出庫臺等。 這個物流系統(tǒng)的運(yùn)作流程主要有出庫及入庫流這個物流

34、系統(tǒng)的運(yùn)作流程主要有出庫及入庫流程：程： 上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室58 入庫流程入庫流程: 倉庫收到入庫消息倉庫收到入庫消息貨物進(jìn)入庫臺貨物進(jìn)入庫臺到達(dá)輸送帶到達(dá)輸送帶在輸送的過程中向等待的在輸送的過程中向等待的AGV 發(fā)出發(fā)出請求請求AGV 取貨取貨取貨的過程中向堆垛機(jī)發(fā)出請取貨的過程中向堆垛機(jī)發(fā)出請求求堆垛機(jī)送貨到各個貨位堆垛機(jī)送貨到各個貨位. 出庫流程出庫流程: 按照出庫單查詢出庫貨物的具體庫位按照出庫單查詢出庫貨物的具體庫位堆垛機(jī)取貨堆垛機(jī)取貨貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)輸送帶貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)輸送帶分揀分揀系統(tǒng)揀貨系統(tǒng)揀貨出庫出庫 (空托盤清理空托盤清理).上海交通大學(xué)

35、信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室59P1 :空閑空閑AGV，待命出發(fā)，待命出發(fā)P2: 緩沖站緩沖站上貨物等待運(yùn)送上貨物等待運(yùn)送P3:AGV取貨送往倉庫取貨送往倉庫P4 :貨物一卸載在入庫臺貨物一卸載在入庫臺t1 :AGV取緩沖站上貨物事件取緩沖站上貨物事件t2 :AGV上貨物卸載在入庫臺事件上貨物卸載在入庫臺事件上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室60 2輛輛AGV,4箱成品貨物箱成品貨物,t1觸發(fā)，觸發(fā)，1箱貨物轉(zhuǎn)移。箱貨物轉(zhuǎn)移。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室61上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室62參數(shù)參數(shù) 其中入庫臺的容量設(shè)

36、為其中入庫臺的容量設(shè)為200,AGV 的容量設(shè)為的容量設(shè)為2, 銜接區(qū)的容量為銜接區(qū)的容量為3, 貨架的容量為貨架的容量為60, 貨架上每個貨架上每個貨位的容量為貨位的容量為2, 分揀區(qū)和出庫臺的容量均為分揀區(qū)和出庫臺的容量均為1000, 輸送帶為可積放式輸送帶為可積放式, 其容量為其容量為20。 位置的容量可以代表標(biāo)識數(shù)位置的容量可以代表標(biāo)識數(shù)(或或token 數(shù)數(shù))。每條。每條邊上的數(shù)據(jù)均為權(quán)數(shù)邊上的數(shù)據(jù)均為權(quán)數(shù), 未加權(quán)數(shù)的邊其權(quán)數(shù)都默未加權(quán)數(shù)的邊其權(quán)數(shù)都默認(rèn)為認(rèn)為1, 權(quán)數(shù)為權(quán)數(shù)為- 1 的邊的權(quán)數(shù)為任意。的邊的權(quán)數(shù)為任意。 當(dāng)每個位置的標(biāo)識數(shù)達(dá)到了其輸出邊的權(quán)數(shù)當(dāng)每個位置的標(biāo)識數(shù)達(dá)到

37、了其輸出邊的權(quán)數(shù), 則則T 即事件發(fā)生。即事件發(fā)生。 設(shè)貨物進(jìn)入庫臺的延遲時間為設(shè)貨物進(jìn)入庫臺的延遲時間為30 s。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室63 仿真開始后仿真開始后, 當(dāng)位置當(dāng)位置“入庫消息入庫消息”收到了收到了10 個個token 量的貨物時量的貨物時, 事件事件“進(jìn)入庫臺進(jìn)入庫臺”便啟動發(fā)生便啟動發(fā)生,后續(xù)位置后續(xù)位置“入庫臺入庫臺”接收到了接收到了10 個個token 量的貨量的貨物。物。 接著后續(xù)事件啟動接著后續(xù)事件啟動, 貨物到達(dá)貨物到達(dá)“輸送帶輸送帶”, token不斷傳遞不斷傳遞, 各個后續(xù)事件逐一被啟動。各個后續(xù)事件逐一被啟動。 上海交通大學(xué)信息系

