基于對象Ｐｅｔｒｉ圖的敏捷供應鏈管理系統

摘要：供應鏈的敏捷性是為了適應市場的易變性以及顧客需求的不確定性。要達到整個鏈上的敏捷必先做好內部供應鏈的敏捷，對象Petri圖有較好的重用性，較好地避免了一般Petri圖的復雜性強的缺點。文章用對象Pet，i圖對敏捷供應鏈內部進行建模，建立了敏捷供應鏈管理系統的架構。

關鍵詞：敏捷供應鏈；對象Petri圖

一、引言

在市場環境競爭日益激烈的情況下，企業為了生存和保持競爭優勢，供應鏈管理成為一種必然的選擇。同時隨著動態聯盟的發展，由于傳統的供應鏈過分強調關系的穩定性，而不能適應社會的發展。許多學者將動態聯盟的思想引入供應鏈管理之中出現了敏捷供應鏈的概念。根據柴躍廷等對敏捷供應鏈的定義，敏捷供應鏈是在競爭、合作、動態的市場環境中，由若干供方、需方等實體構成的快速響應環境變化的動態供需網絡。敏捷供應鏈管理強調的是面向過程的管理，實施敏捷供應鏈管理需要過程控制技術的支持，進行有效的過程管理是實現敏捷供應鏈目標的一種有效途徑。面向對象Petri網同時具有面向過程和面向對象的特性，既方便對業務過程進行描述和仿真，又利于面向對象的系統分析和設計，是業務過程建模和業務組件構建的較佳工具。本文提出了用對象Petri圖對敏捷供應鏈小的過程進行管理的解決方案，以便于企業順利實施敏捷供應鏈管理。

二、敏捷供應鏈管理系統的特點

在敏捷供應鏈上的企業的內部業務流程自動化也應該具有很高的靈活性，才能適應敏捷企業對業務流程變化的要求；而且要求對整個敏捷供應鏈上的工作流程進行控制和協調，以快速適應市場變化。

1．敏捷供應鏈管理系統的敏捷性。體現在如下兩方面：(1)供應鏈管理信息系統的敏捷性 即根據企業重組、供應鏈網絡的變化，快速而高效地重構出一個支持新環境的供應鏈管理信息系統，并使信息在這個系統上無阻礙地流動。要求開發的供應鏈上各節點的管理軟件具有開放性、可伸縮性、跨平臺性，并具有可重構和重用能力。(2)供應鏈上各種流的敏捷重構 即讓供應鏈上物流、資金流和信息流具有敏捷、可重構的特性，以減少各種流的總開銷，縮短運轉周期，提高商業處理過程的自動化程度。實現上述目標，追求供應鏈管理系統的敏捷性，是一個普遍關心的問題。本文的研究著重于如何利用對象Petri圖為企業內部商業過程建模、商業過程處理與監控進行形式化的表示和建模，從而滿足供應鏈管理系統的敏捷性要求，實現企業內部供應鏈的敏捷性要求。

2．敏捷供應鏈的主要特征(如圖1所示)。(1)市場敏感性：市場敏感性是敏捷供應鏈的本質特征。(2)網絡分布性：敏捷供應鏈通過網絡將地理上分散的實體聯系起來，包括從供應商的供應商到顧客的顧客的供應鏈中的所有實體，參與到供應鏈競爭中去，是發展的必然趨勢。在供應鏈網絡內實現合理的庫存分布，在網絡中實現供應鏈伙伴的合作、協調、重構及利益分配，以實現緊密的更敏捷的聯系，來保持和擴大供應鏈的顧客顯得非常重要。(3)過程集成性：敏捷供應鏈要打破組織界限，站在整體供應鏈的高度來進行跨企業的業務過程集成，在供應鏈內相關實體之間，共同進行新產品開發，系統管理及共享信息。在供應鏈內部，即對企業內部商業過程更應采用過程化管理，并貫穿于敏捷供應鏈內部商業過程整個流程。對于企業內部供應鏈敏捷化的實現，本文采用對象Petri技術建立敏捷供應鏈內部商業過程模型，敏捷供應鏈上企業內部供應鏈結構如圖2所示。(4)虛擬性。使用信息技術在供應鏈的所有實體之間共享數據，實際上使供應鏈具有了虛擬化的特征。供應鏈的虛擬性是基于信息技術的，而不是基于庫存的。通過實時的信息交互，企業能減少物流量，縮短冗長物流渠道來提高效率。

三、對象Petri圖

Petri圖是一種適用于多種系統的圖形化、數學化的建模工具，利用Petri圖進行過程建模主要有以下優點：(1)Petri圖兼顧了嚴格語義與圖形語言兩個方面，即能對過程進行十分清晰與嚴格的定義，又直觀易懂；(2)Petri圖是一種基于狀態的建模方法，它嚴格區分廠活動的使能與活動的執行，具有更豐富的表達能力，具備更多的柔性；(3)Petri圖具有強有力的分析技術與手段。在對商業過程進行建模時，使用傳統的Petri圖容易產生以下問題：①基于Petri的流程模型過于復雜，會導致狀態爆炸的問題；②目前基于Petri網的流程建模往往采用面向過程和非模塊化設計，軟件可維護性差，缺少對重用以及流程動態變化性的支持；③過于追求理論的先進性，沒有考慮和已有標準的映射，缺乏實用性和可用性。因此，本文提出用對象Petri圖來對業務流程進行建模，以達到敏捷供應鏈內部的敏捷性要求。

