（系统工程专业论文）基于Petri网的第三方物流企业业务流程优化方法研究.pdf

i e 塞交道塞堂亟堂焦j 盆室虫塞撞墨 中文摘要 摘要：现代物流作为一种先进的组织方式和管理技术，被广泛认为是继降低 物资消耗、提高劳动生产率之后的第三利润源泉。为了更好地分析和设计物流系 统，选择适当数学模型研究物流系统建模技术，建立恰当的物流系统模型，对优 化物流系统的运行是非常重要的。 目前对物流系统的流程建模有多种方法，p e t r i 网方法是其中非常有效的一种。 p e t r i 网是异步并发系统建模与分析的一种重要工具，可直观、系统地表达各种关 系和行为，如资源共享、冲突关系等，用p e t r i 网模型描述一个过程较为直观。 本文首先介绍了p e t r i 网的基本知识和理论，在对现代第三方物流的经营模式和 主要业务流程进行了分析的基础上，着重对以铁路运输业务为主的第三方物流企 业的业务流程进行了设计和p e t r i 网建模、分析和优化，并利用y e x s p e c t 软件对 p e t f i 网模型进行了仿真分析。同时论文分析了电子商务条件下的第三方物流的特点 和模式，在此基础上设计了电子商务条件下的第三方物流采购业务流程，并进行 了p e t d 网建模和分柝。 最后，在总结全文的基础上，指出了有待进一步讨论的问题 关键词：p e t r i 网，第三方物流，业务流程重组，仿真与优化 j b 塞交道太堂亟堂焦论塞 垦s ! 坠丛翌 a b s t r a c t a b s t r a c t ：a sa l la d v a n c e do r g a n i z a t i o nm o d ea n dam a n a g e m e n tt e c h n i q u e ， m o d e r nm a t e r i a lf l o wi st r e a t e da st h et h i r ds o u r c eo fp r o f i t ，w h i l er e d u c i n gm a t e r i a l c o n s u m i n ga n di n c r e a s i n gp r o d u c t i v i t ya r et h eo t h e rt w o ，a n di sp a r a l l e l e dw i t he n e r g y f l o wa n di n f o r m a t i o nf l o w i no r d e rt oa n a l y z ea n dd e s i g nam a t e r i a lf l o ws y s t e ma n dt o o p t i m i z et h eo p e r a t i o no f i t ，i ti sv e r yn e c e s s a r y t oc h o o s ea l la p p r o p r i a t em a t h e m a t i c a l m o d e lf o ram a t e r i a lf l o ws y s t e m a tp r e s e n t ，t h e r ea r em a n ym o d e l i n gm e t h o da p p l i e dt om o d e lam a t e r i a lf l o w s y s t e ma n da m o n gt h e m ，p e t r in e ti sv e r ye f f e c t i v e p e t r in e ti sa l li m p o r t a n tt o o lo f m o d e l i n ga n da n a l y s i sf o ras y n c h r o n o u sc o n c u r r e n ts y s t e m ，a n di tc a ne x p r e s sm a n y r e l a t i o n sa n da c t i o n s i n t u i t i v e l y , f o re x a m p l e ，r e s o u r c es h a r i n ga n dc o n f l i c t i o n r e l a t i o n s h i p t h e ni ti se a s i l yu n d e r s t o o dt h ep r o c e s so f m o d e l i n gb yp e t r in e t i nt h i sp a p e r ，t h eb a s i ct h e o r ya n db a c k g r o u n do fp e t r in e t sw a sd i s c u s s e df i m t l y t h e n ，b a s eo nt h ea n a l y s i so f t h em a n a g e m e n tm o d ea n dm a i nb u s i n e s sp r o c e d u r eo f t h e m o d e m3 p l ，t h eb u s i n