基于Petri网的烟草物流配送流程设计

学术 STUDY我国烟草的专卖制度及烟草的地域性， 导致物流成本难以控制。烟草物流配送管理的技术和方法落后， 也是影响烟草物流发展的重要因素。基于Ｐｅｔｒｉ网的烟草物流配送流程设计　　　　■文／刘守臣　　 兰向春在我国，烟草物流已成为近年 来国内发展较快的行业之一。作为 社会物流的一个重要组成部分，搞 好烟草物流，对于促进国民经济健 康稳定发展，有着十分重要的意 义。伴随着烟草物流规模的不断扩 大，烟草物流的效率问题也变得越 来越突出，尤其重要的环节是在烟 草物流配送的运作上。Ｐｅｔｒｉ网的建模过程分析，Ｐｅｔｒｉ网对 配送过程事件的描述方面独具一格， 主要体现在Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网的以下优点： Ｐｅｔｒｉ网采用图形建模方法，使物流 操作单元的描述更具直观性，同时强 调了物流部门之间有效衔接；Ｐｅｔｒｉ 网至少可用四种元素（库所、变迁、 弧和托肯），来充分描述配送系统的 静态和动态行为。还能够在不同的抽 象级别变换描述，亦即可以从顶向 下，或从下到上进行模型的分解和综 合；Ｐｅ ｔｒｉ网特有的动态模型适宜于 描述系统状态的改变，特别擅长描述 分析、并发、资源争用、同步的系 统，而配送系统一般都有并发和同步 的特性。描述系统内部的物流。 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网的行为特性分为两大 类：一类特性依赖于系统的初始状 态，直接反映系统的实际行为；另 一类独立于Ｐｅｔｒｉ网的初始标识，称 为结构特性。其主要包括可达性、 有界行、活性、可逆性等。 Ｐｅｔｒｉ网的行为特性的方法主要 有三类：分层或化简、可达性树和 矩阵方程求解。在这里主要介绍矩 阵方程求解法（关联矩阵分析法）。 设烟草物流配送流程设计分析根 据 目 前 烟草 物 流 的 发 展 现 状，烟草物流配送流程设计主要存 在以下几个方面问题：烟草物流配 送管理职能分散，不同部门之间的 衔接性差。沟通不协调，信息传递 不对称。我国烟草的专卖制度及烟 草的地域性，导致物流成本难以控 制。烟草物流配送管理的技术和方 法落后，信息化程度低。烟草物流 的特点小批量、大批次，也是影响 烟草物流发展的重要因素。 物流流程的设计有很多方法， 常用的几种方法是：Ｐｅｔｒｉ 分析、关 系图分析、流程图分析和价值／时间 分析、Ｐｅｔｒｉ 网等。但是真正能够对 流程设计全过程进行建模分析的方 法还是很少，本文采用Ｐｅｔｒｉ网对配 送流程设计建模分析。因为通过Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网理论概述Ｐｅｔｒｉ网（Ｐｅｔｒｉ　ｎｅｔｓ） 是由德国的 Ｃａｒｌ　Ａｄａｍ　Ｐｅｔｒｉ于１９６２年在他的博 士论文中首先使用网络结构模拟通信 系统，他用库所、变迁、弧权等描述 了一种新的建模工具。Ｐ ｅｔｒｉ网理论 能深刻、简洁地描述控制系统，特别 是能较好地描述并发系统的结构，并 能对系统的动态性质进行分析。因 此，它以其独特的优势广泛应用于生 产系统的作业流程设计、分析中，既 可描述生产系统内部的信息流，又可 ，６６中国物流与采购　　 ２００９ 年第２３ 期

学术 STUDY量，得到其关联数据（略）。 由Ｃ ＝ Ｃ ＋ － Ｃ － 得： 由公式Ｃ Ｔ ×Ｘ ＝ ０ 可得到此方程 有解，并由此方程式组得到可行的Ｓ－ 不变量：根据可达性、活性、有界性的 定义可知，图１ 烟草物流配送流程 从变迁规则可以看出 的标记增加、减少和数量改变。 ， 态。其中，Ｐ １ 为接到客户订单；Ｐ ２ 为 调度完成装运单；Ｐ３为车辆接到装运 单；Ｐ ４ 为车辆到达仓库；Ｐ ５ 为仓库管 理员等待；Ｐ ６ 为不缺货；Ｐ ７ 为按规定 的路线运输；Ｐ ８ 为运输需要中转；Ｐ ９ 出库装车完成；Ｐ１０确认签字；ｔ１为调 度制作装运单；ｔ２为调度下达配送指 令；ｔ ３ 为车辆仓库取货；ｔ ４ 为缺货判 断；ｔ ５ 为制定运输路线；ｔ ６ 为出库； ｔ ７ 为转运；ｔ ８ 为送货配送；ｔ ９ 为单据 上交。 活性是检查所有过程是否都被执 行，有界性是检查一个库所中是否积 聚无穷个托肯。可达性是决定某个标 识（ 状态） 是否可以到达另一标识（ 状 态）。库所不变量（Ｓ－不变量）反应部分 位置的托肯数的一种加权守恒性，当 模拟系统中任务执行时，库所不变量 能构成一个任务执行的路径。ｔ 不变 量，确定一组变迁，从某标识通过点 火返回到原来的标识。通过关联矩 阵，求解Ｓ － 不变量，判断Ｐｅｔｒｉ网模型 是否满足可达、有界和活性。利用上 述定义可求得关联矩阵Ｃ＋（略）和Ｃ－ （略），对图１烟草物流配送的业务 流程建立关联矩阵，并求解Ｓ － 不变（刘守臣：武汉科技大学； 兰向春：武汉电力职业技术学院）Ｐｅｔｒｉ网模型是活的、有界的、可达 的，也即说明在实际的操作过程中 是完全可行的。 本文通过利用Ｐ ｅｔｒｉ网对烟草配 送的主要作业流程进行建模分析， 将Ｐ ｅｔｒｉ网的建模思想引入到烟草配 送流程设计分析中，充分利用其优 良的特性较好展示了烟草配送的作 业流程的全过程。使用关联矩阵法 对Ｐ ｅｔｒｉ网的建模模型进行求解，证 明烟草物流企业的物流流程是可行 的。对烟草物流配送流程再造有指 导意义。 　分别表示变迁 一旦发生，库所 中基于Ｐｅｔｒｉ 网的流程设计目前，Ｐ ｅ ｔ ｒｉ网的研究主要集中 在制造业的生产管理方面，针对实 体加工和装配流程结构为特征的制 造系统进行建模分析，而在以信息 传递和物流管理为特征的业务系统 建模方面研究较少。烟草物流的配 送流程，主要包括客户订单处理、 车辆调度、仓库出库处理、送货等 环节，其中包括信息流、货物。优 化流程，提高效率，可使烟草物流 达到降低成本、快速响应客户需求 的目的。而这些物流业务流程系统 具有离散性和动态性的特点，符合 Ｐｅｔｒｉ网的建模要求，又由于随机时 间Ｐ ｅ ｔ ｒｉ能够进行时间性能评价，因 此，需用随机时间Ｐｅ ｔ ｒ ｉ 网对一个烟 草物流配送流程实例进行建模并计 算其时间性能指标。图１为某烟草物 流配送中心的配送业务流程Ｐｅｔｒｉ网 图形，矩形条为变迁，表示一定的 活动；圆圈为库所，表示相应的状中国物流与采购　　 ２００９ 年第２ ３ 期６７

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