38、統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室64 其中其中AGV 小車在收到輸送請求及空閑小車在收到輸送請求及空閑AGV 的的token 為為1 時才觸發(fā)時才觸發(fā), 并在銜接區(qū)取貨并在銜接區(qū)取貨,且同時向空閑堆垛機(jī)且同時向空閑堆垛機(jī)輸出一個輸出一個token, 在堆垛機(jī)取貨后在堆垛機(jī)取貨后,AGV 空車返回空空車返回空閑處等待。閑處等待。 同樣同樣, 堆垛機(jī)在載貨行走至貨位、堆垛后返回原處。堆垛機(jī)在載貨行走至貨位、堆垛后返回原處。 在分揀區(qū)在分揀區(qū),可依所需的包裝數(shù)量進(jìn)行設(shè)置其可依所需的包裝數(shù)量進(jìn)行設(shè)置其token、變遷的容量。此時設(shè)置的變遷的容量均為變遷的容量。此時設(shè)置的變遷的容量均為50。 空托盤的

39、清理按定量方式進(jìn)行空托盤的清理按定量方式進(jìn)行, 例中例中, 其容量定為其容量定為50 個個token, 即即50 個托盤作一次處理個托盤作一次處理, 處理后在托盤堆處理后在托盤堆放區(qū)增加一個放區(qū)增加一個token。上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室65 在仿真運(yùn)行到在仿真運(yùn)行到20 m in 左右時左右時, 入庫臺的容量達(dá)到入庫臺的容量達(dá)到飽和。入庫臺不再按設(shè)置的延遲時間每隔飽和。入庫臺不再按設(shè)置的延遲時間每隔30s 收收10 個個token 的貨物的貨物, 而是在相差大約而是在相差大約15 個個token的貨物時的貨物時, 自動傳遞自動傳遞10 個個token。 當(dāng)仿真運(yùn)行

40、到當(dāng)仿真運(yùn)行到25 m in 12 s 時時, 入庫臺的入庫臺的token數(shù)數(shù)為為192 個個, 散放空托盤積累了散放空托盤積累了30 個個, 空托盤堆放區(qū)空托盤堆放區(qū)已有已有9 堆堆(每堆是每堆是50 個個) , 出庫貨物為出庫貨物為450 個個token的量的量; 當(dāng)仿真運(yùn)行到當(dāng)仿真運(yùn)行到50 m in36 s 的時候的時候, 入庫臺的入庫臺的token 數(shù)為數(shù)為187 個個, 沒有散放的空托盤沒有散放的空托盤, 空托盤堆放區(qū)已空托盤堆放區(qū)已有有20 堆堆, 出庫貨物為出庫貨物為950 個托肯的量。個托肯的量。 上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室上海交通大學(xué)信息系統(tǒng)實驗室66 基于基于Petri 網(wǎng)的物流系統(tǒng)仿真能夠清楚地展現(xiàn)在邏網(wǎng)的物流系統(tǒng)仿真能夠清楚地展現(xiàn)在邏輯時序下整個倉儲系統(tǒng)的工作流程及系統(tǒng)特性輯時序下整個倉儲系統(tǒng)的工作流程及系統(tǒng)特性. 從仿真結(jié)果數(shù)據(jù)來看從仿真結(jié)果數(shù)據(jù)來看, 入庫量與出庫量持平入庫量與出庫量持平, 系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行良好。運(yùn)行良好。 然而然而, 用用Petri 網(wǎng)仿真網(wǎng)仿真, 只能模擬得出流程關(guān)系只能模擬得出流程關(guān)系,