e s sp r o c e d u r eo ft h e3 p le n t e r p r i s e sr e l y i n gm a i n l yo nf a i l w a y t r a n s p o r t a t i o nb u s i n e s sw a sd e s i g n e d a n dt h e n ，i tw a sa n a l y z e da n do p t i m i z e dt h r o u g h m o d e l i n gu s i n gp e t r in e t s e x s p e c ts o f t w a r ew a su s e dt os i m u l a t et h ep e t r in e tm o d e li n t h i sc h a p t e r a n dt h e n ，c h a r a c t e r i s t i ca n dm o d eo f3 p lu n d e re - c o n n l l e r c ew a sa n a l y z e d b a s eo ni t ，t h ep u r c h a s e sb u s i n e s sp r o c e d u r eo f3 p lu n d e re - c o m m e r c ew a sd e s i g n e d ， a n di tw a sm o d e l e da n da n a l y z e du s i n gp e t r in e t f i n a l l y , s o m ep r o b l e m st ob ed i s c u s s e di nf u t u r ea l ep o i n t e do u ta r e rs u m m a r i z i n g t h ew o r k sd o n ei nt h i sp a p e r k e y w o r d s ：p e t r in e t s , t h i r d - p a r t yl o g i s t i c s ，b u s i n e s sp r o c e s sr e - e n g i n e e r i n g ， s i m u l a t i o na n do p t i m _ i z a t i o n 致谢 论文几经修改完善，终于就要付梓，而我的研究生学习生活也将就此划上句 号。论文的撰写和学业的完成凝聚着很多师长同学的鼓励和帮助，我要在此一一 表示感谢。 首先感谢我的导师关伟教授这些年来对我的引导和帮助。导师在我学习期间 不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则，这些都将侵我终生受益。不论 是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个 环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。导师广博的学识、严谨的治学态度，高 尚的品德给我留下了深刻的印象，值得我永远学习，并激励着我不断进取。在此 衷心感谢三年来关老师对我的关心和指导。 马继辉老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向马老师表示衷心的谢意。 申金升教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 班主任纪寿文老师在生活和学习上给予我很多宝贵意见和帮助，在此向纪老 师表示衷心的感谢。 在论文的写作过程中，我还得到了系统所许多同学，师弟，师妹以及家人的 无私帮助和坚定支持，在此，谨向他们表示我最衷心的感谢和最诚挚的敬意! 最后，感谢阅览此论文的专家和评委，谢谢你们。 程杰 2 0 0 6 年1 2 月 j e 廛銮适盘堂亟堂僮j 盆塞绪i 金 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 2 1 世纪，国际市场的竞争将不断加剧，企业面临的生存和发展问题更为复杂。 为了获取更多的市场份额，在市场上获取一定的竞争优势，许多国家的政府、研 究机构、企业纷纷将其注意力转向“物流管理”，认为只生产出高质量的产品并 不能完全满足客户的需求，只有通过有效的物流管理，使客户在他们所需要的时 间、地点，以他们所希望的方式和数量获得产品，才能更为合理地配置社会资源， 生产商和经营者才能更加集中时间和精力在其核心业务上，进一步降低生产成本， 提高生产能力和增加效益，并最终使整个经营过程的效益达到消费者满意的水平。 建立社会化、专业化和网络化的物流体系已经成为各国企业所追寻的目标。 1 1 1 现代物流管理发展的主要趋势 现代物流管理历经了从二十世纪八十年代开始的高速发展，在当前新经济条 件下，又呈现出一些新的发展趋势。 1 、在经济发展中的地位越来越重要 随着世界经济的全球化、一体化、信息化发展，发展物流业的经济意义越来 越明显，其主要表现是： 有利于资源合理配置、促进和改善国家的基础设施建设 有利于加速物资在时空上的有效流动、节约社会成本 有利于提高制成品在国际上的综合竞争能力 有利于提高国民的综合生活水平 随着我国加入w t o ，物流的经济意义也正在被各级政府主管部门所认识，物 流业正在成为中国经济发展的重要产业和新的经济增长点。