基于Petri網的商標注冊業務流程建模及行為驗證

李東月，方 歡

(安徽理工大學數學與大數據學院，安徽淮南 232001)

隨著計算機技術的飛速發展和廣泛應用，業務流程建模有了廣闊的應用前景，成為分析解決業務流程問題的常用方法。簡潔有效的工作流模型不僅能為業務管理的正常運行提供技術上的支持，而且能為業務流程的行為驗證提供形式化的驗證方法。

目前，常用的業務流程建模方法有IDEF3方法、隨機網絡方法、事件驅動的過程鏈方法等[1]。Petri網理論的建模方法以其較好的流程描述效果、直觀的圖形表示及豐富的系統分析技術，被廣泛應用于業務流程建模和分析方面。陳浩[2]針對汽車保險賠償流程的特點，采用隨機Petri網對汽車保險業務流程進行建模。徐沛東[3]通過對建筑市場監管工作的復雜性分析，基于Petri網建模技術建立了一套應用于建筑市場監管工作流的Petri網模型。高進[4]提出運用工作流模型優化水上應急處置傳遞中的問題，提升信息傳遞的實效性及準確性。李浩[5]為了理順復雜裝備服務業務流程中各參與元素及其在流程中的位置和作用，提出了一種基于Petri網的復雜裝備服務全生命周期業務流程建模方法。黃苾[6]敘述了使用Petri網建模業務過程的直觀性和易溝通、理解性。需要指出的是，工作流模型必須保證其正確性和有效性。一旦包含一些對執行任務錯誤的描述或定義，那么該流程模型在運行過程中必將產生嚴重后果，這也說明了對模型進行行為驗證和分析的必要性。

如今，商標是市場中的通行證，作為一種無形的資產，商標不僅是區別商品和服務來源的標志，也是企業的信譽、競爭力強弱的象征。越來越多的企業為了提高品牌影響力，尋求更好、更快的發展，紛紛對自己的商標申請注冊。因此對商標注冊進行業務流程建模，提高注冊效率，是非常有必要的。本文根據中華人民共和國商標法，將Petri網強大的系統描述手段應用到業務流程建模，并利用工作流Petri網對所建立的業務流程的行為進行分析和驗證。

1 相關概念

定義1[7](網的概念) 滿足下列條件的三元組N=(P,T;F)稱作一個網：

(1)P∪T≠?；(2)P∩T=?；(3)F?(P×T)∪(T×P)；(4)dom(F)∪cod(F)=P∪T.

S(庫所)和T(變遷)為網的基本元素，F是流關系。網N用有向弧表示流關系，即若(x,y)∈F，則從x到y畫一條有向弧。

定義2[7](變遷發生規則) 設N=(P,T;F,M)稱作為Petri網，則變遷發生規則為：

(1)對于N=(P,T；F,M)，?t∈T，如果?p∈P:p∈?t:M(p)≥1，則稱t在M使能，記為M[t>。

(2)在標識M下使能的變遷t發生后，得到一個新的標識M*(記為M[t>M*)，則有：

定義3[7](可達性) 設N=(P,T;F,M)為Petri網，如果存在t∈T使M[t>M*則稱M*為從M直接可達的。如果存在變遷序列t1,t2,…,tk和標識序列M1,M2,…,Mk使得M[t1>M1[t2>M2…Mk-1[tk>Mk，則稱Mk是從M可達的。從M可達的一切標識的集合記為R(M)。

定義4[8](工作流網) 若Petri網N=(P,T;F,M)滿足下列條件：(1)該Petri網有一個源庫所i∶?i=?；(2)該Petri網有一個終止庫所°:°?=?；(3)該Petri網上的每個結點都屬于i到°的一條路徑上，即Petri網是強連通的。則網N為工作流網(Workflow net)。

2 基于Petri網的商標注冊業務流程建模

商標的注冊流程基本包括準備階段(資料填寫)、提交申報、實質審查、初審公告、異議裁決5個階段。如圖1所示，當個人或企業向商標局申請注冊時，首先要填報商品的分類及名稱t1提出注冊申請t2，然后填寫相關材料t3，提交材料t7，若要求審核優先權的，須在提出注冊申請時提交書面聲明t4，并在30日內提交注冊申請副本t5或展會名稱和展會日期t6等。在初審t8過程中，商標局認為申請內容需要說明或者修正的，可以要求申請人做出說明或者修正。對于初次審查駁回申請t10的，若服從裁決則注冊失敗t11，注冊結束。申請人也可申請

