基于Petri网的云浮新港业务流程优化研究

论文摘要

港口是水路运输的枢纽,是各类货物的重要集散地。近年来,随着我国经济的快速稳定增长以及国际贸易的迅猛发展,港口企业竞争越来越激烈;同时,不断增长的港口业务对港口作业效率带来巨大的压力。为了进一步提高港口的作业效率及竞争能力,港口业务流程管理能力的重要性就日益凸显。如何缩短港口货物运转速度已成为港口企业提升市场竞争力的核心环节。因此,分析和优化港口企业业务流程显得尤为重要。业务流程的建模分析是业务流程优化的基础和前提,也是近年来流程优化的研究热点。目前业务流程建模有多种方法,Petri网方法是其中非常有效的一种。Petri网是异步并发系统建模与分析的一种重要工具,可直观、系统地表达各种关系和行为,如资源共享、冲突关系等,可以把Petri网看作与业务流程图相似的通讯辅助方法,建立关联矩阵、状态方程、代数方程等,对模型进行定量分析。通过分析,一方面能够正确地反映现有系统的特性;另一方面能够在新系统的设计中发现潜在的问题,保证新系统能够正确地实现,进而对业务流程实施改造,达到优化业务流程的目的。本文首先介绍了Petri网的基本知识及理论,分析了云浮新港的整个业务流程现状及存在的问题;根据Petri网基本知识及理论,对主要业务流程进行Petri网建模、分析,并通过构造关联矩阵,按照关联矩阵重组算法,对建立的Petri网进行子网检测,划分出各个子网并确定各个子网之间的逻辑关系,寻找出时间、资源等瓶颈。在此基础上,运用一定的优化规则对业务流程进行优化,得出优化后的Petri网模型。然后引入随机时间Petri网及Arena仿真软件,对优化前后的Petri网模型构造马尔科夫链(MC),求解流程的变迁利用率、平均标记数、平均延时时间等流程评价的参数,对比流程参数及仿真结果来验证流程优化的效果。最后,在总结全文的基础上,指出了有待进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 业务流程建模方法研究
• 1.2.2 业务流程优化策略研究
• 1.2.3 Petri 网模型评价方法研究
• 1.3 论文的研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 论文的创新点
• 1.5 本章小结
• 第二章 相关理论基础
• 2.1 Petri 网的基础理论概述
• 2.1.1 Petri 网的概念及特点
• 2.1.2 Petri 网的基本性质
• 2.1.3 Petri 网的分析方法
• 2.2 Petri 网模型建模分析
• 2.2.1 流程元素的Petri 网表示方法
• 2.2.2 逻辑关系的Petri 网表示方法
• 2.2.3 Petri 网建模步骤
• 2.2.4 Petri 网模型的关联矩阵重组分析
• 2.3 随机Petri 网
• 2.3.1 随机Petri 网的概念
• 2.3.2 SPN 的性能分析
• 2.4 Arena 仿真软件
• 2.5 本章小结
• 第三章 云浮新港业务流程分析
• 3.1 云浮新港简介
• 3.2 云浮新港进出口业务流程环节分析
• 3.2.1 云浮新港进口业务流程环节分析
• 3.2.2 云浮新港出口业务流程环节分析
• 3.3 业务流程存在问题分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 云浮新港业务流程Petri 网建模及优化
• 4.1 Petri 网建模及优化步骤
• 4.2 云浮新港业务流程Petri 网建模
• 4.3 云浮新港业务流程Petri 网模型的关联矩阵重组分析
• 4.4 优化Petri 网模型采取的措施
• 4.4.1 基于关联矩阵重组优化规则的流程优化
• 4.4.2 基于流程重构策略的流程优化
• 4.4.3 基于价值增值策略的流程优化
• 4.5 建立优化后的Petri 网模型及特性分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 云浮新港业务流程Petri 网模型评价
• 5.1 引入随机Petri 网
• 5.1.1 虚拟变迁
• 5.1.2 同构MC
• 5.2 求解模型的性能参数
• 5.2.1 进口流程Petri 网模型的性能参数求解
• 5.2.2 出口流程Petri 网模型的性能参数求解
• 5.2.3 结果对比
• 5.3 Arena 仿真评价
• 5.3.1 仿真模型的建立
• 5.3.2 模型参数设定
• 5.3.3 仿真结果对比
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 附件