吴邦国副总理还专门 就推动中国现代物流业的发展提出了四点建议：1 、国家经贸委要会同有关部门抓 紧研究相关政策措施，大力推动此项工作；2 、有关部门要积极参与，形成合力； 3 、各级政府要从政策、规划、法规、资金等方面给予支持，为发展我国物流业创 造良好的外部环境；4 、企业要加强对现代物流业的认识和实践探索。 2 “第三方物流”( t h i r d - p a r t yl o g i s t i c s ，简称3 p l ) 在物流行业中逐渐占居 主导地位 伴随着企业界对物流需求的增加，为生产者提供相关服务的专门物流服务提 供者一“3 p l j 艮务供应商”产生了。对一家厂商来说，将物流服务交付给一家第三 j t 墓銮遵塞堂亟堂僮论塞 绪j 金 方物流提供方从理论上讲确实是一种控制运作成本的好办法，而且对生产商和第 三方物流服务提供方建立彼此的相互信赖，维护较好的商务伙伴关系有利。在欧 洲，普遍认为3 p l 市场已经具有了一定的成熟度。欧洲目前使用第三方物流服务的 比例约为7 6 ，美国约为5 8 ，同时欧洲约有2 4 、美国约有3 3 的非第三方物流服 务用户正在积极考虑使用第三方物流服务。目前，美国物流业的市场规模约为4 6 0 0 亿美元，其中3 p l 的市场规模约为2 0 0 亿美元。 3 物流业务地理范围不断扩大，物流企业国际化特征日益明显 世界经济的全球化、一体化发展趋势是物流跨越国界的经济、贸易基础，而 现代信息技术的发展、贸易管理政策的标准化等又为物流业的延伸和跨国发展扫 除了障碍。 4 物流服务呈现项目多样化、方式信息化、系统化的趋势 一般地，物流企业进入时提供五项基本服务项目：( 1 ) 联合运输、( 2 ) 仓储管 理运作、( 3 ) 承运人的挑选，( 4 ) 运费磋商、( 5 ) 运输管理运作。当企业经过一定 时期经营发展后，提供的最主要的五项服务内容为：( 1 ) 联合运输、( 2 ) 仓储管理 运作、( 3 ) 物流信息服务、( 4 ) 产品回流、( 5 ) 存货补充等。除了上述服务项目以外， 一些物流企业还为客户提供诸如订单处理、重贴标签再包装、产品测试等增值性 的服务。 未来物流经营模式在物流的整个价值链中将更加依赖电子技术、网络技术， 以形成低物流成本向客户提供优质物流服务的机制，实现以速度( s p e e d ) 、安全 ( s a f e t y ) 、可靠( s u r e l y ) 和低费用( l o w ) 的3 s 1 l 原则。因此在现代物流发展过程中， 物流标识技术和电子数据交换技术是其中的关键技术。 5 物流企业的最新运作方式一战略结盟 目前最流行的物流运作方式是企业与物流企业，以及仓储、运输、货代、报 关代理、空运快递公司、国际分销公司结盟。其他还有与信息系统公司、制造商、 设备租赁商、海运公司等的结盟。通过结盟，使企业得以在未进行大规模的资本 投资的情况下，扩大业务范围，为客户提供“一站式服务”，提升市场份额和竞 争能力。 6 物流业界对中高级物流人才的争夺加剧 经济的全球化，要求物流企业能够提供全球化的服务，即由少数物流公司承 担更为复杂的物流服务，物流人才必须树立全局观念，具有从采购、仓储管理、 运输知识、客户服务意识和信息技术等的全方位知识，敏锐的分能力，能够对需 求进行专业的预测。由于物流教育和培训的缺乏，能够切实为企业提供有效方案 的中高级物流人才较少，使得物流业界对物流人才的争夺加剧。 j 塞窑道太堂亟堂僮i 金塞绻 熊 1 1 2 物流流程管理的必要性 l 、有效的物流流程管理有利于提高企业物流运作水平，增强物流业对国民经 济的支持。 尽管物流对国民经济发展的影响重大，但是目前中国的物流市场规模有限， 物流业对国民经济的支持作用并不明显。 在美国有高达5 7 的物流量是通过第三方业者完成的。另外，第三方物流在欧 洲、日本也十分发达。有资料显示，德国的物流市场总额为3 4 6 亿美元，其中第三 方物流企业的营业额为8 0 多亿美元，占2 3 3 3 。在物流配送社会化程度最高的日 本，第三方物流在整个物流市场的份额高达8 0 0 1 。 相比之下，我国的第三方物流表现出的是需求严重不足。2 0 0 5 年第三方物流 的市场规模在1 0 0 0 亿人民币左右，大约只占全国年物流总支出的4 。目前在国内 寻求第三方物流服务的企业主要是跨国公司或合资企业，国有企业大多自建物流 体系来承担商品流通，很少向外寻求物流服务。国务院发展研究中心发表的一份 调查报告显示，目前相当多的企业，特别是国有制造业和商业企业“大而全”和 “小而全”的管理体制尚未彻底转变。绝大多数制造商和销售商都是自给自足， 不愿将物流这一“肥肉”转让给第三方，因而大大限制了物流市场的社会需求。 有效的物流流程管理完全可以让企业信任物流企业，资源将物流业务外包。 这样做一方面可以为企业简化管理，降低物流成本率，带来效益，另一方面大量 企业实施物流业务外包将显著提高物流运作的社会化水平，降低社会总物流成本 率，提升国民经济的运行效率。 2 、有效的物流管理有利于体现第三方物流企业的专业化优势 尽管随着物流热的兴起，我国也随着世界潮流出现了一批第三方物流企业， 但是这些物流企业有着众多不能尽如人意的地方，并没有显示出其物流领域专业 化的色彩。