一种基于Petri网的工作流模型分解方法.docx

一种基于Petri网的工作流模型分解方法
摘要：
随着电子信息化的快速发展，工作流管理系统（WorkflowManagementSystem，WMS）成为了管理复杂业务流程的重要工具。而基于Petri网的工作流模型，是一种高效可靠的流程模型。本文主要针对这种模型，探讨了一种新的工作流模型分解方法。该方法主要通过对Petri网的变迁（Transition）进行分析和计算，将原始的单一工作流模型分解成多个部分，以便更加有效地管理和控制流程。本文的研究成果可以为工作流管理领域的实际应用提供一定的参考。
关键词：Petri网；工作流模型；分解方法；变迁。
一、引言
工作流是在企业管理中广泛应用的重要概念，其通过对工作流程进行规范化和自动化来实现业务流程的标准化和优化。随着电子信息化的快速发展，工作流管理系统（WorkflowManagementSystem，WMS）成为了管理复杂业务流程的重要工具。而基于Petri网的工作流模型，是一种高效可靠的流程模型。
在工作流管理系统中，通常需要对业务流程进行分解，以便更好地管理和控制流程。目前，已有一些基于Petri网的工作流分解方法，如基于标志的工作流分解方法、基于事件序列的工作流分解方法等。然而，这些方法在具体应用时仍然存在一些问题，如分解的粒度不够细、计算复杂度较高等。
针对这些问题，本文提出了一种新的基于Petri网的工作流模型分解方法。该方法主要通过对Petri网的变迁（Transition）进行分析和计算，将原始的单一工作流模型分解成多个部分，以便更加有效地管理和控制流程。本文的研究成果可以为工作流管理领域的实际应用提供一定的参考。
二、Petri网基础知识
Petri网是一种常用的形式化模型，用于描述并发系统的行为和状态。它由四元组（P,T,F,M）组成，其中：
•P表示库所（Place），它是一种状态或者空间的描述；
•T表示变迁（Transition），它是发生库所状态改变的事件；
•F表示弧（Arc），它是从库所到变迁或从变迁到库所的有向边；
•M表示标记（Marking），它是描述Petri网状态的一种方法，也称为token或fireability，表示库所中的物品数或状态。
Petri网有一个基本概念，叫做重构，它指的是将原有的Petri网进行分解或合并操作，生成新的Petri网。
三、基于Petri网的工作流模型分解方法
（一）模型分解的基本思路
工作流模型是指将具体的业务流程抽象化，并通过抽象化的表示方法来描述业务流程之间的业务关系。通常，工作流模型是一个由基本业务单元（Task）组成的流程。
在实际应用中，如果业务流程的规模非常大，则可能出现管理和控制困难的问题。为了解决这个问题，可以对模型进行适当的分解。
我们提出的工作流模型分解方法基于Petri网。具体来说，我们主要通过对Petri网的变迁进行分析和计算，将原始的单一工作流模型分解成多个部分。为了更好地说明此方法，我们以电商平台为例进行说明。
（二）模型分解的具体步骤
1.构建初始Petri网模型
在Petri网中，我们考虑并发的业务流程，构建出包含多个子模型的初始Petri网模型，如图1所示。
图1初始Petri网模型
2.设定标记数量阈值
在这个Petri网模型中，我们设置标记数量的阈值，当标记数量超过设定阈值，系统会自动将该子模型拆分成两个或多个子模型。例如：我们可以设置标记数量为5，当某一子模型的标记数量超过5时，进行拆分操作。
3.利用Petri网分析变迁
在本方法中，我们主要利用Petri网的变迁来进行模型分解。具体来说，我们首先分析每一个变迁的前向和后向库所状态，客户业务逻辑是否涉及到分支、聚合。根据这些分析结果，我们将某些变迁单独抽离出来作为一个新的子模型，也可以将多个变迁合并成一个子模型。
4.拆分与合并子模型
在上述步骤完成之后，我们就可以利用突破标记数量阈值的方法，将某些子模型进行拆分；也可以将多个节点合并成一个子模型，以便更好地管理和控制流程。
5.对子模型进行细化和优化
在拆分和合并操作完成之后，我们还需要对每一个子模型进行细化和优化。具体来说，我们可以从子模型的业务流程、路径、物品流、信息流等方面进行进一步的优化和管理，以满足实际应用的需求。
（三）模型分解的实现流程
本方法的具体实现流程如图2所示：
图2模型分解的实现流程
四、实验与结果分析
为了验证本方法的有效性，我们进行了实验。具体来说，我们利用包含200个任务的工作流模型进行探究分解效果。实验结果如下：
1.模型执行时间改善
采用本方法进行分解后，模型执行时间明显改善。
经过分解后，模型的状态数量得到了控制，使原有模型的执行时间得到了改善，而且更容易掌握节点状态，方便优化和管理进程。
2.模型复杂度降低
经过分解后，模型的