基于Petri网理论的造船项目工作流建模研究.pdfVIP

基于Petr i网理论的造船项目工作流建模研究 刘玉君1’2张帆2李瑞1’2 1 (1．工业装备结构分析重点实验室，辽宁大连，16024； 16024) 2．大连理工大学船舶工程学院，辽宁大连，1 摘要：根据船舶工程项目工作任务的特点，引入工作流技术和Petri网理论对其进行管 理控制是适合和可行的。本文首先阐述了Petri网技术的概念和原理，其次分析了船舶生产 中钢料加工过程的工序分解和资源分配，最后结合工作流和Petri网技术，对钢料加工生产 过程进行建模。 i网 关键词：Petr 工作流技术造船项目钢料h口．v- 1引言 对船舶项目生产实现过程进行微观工作任务分解，可以得到一系列有机活动的操作序列， 因此可以使用工程项目的工作流技术进行管理。本文引入Petri网技术分别对项目活动的工 期、项目所需的资源，活动之间的逻辑关系等属性进行了描述，建立了基于Petri网的船舶 工程项目工作流模型，并分析了资源配置规则和资源调用过程，为造船项目多活动、多任务 间的协同管理打下了基础。 2Petri网技术概述 2．1Petri网基本概念 Petri网是一种网状信息流模型，包括条件和事件两类结点，并添加表示状态信息的托肯 (token)分布，按引发规则由事件驱动状态演变，从而反映系统动态运行过程u’。在通常情况 下，用小圆形表示条件(位置、库所)结点，用小矩形表示事件(变迁)结点，变迁结点与位置 结点之间连接有向弧，变迁结点之间、库所结点之间不能有有向弧，由此构成网状结构。网 网模型。 图l典型Petri网络图 工作流技术是工程实践领域中过程建模和过程管理的一种重要技术，一个工作流包括一 组活动及其相互顺序关系，还包括过程及活动的启动条件和终止条件，以及对每个活动的描 述，如活动的执行、相关应用程序、需要和产生的数据等。工作流建模是指通过一系列的过 程定义，利用操作、事件、触发条件等过程因素，构造工作流模型，从而实现对现实流程的 关系抽象嵋。。 Petri网是完全从过程的角度出发为复杂系统的描述与分析而设计的一种有效模型工具。 它可以动态地表现一个系统，适合于活动的即时监控，对制定系统中的活动进程进行检查、 中国造船工程学会上艺学术委员会 造船企业精益生产学术研讨会论义集 175 分析、解决存在的问题口1。它在描述并发、冲突、同步等重要行为现象上表现出优势，特别是 其图形表达的直观性和便于编程实现的技术特点，尤适合工作流领域的建模需求H1。 2．2Petri网的组成要素 Petri网是一种可用图形表示的组合模型，常用的模型为6元组PN={只Z只厥五脚， 其中： P={pl，1)2，…，础是初始库所集合，它表示条件、输入数据、输入信号、所需资源等 要素，当库所中获得某信息后，则表示为“o”，代表库所获得一个Token： T={tl，乞…，to}是初始变迁集合，可表示事件、计算步骤、信号处理、作业或任务 等要素； ，是Petri网中的流关系，即位置结点与变迁结点间的有向弧集合； W是网络的权函数，以五力表示从X到y的弧(五力的权值； Ⅳ是网络的容量函数，瓜曲表示库所尸的最大容量； 瞄是网络的一个初始标识，对任意一个库所尸，麒曲表示P中的Token数。 3工程项目工作流要素与赋时着色Petri网要元关联关系建立 从建模的角度只有使工程项目管理中的各个元素与Petri网的要元关联，才能保证一个 Petri网模型足以表达出一个项目中所涵盖的基本信息。基本Petri网虽然可以满足项目管理 的一部分特性，但是任务的工期、资源的多样性不能很好地描述出来，因此需引入高级Petri 下面分别对活动的变迁、库所和弧进行描述。 3．1项目活动的变迁描述 如前所述，每一个变迁对应一项活动，变迁的名称就是活动的名称，用赋时Petri网中 的延时变迁来描述活动的工期属性。变迁需要获得足够的托肯才能被激活，即实际活动满足 一定的条件才能开始。变迁被激发后，活动