这主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 运作流程不合理。很多第三方物流企业为了追求信息化建设以迎合客户 的需求，纷纷投资与物流信息系统，却忽视了流程本身的合理性。一些有一定规 模的第三方物流企业都已经建立了包括仓储、运输、配送等模块的信息系统，但 是由于这些信息系统是从无到有一步步发展起来的，很多企业都是从一个模块开 始，根据客户的需要陆续引进了其他的模块，因此各个模块之间经常是割裂的。 客户与第三方物流企业之间以及第三方物流企业之间信息传递的割裂，都导致了 物流运作效率的低下和成本的偏高。 ( 2 ) 物流企业的管理规范化程度不够。在物流公司以及制造性和商业性企业 的物流运作管理中占有相当重要地位的“标准操作流程”( s t a n d a r do p e r a t i n g j e 瘟銮适太堂亟堂焦i 盒塞缝监 p r o c e d u r e s 。s o p ) 在很多企业中成为了摆设。一些物流企业同时为多个客户提供个 性化的物流服务，而其标准操作流程只有区区几页，流程的描述和操作指导非常 笼统。有一些公司，制定了非常详细的标准操作流程，但是制作完后就束之高阁， 仅仅是作为应付诸如i s 0 9 0 0 0 评审之类的摆设，完全没有起到规范和指导工作的目 的。一般来说，随着时间的推移，物流操作会不断得到改进，与之相匹配的标准 操作流程也要进行相应的修订。一些公司，特别是民营的物流企业，标准操作流 程三五年一成不变。这是很不正常的。 ( 3 ) 物流企业大多没有有效的运作绩效评价体系。有些企业虽然建立了一套 指标评价体系，但是其主要的作用是为了应付评审和提升企业形象。这样的指标 评价体系很难应用于实践中，因为它根本不是为了实际应用而建立的，与企业运 作流程严重脱离。应用物流流程管理将有效地解决以上的问题，提升物流企业专 业化的水平。物流流程管理是以客户为导向的，应用物流流程管理的企业根据自 身物流流程的特点，建立流程绩效评价指标，考察流程中的各种活动对流程指标 的贡献或者损害，从而发现流程改进和优化的机会。完成流程改进和优化后对流 程进行规范，使其成为标准操作流程。在这个过程中通过物流流程的改进、物流 运作绩效评价体系的使用和流程规范保证了物流企业在物流管理中的专业地位。 3 、有效的物流流程管理有利于整合不同地域的物流运作和资源，为企业跨国 扩张和世界经济一体化提供支持 随着全球经济一体化的发展，国外企业走进国门，而大量的国内企业也纷纷 寻求海外发展空间，在这种情况下全球物流将变得更加重要。然而不同地域经济 发展水平、文化、知识和风俗习惯等特殊的差异对物流系统的运作有着重大的影 响。在这样一个纷繁复杂的市场环境中，实现高效的物流运作更需要良好的物流 流程管理。在全球物流跨国物流管理中以下几个问题非常重要： 国际物流和区域物流的衔接 区域物流运作方式的引进和本土化权衡 货物在途跟踪 物流运作资源的整合 这些问题能够很好地解决，直接影响的全球物流跨国物流能否正常开展，而 这些正是物流流程管理所要解决的问题。 4 、物流服务的多样化、方式信息化、系统化的趋势要求企业管理好物流流程， 以实现3 s i l ( 1 ) 从物流服务多样化的角度看，我国目前第三方物流供应商功能单一，增 值服务薄弱，与物流服务多样化的趋势不相符。物流服务商的收益8 5 以上来自基 础性服务，如运输管理( 占5 3 ) 和仓储管理( 占3 2 ) ，增值服务及物流信息服务与 4 i e 哀銮适太堂亟堂僮i 金塞绪 论 支持物流的财务的收益只占1 5 。目前，第三方物流企业能够为客户提供的增值服 务主要是货物拆拼箱、重新贴签重新包装、包装分类并货零部件配套、产品 退货管理、组装配件组装、测试和修理等操作层面的般性的服务。这些服务在 今后物流市场的发展中将会有很大的空间。如何整合这些服务，使其之问以及与 其他物流服务之间能够很好地衔接配合，实现资源的优化配置，将成为物流企业 需要解决的难题。同时，目前只有很少的物流企业有能力提供咨询培训、方案制 作等比较高级的服务。这些服务需要大量的物流数据积累为基础。然而我国大部 分的企业，无论是物流企业还是制造商业性企业，系统的数据积累工作都还处于 起步阶段。 ( 2 ) 从物流运作方式信息化、系统化的角度看，一些物流领域的专业技术还 没有得到广泛应用。如库位智能指定、运输路线智能优化、仓库日常管理工作计 划编排、运输调度技术、在途货物自动跟踪、现场作业自动化技术( 如条码识别、 自动仓库等) 、现场作业质量控制和分析技术、物流数据挖掘( 如对进出货种类、 数量的分析，客户需求的分析等) 等专业的物流技术在大量物流企业中都还没有得 到应用，更多的是出现在教科书上和国外的案例中。即使有些企业采用了某些技 术，其应用范围也比较有限。例如库位智能指定技术在一些得到应用的企业里充 当的只是人工指定的辅助角色。而且如在途货物自动跟踪等技术更多的是出现在 物流企业的宣传材料中，真正实际应用的比较少。 物流流程管理能够很好地从以上两个角度提升物流运作的水平。通过对不同 流程的分析进行流程整合和优化，实现不同服务占用资源的优化配置，使得企业 在开展多项服务是游刃有余。