基于Petri网的非确定工作流的时间和资源管理问题研究

摘要

工作流管理是近年来计算机应用领域的热点之一。对于工作流的建模有多种方式，其中Petri网是用于工作流建模的一种比较重要和实用的方法。时间和资源是工作流系统中两个重要的方面，目前基于Petri网的工作流时间和资源的管理已经有了深入的研究，同时受时间和资源双重约束的工作流在实际生活中也有着广泛的应用。
　　目前，对非确定工作流的研究大多只关注了活动执行时间的不确定性，而没有重视资源准备时间的不确定性。本文介绍了一种非确定工作流，这种工作流不但关注了活动执行时间的不确定性，而且考虑了资源准备时间的不确定性。
　　本文主要研究了以下几个方面的内容：
　　第一，给出了非确定工作流（NTA/R_WF）的定义及建模方法。首先给出了非确定工作流的定义，提出了非确定工作流的Petri网模型，然后分析了整个NTA/R_WF的建模方法。
　　第二，给出了NTA/R_WF_NET的化简规则。文中从可重用资源和不可重用资源两个方面出发，分别给出了NTA/R_WF_NET的化简规则，并针对每个化简规则给出了正确性证明。经过化简后的模型没有对工作流的完成时间造成影响，并且比原始模型更加简洁和易于分析。
　　第三，给出了NTA/R_WF_NET的时间性能分析及资源冲突解决方法。首先分析出影响整个工作流完成的主活动和主路径，然后从可重用资源和不可重用资源两个方面给出了一种解决资源冲突的方法——关键活动优先（KAPS）和等待时间最短优先（WSPS），通过这种方法分析了任务的最早执行时间及任务开始的最晚时间。最后分析了资源冲突并且给出四种解决资源冲突的方法。
　　本文最后以产品生产和销售工作流和建筑装修工作流为例，进行了实际NTA/R_WF建模、化简和时间性能分析，并探讨了资源冲突消解方法。

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Contents

1 引言

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状和课题的提出

1.3 本文的主要工作

1.4 本文的组织结构

2 基本概念和理论

2.1 Petri网基本理论

2.2 工作流简介

3 NTA/R_WF建模及模型化简

3.1 一个简单的例子

3.2 NTA/R_WF的定义

3.3 NTA/R_WF的建模过程

3.4 NTA/R_WF_NET的化简规则

4 NTA/R_WF时间性能分析及资源冲突消解

4.1 影响整个工作流完成的主活动

4.2 任务的最早执行时间

4.3 任务开始的最晚时间

4.4 资源冲突及解决方法

4.5 小结

5 NTA/R_WF_NET实例分析

5.1产品生产和销售工作流

5.2 建筑装修工作流

5.3 小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要成果