圖1 商標注冊業務流程圖

復審t12，進行二次裁決t13，復審結果未能達成一致則可向人民法院起訴t15。若初步審定公告t17的商標，自公告之日起，3個月內在先權利人、利害關系人無異議的，予以核準注冊t18，如果提出異議t19，則異議裁決t20。申請人對異議裁決結果不服從t21，可申請復審t12。同樣，在先權利人、利害關系人不服從的t22，也可按照法律申請注冊無效t23。最后商標局結合判決結果給出注冊與否t16或者異議裁決結果與三方達成一致t24結束。

表1 模型中變遷符號含義

3 商標注冊業務流程的行為驗證與分析

工作流模型的合理性、有效性是模型分析中的主要內容，需要從模型分析的角度來證實模型功能的有效性，即從工作流模型出發，保證模型不存在結構上和行為上的死鎖狀態[9]。

定義5[10]一個工作流網是正確的，當且僅當：(1)對任意的標識M，都存在一個發生序列，使得源庫所可以通過M到達終止庫所；(2)對任何一個有初始標識發生而得到的中間標識M，如果此時在終止庫所里至少有一個托肯，該狀態就是終止狀態。終止時該工作流網終止庫所°中有且僅有一個標識，并且整個工作流程只有唯一的一個標識；(3)沒有死任務，也就是Petri網是活的。

對圖1模型行為分析驗證：(1)該模型只有一個源庫所i∶?i=?；(2)該模型只有一個終止庫所°:°?=?；(3)增加一個變遷t到源庫所i和終止庫°所之間，即?t={i}且t?={°}，這時Petri網是強連通的。因此該模型是工作流網。

運用PIPE軟件對工作流模型進行合理性分析，圖2和圖3分別為PIPE軟件中的發生序列和模型執行終止后的結果分析中的所有路徑經驗證都可準確執行。下面只以發生序列t0t1t3t4t8t16t18t19t20t12t14t15(即圖2所示的T0T1T3T4T8T16T18T19T20T12T14T15)為例，給出說明。

通過PIPE運行，由圖3所示的執行結果可知，(1)該模型中，對任意的標識M，都存在一個發生序列，使得源庫所可以通過M到達終止庫所，即?M,?ti+1t2,…,tk，使得M0[t1>M1…Mi-1[ti>M[ti+1>Mi+1…Mk-1[tk>Mk，i∈[1,k-1]，其中，設Mk為終止狀態；(2)模型的運行終止于一個終止庫所°，并且終止時終止庫所里有且只有一個標識；(3)每個變遷都是可發生的(M0可達的)，即?t,?M∶M0[t>M。可見，該工作流網是合理的，該模型在理論意義上是完全正確的。

實際意義上，從模型中可以清楚地看到商標注冊流程可分為三大模塊：初審之前的準備、駁回申請以及予以初審公告，余下部分分別以其展開。在工作流網模型中，包括順序、并行、選擇和循環4種結構。本文主要運用選擇結構對商標注冊流程進行建模。初審之前的準備部分，根據注冊流程，若要求審核優先權的，需在提出注冊申請時提交書面聲明t4，并在30日內提交注冊申請副本t5或展會名稱和展會日期t6等。所以填寫相關材料與提交書面聲明之間運用選擇結構，表示在提出注冊申請時提交書面聲明或順次直接填寫相關材料二者擇一即可。其余之處同理。經驗證，該工作流模型的運行軌跡與實際的商標注冊流程也是一致的。

圖2 發生序列圖

圖3 執行結果分析

綜上所述，此工作流模型無論從Petri網的理論層次還是商標注冊的實際操作層次上分析，都是完全正確的，說明該模型有較好的應用價值。

4 結語

本文通過一個商標注冊申請實例，結合工作流網，說明Petri網在業務流程建模中的優越性。從理論與實際出發，分析驗證結果合理，表明該工作流模型具有較好的應用效果，對于商標注冊業務的實際操作具有一定的指導意義。本文建立的模型表述比較詳盡，但仍有一些不足之處。例如對于異議裁決以后的事宜只進行了粗略的過程闡述，若都進行描述，模型會變得冗長復雜。今后還需要對商標注冊工作流模型進一步優化，以達到簡潔與詳盡的相對平衡。