通过系统有效地对流程运作数据积累。并结合数据 分析方法，帮助企业开展更高层次的增值服务。在数据积累和使用物流运作绩效 评价体系的基础上，结合客户和市场的需求，进行有效的流程分析，发现对专业 物流技术应用的需求。 5 、加强流程管理有利于提升物流联盟的运作绩效，进而保证物流联盟的稳定。 物流联盟的出现使得企业在未进行大规模资本投资的情况下，提供跨地域、 多方位物流服务成为可能。但是一个流程经过不同的企业，其管理也存在相当的 复杂性。中国的物流企业由于规模比较小，实力弱，技术落后，很难独自承担全 国性的物流运作，因此一些物流界的有识之士希望通过物流联盟的方式提升整个 物流行业的运作能力，但是众多的困难使得物流联盟一直都没有建立起来。其中 流程管理方面的困难包括： 不同企业间流程的衔接不顺畅 无法实现跨企业、跨地域的流程监控 流程刚性大，难以改进和优化 韭塞銮适盍堂亟堂僮论室绪逾 流程成本难以统计 虽然这些问题的存在都有企业之间不能相互信任，缺乏合作的因素，但更重 要的是这些问题不能解决将严重影响整个物流联盟的运作实现。而通过对流程的 分析，这些问题都可以找到解决方案，依靠稳定的运作保证物流联盟的稳定。 我国物流管理水平落后，而物流流程管理可以帮助物流企业在以上几个方面 提升竞争力，适应世界物流发展的趋势，使中国的物流业早日与世界物流接轨。 本文在以上背景下，在对第三方物流企业现有流程研究的基础上，探索p e t r i 网的3 p l 企业业务流程优化方法。其研究成果对于第三方物流企业更好地分析和设 计物流系统具有较高的参考价值。 1 2 论文主要研究内容 本论文共分为七六章，各章具体内容安排如下： 第一章绪论部分 简要介绍论文的研究背景和意义、分析现代物流管理的主要趋势和必要性。 介绍论文的研究内容。 第二章相关技术国内外研究现专 简要介绍一下p e l r i 网的应用现状和业务流程重组( b r p ) 的国内外研究现状。 第三章p e t r i 网相关理论 简要介绍p e t r i 网的基本理论，p e t r i 网建模的特点以及p e t r i 网的分析方法。 第四章第三方物流企业业务流程分析 介绍第三方物流概念和服务内容，分析现有第三方物流企业的主要业务流程。 第五章基于p e t r i 网的第三方物流企业业务流程模型与优化分析 设计以铁路货运业务为主的第三方物流企业业务流程，并利用p e t r i 网进行业 务流程建模和优化，利用仿真软件对模型进行仿真，检验优化的效果。 第六章电子商务条件下的3 p l 企业业务流程分析 分析了电子商务与第三方物流的关系和电子商务条件下，第三方物流的特点 和模式。设计电子商务条件下第三方物流采购流程，并进行p e t r i 网建模和分析。 第七章结论和展望对本论进行总结，指出有待进一步改进的问题。 6 j b 夏銮遵太堂亟堂僮途童担羞拉苤国凼2 e 班窟理丛 第二章相关技术国内外研究现状 2 1p e t r i 网应用现状 p e t r i 网的概念源于1 9 6 2 年c a p e t r i 的博士论文。经过三十多年的发展，p e t r i 网理论已经成为具有严密数学模型，多抽象层次、多用途的通用网论，并逐渐成 为各相关学科的“通用语言”。 p e t r i 网是从过程角度出发为复杂系统的描述与分析而设计的一种图形化建模 工具，具有严谨的数学基础。它对于描述和处理并发事件、冲突事件和同步事件 等方面，更是具有独具一格。它的最大特点是如果在静态结构的基础上，加上托 肯以及托肯运行可以构成动态模型，具有自动运行的能力。为了解决复杂的生产 实际问题，将p e t r i 扩展进行颜色、时间、层次的扩展。 目前，p e t r i 网主要应用于以下几个方面： ( 1 ) 应用于柔性制造系统、计算机机械制造系统和智能制造系统的建模、分 析、控制和优化设计 p n ( p e 伍n e t s ) 在计划调度领域的研究最早是在2 0 世纪8 0 年代提出来的0 1 ， 一般仅是分析计划调度问题的可行性与可达性州。在现代企业生产中，获取最大 利润是每个生产经营者的最大目标，合理优化的计划调度策略是保证企业取得上 述目标的关键。当一个企业确立了其发展规划和长期计划后，就按照预先设定计 划方案发展。然而，在实际生产环境中，制造系统经常受外部随机事件的干扰， 如设备故障、缺货、更换交货日程等。如何及时调整计划，制定合理优化调度策 略，使企业尽快按照预先的计划调度策略完成任务，是当前企业界亟需解决的课 题。 ( 2 ) p e t r i 网应用于柔性制造系统 p e t r i 网在f m s 系统中的应用比较典型。一般采用随机p e t r i 网为柔性制造系 统建模。p e t r i 网有个重要的优点，它可以从设计的第一步到系统的实现提供统 一的模型工具。p e t r i 网模型提供： 1 ) 图形的、准确的形式描述，这可以使设计者、拥有者和用户之间进行关于 系统行为的深人对话； 2 ) 良好定义的理论，它可进行模型性质( 活性，公平，有界等) 的验证； 3 ) 性能评价的理论和方法( 指随机网) ； 4 ) 系统实现技术，包括实时控制软件的代码产生技术。 由于f m s 是复杂、大型的系统，在使用随机p e t r i 网对这样的系统进行模拟时， 7 j e 塞窑垣太堂亟兰僮监塞 担羞蕉苤国由2 e 班塞现丛 可以采用精化和合并的方法。