基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法技术

本发明专利技术提供一种基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，包括以下步骤：对普通Petri网进行扩展，定义一种随机着色Petri网；针对传统企业的信息系统存在着信息孤岛、流程固化等问题，将业务流程管理系统这一新型信息管理技术应用到虚拟企业中，建立以BPM系统为基础的虚拟企业过程模型。本发明专利技术提出一种随机着色Petri网的分析方法，利用此方法对该过程模型进行建模和分析，获得模型的系统性能分析数据，此方法扩展了BPM系统的应用领域，并为虚拟企业的构建提供了方法。

【技术实现步骤摘要】
基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法
本专利技术属于企业生产经营管理
，涉及虚拟企业项目建模方法，特别是涉及一种基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法。
技术介绍
随着全球经济的一体化以及信息技术的迅猛发展，虚拟企业已成为21世纪企业进行生产经营和市场竞争的主要运作模式，它是一个有着动态临时性的合作组织，通过成员企业之间共担风险和共享资源来达到优势互补，快速把握市场机遇的目的。如何从服务质量(如生产成本、生产时间和产品质量等)各异的候选企业中选择最适当的合作企业进行产品生产，是虚拟企业成功的关键。信息系统是虚拟企业实现高效运营的基础，但是传统的信息系统存在着信息孤岛、流程固化等问题。随着信息技术的发展，以SOA(ServiceOrientedArchitecture)和工作流为基础的BPM(Businessprocessmanagement)技术逐渐兴起。《Businessprocessmanagement(BPM)standards：asurvey》指出BPM为企业提供管理流程的能力，其生命周期包括流程建模、执行、管理、优化4个部分，实现对流程持续的改进。作为下一代信息系统发展的新方向，BPM系统将对虚拟企业的实现产生重要影响，文献《Advancesinbusinessprocessmanagement》提出了BPM在未来的几个主要发展方向，其中之一就是其在虚拟企业中的应用。但是目前，对于BPM在虚拟企业中的研究较少，且缺乏相应的模型描述，因此，本专利技术提出一种以BPM为技术基础的虚拟企业信息系统运行架构，并建立此架构的过程模型。《TheGAIAmethodologyforagent-orientedanalysisanddesign》提出由于虚拟企业信息系统有着成员异构、结构变化复杂等特点，传统的统一建模语言、实体-关系模型等建模方法难以满足虚拟企业信息系统建模的需要。企业建模是为了得到企业某方面的描述而对企业进行抽象的活动，其中，过程建模准确的描述了企业的经营过程，是企业进行过程分析、优化和控制的重要基础。Petri网是一种图形化、数学化的建模语言，采用可视化图形描述，被形式化的数学方法所支持，能表达离散事件动态系统的静态结构和动态变化，适用于分析企业业务过程的静态与动态问题。《基于Petri-net的虚拟企业工作流过程设计》借助Petri网，成功的完成了虚拟企业工作流系统的设计。但对于具有复杂的异步、并行和同步关系的企业信息系统来说，普通的Petri网模型存在着规模过大，并且缺乏分析系统性能的数学方法等问题。为了克服普通Petri网的不足，人们研究了很多种高级Petri网，其中，着色Petri网通过引入颜色托肯，减小了系统规模。随机Petri网通过给变迁引入时间特性，为模型性能的评估提供了有效的工具。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，解决传统的信息系统存在着信息孤岛、流程固化等问题，将着色Petri网和随机Petri网进行结合，利用二者的优势，提出一种随机着色Petri网的模型分析方法，并运用此方法对虚拟企业BPM系统进行建模与分析。本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，包括以下步骤：步骤1：对普通Petri网进行扩展，定义随机着色Petri网为八元组SCPN＝{P，DT，ST，MT，A，C，E，M0}，其中：P为库所有限集合；DT为确定时间变迁集合；ST为赋时变迁集合；MT为瞬时变迁集合；A为弧集合；C为颜色集合；E为弧表达式；M0为初始标识；步骤2：SCPN的变迁触发规则，变迁输入位置内的标记数必须大于或等于输入弧上的弧表达式，且符合颜色要求，SCPN由于变迁触发而改变其标识；步骤3：根据用户需求，利用随机着色Petri网，建立以BPM系统为基础的虚拟企业过程模型。进一步的，所述步骤1中其标识中各个库所里的托肯都带有颜色。进一步的，所述步骤1中具体包括对普通Petri网进行扩展，构造随机着色Petri网模型。进一步的，所述步骤3中具体包括：步骤3.1，构建虚拟企业的组建过程SCPN模型如下：SCPN1＝{P，ST，A，C，E，M0}，其中，P＝{P0，P1，P2，P3，P4，P5}，T＝{T0，T1，T2，T3，T4}，P0：抓住市场机遇，P1：等待签订合作协议，P2：准备选取合作企业，P3：可选取的合作企业信息库，P4：对待选合作企业进行评估，P5：虚拟企业建立完成，T0：进行需求分析，T1：选取合作企业，T2：评估不通过，重新选取，T3：评估通过，订立合作协定，T4：重新等待下一个市场机遇，C＝{PH，CS}，PH，CS分别为消息颜色集和可选取的合作企业信息颜色集，所有变迁都为赋时变迁，其时延系数设为(2，5，7，3，10)；步骤3.2，构建虚拟企业的流程运作SCPN模型如下：SCPN2＝{P，ST，A，C，E，M0}，其中，P＝{P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10，P11}，T＝{T0，T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7}，P0：盟主企业流程信息，P1：成员企业流程信息，P2：流程设计完成，P3：盟主企业流程资源库，P4：盟主企业流程实例化，P5：成员企业流程实例化，P6：成员企业流程资源库，P7：盟主企业流程执行完成，P8：成员企业流程执行完成，P9：流程汇总完成，P10：盟主企业流程优化，P11：成员企业流程优化，T0：进行流程设计，T1：流程执行准备，通知成员企业开始执行流程，T2：盟主企业流程执行，T3：成员企业流程执行，T4：流程汇总，T5：盟主企业流程更新，T6：成员企业流程更新，T7：流程执行数据分析，C＝{PH，CS}，PH，CS分别为盟主企业信息资源颜色集和成员企业信息资源颜色集，所有变迁都为赋时变迁，其时延系数设为(3，6，1，1，2，7，7，4)。采用上述技术方案带来的有益效果：(1)将BPM系统引入到虚拟企业中，利用BPM的技术理念优势，使得企业克服传统信息系统的缺点，能够在激烈的市场竞争中把握市场机遇；(2)采用随机着色Petri网对虚拟企业BPM系统建立过程模型，扩展了其在系统建模上的作用领域，反映出系统运行的特性，体现出了虚拟企业这种跨组织流程的运行特点，使人理解系统的整个运行过程以及虚拟企业的运行机制，为虚拟企业和BPM相关理论的研究和发展提供了一些新的途径和新的思路。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术定义的以BPM系统为核心的虚拟企业运行架构图。图2是本专利技术建立的运用CPNTool软件对虚拟企业的组建过程建立Petri网模型。图3是本专利技术给出的虚拟企业Petri网模型的流程运作模型示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，下面结合附图及实施例，对依据本专利技术提出的基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法的具体实施方式，做详细说明。用图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，本专利技术的一种基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，首先给出以BPM系统为核心的虚拟企本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对普通Petri网进行扩展，定义随机着色Petri网为八元组SCPN＝{P，DT，ST，MT，A，C，E，M