對象Petri圖相比較于其他方法，它具有以下優點：(1)有利于實際工程應用為原則；(2)引入面向對象概念，使系統模型更具結構化，工程化；(3)借鑒著色Petri網中的一些概念以達到縮小系統模型規模的目的；(4)利用了客戶服務器進程通訊概念增強了消息傳遞與同步機制；(5)類的構造采用分層建模從而分解系統模型的復雜度。

對象Petri圖是以面向對象為基礎進行定義的，它能較好地體現面向對象的封裝、繼承、多態等特性：(1)封裝。對象Petri模型將數據和基于數據的操作封裝在一起，完全隱藏了對象的內部實現細節，對象和外界僅僅通過定義好的輸入、輸出接口進行交互。封裝使得對象Petri模型對內是一個結構完整的整體，對外則是一個功能明確、接口單一、在各種適合的環境下都能獨立工作的有機單元。(2)繼承。繼承是新的對象使用現有對象功能的手段，也是實現軟件重用的一種途徑。在對象Petri圖中，通過聚合提供繼承這種特性。(3)多態。多態是根據所使用的對象展現多種不同行為的能力。在對象Petri圖中，實現相同接口的2個對象就被認為是多態的，即同一個接口可以由多個對象以不同的方法實現。

四、對象Petri圖的結構

對象Petri圖系統結構由對象的內部結構和外部結構，對象與對象之間的消息傳遞形成了實際系統模型的控制結構組成。一個基本的對象Petri圖系統如圖3所示。

1．對象的內部結構。對象內部包含了該對象自身的屬性以及處理這些數據的方法。在對象Petri網模型中，對象屬性，即數據結構或數據類型，由庫所來表示，變遷來表示處理這些數據的方法。庫所中的Token用來表示具體的數據，若Token數不唯一，則這些數據自動形成隊列，在圖3小可以看到，對象小的每個方法僅用了一個變遷來描述，實事上，由于對象內的方法是對自身數據進行處理，每一方法都可看作一個順序進程，故此處僅用一個變遷進行描述，僅對方法進行申明，每個方法的具體描述對應著一段順序描述的對象Petri圖子網。之所以這樣做，就是通過分層描述的方法，縮小系統建模規模，分解所建模型的復雜度。

2．對象的外部結構，對象的外部結構是消息接口。在對象Petri網對象模型中，消息傳遞機制的實現是非常形象的。Place是對象中唯一與外界(其它對象實體)進行消息傳遞的接口，其中包括消息接收接口和消息發送接口，對象的消息接收接口與消息傳遞接口是成對出現的，分別與對象內的某個方法的輸入弧和輸出弧相連。消息值隱藏在消息傳遞接口——Place中的Token中，如果不同的對象同時向一個對象發送同一個消息，則在此對象的該消息接收接口中自動形成一個消息隊列。同理，在該對象的消息發送接口中也有可能會產生一個消息隊列。

3．對象間的控制結構。一個對象Petri圖系統通過對象間的控制結構協調各對象間的消息傳遞。對象間控制結構由一類具有特殊含義的變遷和庫所實現。

定義1：對象間控制結構中，用于實現對象間消息傳遞的變遷，我們稱之為“門”(Gate)，它連接一個對象的輸出消息接口和另一對象的輸入消息接口。

庫所在控制結構中的作用是和“門”變遷一起實現消息同步。這里用到了客戶機與服務器的概念，當一個對象接收來自不同對象的消息請求時，則此對象相當于服務器，其他對象相當于客戶機，那么每個客戶機與服務器間必然存在一個通信端口。在對象Petri圖中通過庫所連接在兩個門變遷之間來實現這樣一種通信機制。在對象Petri圖中，這種通信機制的作用不僅實現了消息間的同步，同時也明確了消息傳遞的因果關系。

定義2：對象間控制結構中，用于實現這種同步通信機制的庫所稱為“端口”(Porr)，它連接在對象間的兩個“門”變遷(Gate)上。

五、對象Petri圖對敏捷供應鏈內部流程建模實例

敏捷供應鏈其內部的業務流程已由圖2所示，對其進行建模采用分層來實現，即先對每一個具體流程進行建模，再進行系統的集中建模。本文中將對內部供應鏈整體進行集中建模的實例研究，限于篇幅，其具體業務流程建模可對照進行。

模型中每個類與一類業務流程相對應，業務流程中的每個流程對應一個具體對象，這樣的層次化使得系統結構清晰，且便于將復雜的系統明晰化。首先，先從上到下對系統進行集中的建模，此時主要集中在對象間控制上，圖4模型便是進行這步工作；然后再對每個具體的流程進行分析建模，這步主要集中在對象內部邏輯。

從上面建模實例可以發現，用對象Petri圖對敏捷供應鏈內部建模可以將系統的邏輯復雜性分解在建模的不同階段和不同層次當中。而且模型結構與系統的實際結構可以很清晰地對應起來，可以很容易地發現模型中錯誤發生的地方。

六、結論

本文對敏捷供應鏈內部供應鏈的業務流程提出了一種用對象Petri圖進行建模的方法，指出了對象Petri圖的優點。對象Petri網模型不僅擁有經典Petri網的特點，也擁有面向對象的可重用和繼承的特點，利用它對敏捷供應鏈內部業務流程進行建模具有層次性強、復雜程度小、便于用具體編程語言實現管理系統的特點。以后的研究方向可以在已建立的對象Petri模型的基礎上用計算機語言來表述。