精化模拟方法可以建立起层次结构化的网模型；子 模型模块的合并可以是简单的子系统及成为复杂的整个系统。 ( 3 ) p e t r i 网应用于工作流、物流等建模 工作流是一类能够完全或者部分自动执行的业务过程，根据一系列过程规则， 文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。 一般来说，对工作流的分析主要有以下3 个方面： 1 ) 有效性，也就是说，测试工作流是否按照涉及的要求来运转； 2 ) 正确性，即工作流模型应该是没有错误的； 3 ) 性能分析，即评估在吞吐量、响应时间、资源利用等方面是否能达到设计 的要求。 工作流由任务( t a s k ) 、资源( f e s o t l r c e ) 和实例( c a s e ) 组成。工作流是由实例( c a s e ) 驱动的，也就是说每一项工作都是为了执行某一个实例。实例可能是一个保险单 或者申请信息，通常由外部客户提出。实例的执行是通过一系列任务( t a s k ) 以定 的顺序来完成的。在执行任务( t a s k ) 时，用于计算机或人工资源。物流管理理论现 在已经比较成熟。研究热点是对工作流技术的描述和验证以及测试能力。 ( 4 ) p e t f i 网应用于人工智能 人工智能的本质是研究如何制造出人造机器或用智能系统来模拟人类智能活 动的能力，以延伸人类智能的科学，即对提出的问题迸行推理求出问题的解。一 般步骤是根据知识库中存放的知识( 事实和规则) ，对用户提出的具体问题，选择 有关的知识，控制求解步骤，执行知识库的规则，逐步获得问题的解答。 p e t r i 网利用网络图形描述对象之间的输人输出关系，能很好地反映系统的静、 动态特性。p e t r i 网的动态特性通过托肯( t o k e n ) 的移动和传播进行控制，一般地， 规则的前提和结论子句与p e t r i 网的库所对应，一条诊断规则与一个转移对应；一 旦规则的前提条件得到满足( 输人库所有一个托肯) ，当规则被激活( 转移点火) 时， 可确认该规则的结论( 托肯置于输出库所) 。在这种转换原理的基础上，目前对于 一个给定的规则，仍存在多种p e t r i 网表达形式，规则的p e t r i 网模型表达的正确性 和检验错误的能力是人们选择p e t r i 网表达形式的标准。又由于人工智能的规则库 相对来说比较模糊，所以人们正在探索用一种扩展的p e t r i 网来描述( 模糊p e t r i 网) 。 模糊p e t r i 网是普通p c 砸网的模糊化，它也是一种可运行网络，但在运行时不像普 通p e t r i 网那样状态是离散的，而具有连续性。在模糊p e t r i 网运行之前，先进行初 始化，即给每个位置节点赋一个大于等于0 的正实数，成为位置节点的标记数m 1 。 当前研究热点是如何将模糊规则与p e t r i 网的点火规则一致。 ( 5 ) 用于离散系统的建模和仿真 离散事件系统( d e s ) 是一类由事件驱动系统进程的动态系统，事件发生的时间 j e 瘟銮迢厶堂亟堂位盈塞扫羞撞苤国囱2 班究现丛 间隔具有不确定性，如交通、制造、通信等系统。 p e t r i 网可将相关性和独立性用网络形式来表示，适合于描述离散事件系统模 型，可较好地描述并发系统的结构，并能对系统的状态性质( 有界性，安全性，活 性，公平性，可达性，可逆性，不变量等) 进行分析。主要应用于系统建模、仿真， 广泛应用于自动控制系统和计算机科学。p e t r i 网作为离散时间系统建模技术具有 以下优点： 1 ) 提供了统一的图形表示方法来描述系统的各个特性，对于非专业人员来说 在直觉上容易理解和应用，而对于专业人员来说又提供了强大而又形式化的描述 能力； 2 ) 高级p e t r i 网可以方便地进行层次化的建模，这适合于自顶向下的建模及各 个阶段的独立验证和确认； 3 ) p e t r i 网有见地的理论基础和比较成熟的分析方法，如可达树、可达图、系 统的s 一不变量、t - 不变量、安全性、死锁等特性分析，而随机p e t r i 网则可转化为 马尔可夫链进行分析，这些分析可以使系统的特性在运行前被检查从而避免错误。 p e t r i 网既是图形工具又是数学工具，具有图形直观、能描述冲突和真并发， 且能以状态分布表示等优点，被认为是迄今研究离散事件系统的最有力的工具。 由于p e t r i 网的图形表示能力可以形象地描述各操作间的并发、因果及等待时 间约束关系，从而可将批处理的加工流程显示在图形上。另外，受控时限p e t r i 网 借助于为动作库所赋予的不同时间参数，可描述批处理过程中的零等待与有限时 间等待的中间存储策略，并通过引入控制库所来完成离散控制，消除资源争抢引 起的冲突，实现“调度”功能。这类系统一般可用s p n 随机p e t r i 网来描述。 当前国际上应用的热点和难点主要表现在以下两个方面。 1 ) 基于抑制弧p e t r i 网在离散事件系统监控理论中的应用。利用抑制弧监控离 散事件系统的理论有一个共同的特点和优点：控制概念清晰，易被控制工程师所 理解和接受。所以如何来综合离散事件系统的p e t r i 网控制器是一个发展方向。