基于着色Petri网的工作流系统性能评价研究

摘要

工作流技术是目前计算机应用领域的研究热点，在项目管理、制造领域以及业务流程重组中有着广泛的应用。工作流就是工作流程的计算模型，即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机中以恰当的模型进行表示并对其实施计算。 工作流模型应该完整、正确的反映工作流程，并支持模型验证和性能评价，使相关人员能够基于模型对工作流系统结构和流程的正确性和主要性能指标有初步了解，并根据分析结果在具体实施前进行系统的调整和改造，保证工作流系统成功运行。性能评价的方法主要有模型分析和仿真两种。目前，对工作流系统研究主要集中在对具体应用的建模以及建模仿真工具的研究方面，对性能评价的研究相对比较少。 本文以典型的工作流系统——产品开发制造系统的工作流程作为参照实例，利用着色Petri网进行建模，并对模型验证与性能评价进行了系统的研究，针对模型分析方法提出了建立在结构约简基础上的模型验证与性能分析方法。首先对结构约简方式进行改进，在简化结构的同时保留模型原有的表达能力，使原本复杂的验证与分析过程变得相对简单可行。并通过变迁的时间参数绑定，将广义随机Petri网的有关评价方法引入着色工作流网，利用马尔可夫链对相关性能指标进行评价与定量分析，得出优化配置方案。 在对基于着色Petri网建立的产品开发制造系统工作流模型进行仿真分析时，实现了流程正确性和系统瓶颈的检测，并根据仿真结果提出产品开发制造流程的改进和优化措施。

目录

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声明

第一章绪论

1.1问题的提出与研究背景

1.2工作流系统性能分析相关研究及现状

1.2.1工作流发展历程

1.2.2性能分析研究现状

1.3主要工作

1.4论文的结构

第二章Petri网基础知识与理论

2.1基本Petri网相关知识

2.1.1 Petri网的产生与发展

2.1.2 Petri网描述及定义

2.2高级Petri网

2.2.1时间Petri网

2.2.2分层Petri网

2.2.3着色Petri网

2.3着色Petri网的分层结构

2.3.1变迁替代

2.3.2库所联合

2.4工具软件CPN Tools简介

2.5小结

第三章基于着色Petri网的工作流系统建模

3.1工作流基础知识

3.1.1相关概念

3.1.2基本构造

3.2基本工作流网

3.2.1工作流元模型到基本Petri网的映射

3.2.2资源建模

3.2.3工作流网的触发机制

3.3着色工作流网

3.4着色工作流网实例

3.4.1产品开发生产过程

3.4.2建立着色工作流网

3.5小结

第四章基于着色Petri网的结构约简及模型验证

4.1基本结构约简方法

4.2对基本结构约简方法的改进

4.3模型验证

4.3.1模型验证定义

4.3.2验证方法

4.4实例说明

4.5小结

第五章着色工作流网性能分析与优化

5.1与工作流模型性能评价有关的几点说明

5.2基于着色Petri网的性能评价

5.2.1业务过程模型说明

5.2.2时间性能分析

5.2.3定量分析与优化

5.3基于仿真的性能分析

5.3.1死锁分析

5.3.2冲突检测

5.3.3执行时间分析

5.4小结

结论与展望

参考文献

在学期间所发表的学术论文

致谢