【技术特征摘要】
1.基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对普通Petri网进行扩展，定义随机着色Petri网为八元组SCPN＝{P，DT，ST，MT，A，C，E，M0}，其中：P为库所有限集合；DT为确定时间变迁集合；ST为赋时变迁集合；MT为瞬时变迁集合；A为弧集合；C为颜色集合；E为弧表达式；M0为初始标识；步骤2：SCPN的变迁触发规则，变迁输入位置内的标记数必须大于或等于输入弧上的弧表达式，且符合颜色要求，SCPN由于变迁触发而改变其标识；步骤3：根据用户需求，利用随机着色Petri网，建立以BPM系统为基础的虚拟企业过程模型。2.如权利要求1所述的基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，其特征在于，所述步骤1中其标识中各个库所里的托肯都带有颜色。3.如权利要求1所述的基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，其特征在于，所述步骤1中具体包括对普通Petri网进行扩展，构造随机着色Petri网模型。4.如权利要求1所述的基于随机着色Petri网的虚拟企业BPM建模方法，其特征在于，所述步骤3中具体包括：步骤3.1，构建虚拟企业的组建过程SCPN模型如下：SCPN1＝{P，ST，A，C，E，M0)，其中，P＝{P0，P1，P2，P3，P4，P5)，T＝{T0，T1，T2，T3，T4)，P0：抓住市场机遇，P1：等待签订合作协议，P2：准备选取合作企业，P3：可选取...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝忠，刘颖，赵朋，刘晓琴，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12