难 点在于如何高效地求取临界状态，如何确定一个抑制弧的合适的权值并借以控制 哪些变迁。这有待于p e t r i 网理论本身的发展。 2 ) 如何将离散随机的模型转化成连续确定的近似模型，从而更好地用于对离 散事件动态系统建模。 ( 6 ) 应用于计算机科学的有关领域 1 ) p e t f i 网应用于网络通讯中协议的描述、验证和设计 在计算机网络模拟中，一般都采用层次模型方法，首先将系统按协议层次分 成子系统。每层协议界面由服务原语定义。每层次协议的执行分成3 个阶段：通 信连接的建立，数据通信，拆除连接。这些不同阶段可以分别模拟，然后合并在 9 j e 塞銮通盘堂亟堂僮途塞担羞垃苤国凼筮皿荭埋达 一起。 为了提供协议设计的坚实基础，使用数学方法不但能够提供无二义性的描述， 而且能够对描述进行形式分类和净化，特别是协议综合、验证、自动实现和一致 性测试。利用数学技术允许开发描述语言的编译器和由描述派生的自动测试序列， 这将大大提高协议实现和维护的能力，降低提供和维持信息服务的代价。 p e w i 网理论是在并发的概念上建立起来的，它直观地表示了非确定性，可用 于表达不同抽象级上的系统概念。对协议的描述大都采用高级p e t r i 网，因为高级 p e t r i 网丰富的描述参数和工具，使其对协议的建模得心应手。 2 ) p e t r i 网应用于计算机系统和软件系统模型 在计算机系统和计算机网络中，系统的资源( 如缓冲器，信道等) 经常要被多 个用户所共享。围绕这些资源所进行的管理、控制以及管理策略是系统管理、控 制的核心问题，这些策略和方案对系统的性能有很大的影响。 在实现软件系统并行开发的时候，一般要控制系统的并发性，所以基于p e t r i 网的并行控制器的研究比较热门。 3 ) p e a - i 网应用于数据库系统 由于i n t e m e t 的飞速发展，基于w e b 的数据库技术已渗透到各个领域。随着信 息量的增加，静态的w e b 网页越来越不能满足用户对信息服务的动态性、实时性 和交互性的要求。将w e b 技术与数据库技术相融合，实现w e b 数据库的交互式应 用已成为必然。p e t r i 网作为一种数学图形工具能从组织结构、控制和管理的角度， 精确描述系统中事件之间的依赖和不依赖关系，所以可以将p e t r i 网应用于数据库 的系统容错、并发控制以及死锁监测等方面。 2 2 业务流程再造研究现状 业务流程再造出现至今，时间并不长，所以对于它的研究还处于发展和深入 的过程中。p e t e ro n e i l l 和a m r i ks s o h a l 在对1 9 8 0 年至1 9 9 8 年关于业务流程再造 ( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，“b p r ”) 的研究综述中指出，有六个主要领域 值得研究，斟1 b p r 的定义，b p r 的工具及技术，b p r $ 1 1 t q m 的共存关系，组织流程 的理解，重组的挑战以及利用b p r 进行组织设计，其中对b p r 定义的研究充分表明 了b p r 理论的不成熟。下面我们对国内外的研究现状分别进行综述。 ( 1 ) 国外研究现状 理论研究工作 b p r 虽然作为一种新的管理方法，但并非全新的概念，在它被正式提出以前， 许多学者己经作了相关的研究，为b p r 的诞生做了前期的理论积累工作。 1 0 j e 塞塞遵盘堂亟堂位论塞担羞蕉垄国内处虹筮理丛 1 9 8 8 年，s w d a v i s 在信息的价值和重要意义中，指出可以用信息技术来重新 构造企业的价值增值链。1 9 9 0 年，p s e n g e 在第五项修炼一书中，强调了“系 统思考”、“团队”等要素，是b p r 理论的重要组成部分。迈克尔波特提出“价 值链”概念，强调在向顾客提供产品的流程中，价值链上基本活动之间的紧密衔 接有助于物流和信息流在这些活动之间的顺畅通过。每项活动及活动间的衔接都 强调对顾客的增值，价值链概念可以说是流程概念的雏形。1 9 9 0 年，迈克尔哈默 首次提出b p r 的概念，1 9 9 3 年与詹姆斯钱皮合著的( ( r e e n g i n e e r i n gt h ec o r p o r a t i o n ) ) 一书，被认为是b p r 的经典论著。达文波特也较早关注了这一研究领域，他强调“流 程改进( b u s i n c s si m p r o v e m e n t ) ”，区别于哈默的“彻底的重新设计”的概念嘲。 上述三位学者的研究成果是业务流程再造的奠基理论，也是从正面角度阐述b p r 基 本内涵和基础理论的代表性研究成果。 在目前对于b p r 理论研究中，有一些与b p r 类似的概念被广泛研究，并探讨它 们之间的关系。v a r u ng r o v e r 提出了业务流程变化的概念，强调了持续变化的特点， 并研究了流程的管理方法。c o l i na r m i s t e a d 等研究了业务流程管理的问题，并把它 作为战略管理的工具，分析了组织绩效。b p r a s a d 提出了将再造思想和改进相结合， 即将再造战略应用于流程改进之中，并提出了两种混合战略。 另一方面，一部分学者采用了将b p r 与其他理论相比较来阐述b p r 的理论特殊 相的研究方法。