基於YAWL的製造業物流管理控制流程建模與分析論文

隨着我國製造業的快速發展，我國企業物流發展卻明顯滯後於社會物流的發展，且整體水平不高，在當前企業物流發展環境下，特別是中國作爲“世界加工廠”的發展趨勢，中國的製造企業如何有效的施行先進合理的物流管控系統，將對企業競爭力、生產能力、管理時效性都有着巨大的促進作用，可以更加科學合理的進行資源調配，而這問題將是衆多企業所需要面對的最直接的問題。因此，物料管理系統的應用就顯得越來越重要。目前，在諸多工作流建模方法中，YAWL具有簡單直觀的圖形標識和豐富的分析技術等優勢。

1 YAWL相關理論論述

1.1 YAWL

YAWL是由ARTHUR TER HOFSTEDE教授和他的團隊開發的一種全新工作流?言。YAWL可直接支持所有的工作流模式。是一種將PETRI網與工作流技術相結合的過程建模語言，與其他流程建模語言相比，它具有很強的兼容性。

2005年，由AALST和他的研發團隊開發了YAWL，這是一種全新的工作流建模分析軟件，可以支持所有工作流語言。它是一種非常強大的並且是目前最先進的`BPM環境，YAWL是開源的，目的在於易於用戶使用和安裝。自2005年從投入使用以來，YAWL一直將最新學術見解融入整合並調整，這是YAWL的獨特魅力所在。本文采用的是YAWL-4.1-OSX-installer-版本。

YAWL主要研究的是工作流建模和分析，本文對物流管理控制流程的建模就是對物流工作流的控制流進行建模。 後面對YAWL 的理論涉及PETRI 網的相關概念進行介紹。

1.2 YAWL的符號

基本的YAWL符號有 13 種，如圖1所示。CONDITION表示存放元素的容器，也就是PETRI網中的庫所，相應的，庫所中存放的是託肯；INPUT CONDITION表示初始庫所；OUTPUT CONDITION表示終止庫所。ATOMIC TASK表示單個任務；COMPOSITE TASK表示複雜任務；MULTIPLE INSTANCES OF AN TASK 表示由多個ATOMIC TASK組成的複合任務；MULTIPLE INSTANCES OF AN COMPOSITE TASK表示由多個COMPOSITE TASK 組成的複合任務。

AND-SPLIT TASK表示輸入流經過變遷，後面的所有庫所都能得到輸出流；XOR-SPLIT TASK表示輸入流經過變遷後，只有部分庫所能夠得到輸出，它多用於自動選擇多個可能的替代方案；OR-SPLIT TASK表示輸入流經過變遷後，後面的所有庫所，有且只有一個庫所能夠得到輸出的元素。AND-join task 表示變遷的所有輸入流都處於準備狀態的時候，觸發才能夠被啓動；XOR-JOIN TASK表示有一部分輸入流準備好，變遷就能夠被觸發；OR-JOIN TASK表示所有輸入流中只有一個能夠得到變遷。

1.3 PETRI網

PETRI網（PN）最早是由德國學者I在1962年在他的博士論文中提出。經過多年發展，PN已被逐漸應用到各個領域對系統進行建模分析，比如自動製造系統的研究等。

PETRI網是事件驅動系統建模的十分有用的工具。他可以檢驗包括系統狀態的可達性、庫所的有界性、變遷的活性與鎖死性、初始狀態的可逆性等。下面簡單介紹有向網的相關定義。

2 建模實例

以某製造公司的產品物料配送和領用流程爲例，各部門根據生產所需填寫領料單，由倉儲部門覈實領料單，如果物料未按計劃到貨，則進入延遲供貨程序。如有物料需求在計劃外，則進入計劃外領料程序。再與運輸部門的物料運輸計劃共同決定，將物料配套發放到車間指定位置。需要按照實際發料填寫領料單，再交由收料人簽字確認。領料單要在物料領用部門、倉庫、財務部各留一份存檔。

2.1 基於YAWL的產品物料配送和領用流程

起止兩端的CONDITION爲產品物料配送和領用流程的起始和終止庫所。T1爲領料部門根據領料計劃填寫領料單，T2爲制定物料領用制度，T3爲總經理審批。S1爲領料單，S2爲臨時庫所，S3爲物料領用制度。T5爲對照計劃檢查領料單，T6爲判斷是否在計劃內，T7爲判斷是否在安全庫存內，T8爲進入計劃外領料程序，T9爲配套發料到車間指定位置，T10爲按照實際發料填寫領料單，T11爲收料人簽收並由負責人覈實，T12爲更新物流臺賬，T13爲更新財務庫存帳。S12爲領料單，S4，S6，S7，S8，S9，S10，S11爲臨時庫所。T14爲判斷是否按計劃到貨，T15爲通知計劃人員，督促採購部門，T16爲進入延遲供貨程序。S5爲物料輸送計劃，S13，S14，S15，S16爲臨時庫所。

2.2 產品物料配送和領用流程可達樹分析

本節中使用的分析方法是可達樹。通過分析PETRI網可達樹，我們可以瞭解到PETRI網的許多重要性質，繪製可達樹是分析PETRI網模型的一種有效方法，它能夠有效檢測Petri網的幾種重要性質。

基於YAWL 的產品物料配送和領用流程是由順序和並行路由組成。

從圖3，我們可以得到以下結論：

該模型中傳遞的內容均爲信息或表格，所以可達樹的表示數字都由0或1組成。由圖3可知，每個節點表示所包含的託肯數均不超過一個，所以，該模型是有界、安全的。圖中所有標識都至少被觸發了一次變遷，所以，該可達樹沒有死鎖發生。在某一標識被觸發前，其他變遷被觸發的次數都是有限的，所以，該可達樹是公平的。產品物料配送和領用流程是可達的，並且能夠能正常結束，在結束狀態時只在終止庫所中有託肯。

3 結語

本文把YAWL技術應用到製造業物流管理控制流程 ，以產品物料配送和領用流程爲例，描述並分析了該流程。通過這一實例，證明YAWL是一種很理想的建模工具，它對流程定義清晰準確，構建的模型直觀簡單。對於製造業相關物流管控流程的分析構建有着很好的前景。

參考文獻

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[2]樑愛南，李長雲，黃賢明. 多實例工作流模式的π演算形式化[J].計算機應用，2007，（1）：219-220.