如b a r r e t t ( 1 9 9 4 ) 、b a t l e t t 、g h o s a l ( 1 9 9 5 ) 、h a g e l 、h a r r i s o n ，p r a t t 等人对比了全面质量管理( t o t a lq u a l i t ym a n a g e m e n tt q m ) 与b p r ，指出两种方法 在基准研究、企业文化建设、经营业绩衡量方面存在共同点“。k a n o ( 1 9 9 3 ) ，h i l l 和w i l k i n s o n 指出b p r 较t q m 更为激进，实施过程短而变革程度激烈，h a l l ( 1 9 9 3 ) 等人指出b p r 所关注的经营流程为广泛，强调从系统、整体的角度推动组织变革1 。 通过对b p r 的直接研究和比较研究，学者们建立起b p r 的基本概念范畴和基础 理论，总结出b p r 的关键思想；b p r 是一项战略相的系统工程：b p r 的核心是面向 顾客满意度的业务流程：b p r 的要素：员工、组织、技术；b p r 的目标：绩效产生 巨大的改善；b p r 的使能器：信息技术是实施的催化剂。不同领域的学者们选择了 不同的切入点，结合专业领域只是对b p r 的理论进行了深入的探讨。 b p r 的实施研究 国外学者们研究了b p r 的基本理论，同时更注重这些理论在实践中的应用。不 同的学者对b p r 实施的步骤、遵循的原则、成功因素和面临的风险以及b p r 支持工 具的特性和在b p r 实施中的作用作了研究。 j k a l l i o “刃等根据对b p r 实施案例的调查研究得出，处于不同时期及不同战略趋 向的企业有着不同的再造驱动力。其中较为典型的有s g u h a 等的b p r 生命周期法； r b k a p a l a n 等的核心过程设计方法；d a v c i l p o r t 的过程创新框架“”；g a t e w a y 公司 j e 丞窑重盘堂亟堂焦j 垒塞担羞越查国内处婴蕴班丛 的r e p i dr e 方法等。此外，d e v i n 提出t b p r 实施的九步方法和实施的概念模型“。 b p r 工具和技术研究 这一部分是当前b p r 研究最为广泛的一个领域，其中包括的内容也比较多。许 多研究者指出b p r 支持工具的关键性能是流程表述( p r o c e s sv i s u a l i z a t i o n ) 和流程分 析( p r o c e s sa n a l y s i s ) 功能。此外，如变革管理、基准等领域也在这一范围。a l e x a n d e r 和o m a r ( 1 9 9 9 ) 通过实证分析研究了b p r 工具的作用。研究结果表明b p r 工具对项 目实施成功的贡献的有效性而非实施的效率：这也说明了对于业务流程建模工具 的基本要求。 关于流程的可视化，b a r r e t t 指出，再造成功的关键在于建立流程的景象 ( v i s i o n ) 。而流程的描绘方法是另一重要研究领域，关于这方面的研究，目前使用 的主要方法有i d e f 0 、i d e f 3 、d f d ( 数据流图) 、面向对象分析( o o a ) 、c i m o s a “、 e p c ( 事件流程链) “”、p e t r i 网“”、w o r k f l o w ( 工作流) o ”等。这些建模工具，一般 都具有自己的特点，且在建模中有一定的优势，但同时都有自己的弱点，所以才 会出现这么多的建模方法。 业务流程建模是一个相当复杂、困难和耗时的过程，在目前的这些方法和工 具中，面向对象技术和p e t r i 网的研究相对多一些。而且又相互结合的趋势。p e t e r l o o s 提出了将面向对象技术和事件流程链结合在一起的业务流程建模方法“”。 m i n gd o n g 和f f r a n kc h e r t 使用面向对象的p e t r i 网用于供应链网络的业务流程建 模。 在以上工具中，提供建模功能的居多，即被流程分析功能的并不多，相对而 言，p e t r i 网的流程分析更能比较强大。 ( 2 ) 国内研究现状 国内学者对于b p r 的研究也是良莠不齐，在理论方面主要是对b p r 的消化吸收。 而结合企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n ，e r p ) 软件的引进，c i m s 的推广， 国内学者也对b p r 实施的相关问题做了一定研究。 理论的引进和探讨 b p r 理论在国内主要处于引进阶段，以下几位学者从不同角度对b p 砌挂行了理 论探讨。张树帆从系统出发，考察t b p r 的系统特征。“：李大勇、达庆利运用交易 费用和企业能力理论对b p r 的机理加以解释。”：李建中建立了生命周期模型，强调 了b p r 直是对企业战略的延伸，同时引入了“传递维度”和“协作维度”概念分析 信息技术可以有效降低传递纬度，优化企业流程的信息传递1 。 b p r 的应用实施 对于b p r 的应用，国内许多学者进行了大量的研究工作。b p r 的研究更多的和 e r p ，c i m