基于YAWL的制造业物流管理控制流程建模与分析

张新新

摘 要：研究的是一种物流管理流程建模方法，主要应用于生产制造业的流程控制方面。通过对具体公司案例的分析应用，说明这种建模方法的具体操作过程，显示出方法的便捷性、易行性以及分析结果的有效性。

关键词：物流管理控制；YAWL；可达树分析

中图分类号：F25 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.03.011

随着我国制造业的快速发展，我国企业物流发展却明显滞后于社会物流的发展，且整体水平不高，在当前企业物流发展环境下，特别是中国作为“世界加工厂”的发展趋势，中国的制造企业如何有效的施行先进合理的物流管控系统，将对企业竞争力、生产能力、管理时效性都有着巨大的促进作用，可以更加科学合理的进行资源调配，而这问题将是众多企业所需要面对的最直接的问题。因此，物料管理系统的应用就显得越来越重要。目前，在诸多工作流建模方法中，YAWL具有简单直观的图形标识和丰富的分析技术等优势。

1 YAWL相关理论论述

1.1 YAWL

YAWL是由ARTHUR TER HOFSTEDE教授和他的团队开发的一种全新工作流語言。YAWL可直接支持所有的工作流模式。是一种将PETRI网与工作流技术相结合的过程建模语言，与其他流程建模语言相比，它具有很强的兼容性。

2005年，由AALST和他的研发团队开发了YAWL，这是一种全新的工作流建模分析软件，可以支持所有工作流语言。它是一种非常强大的并且是目前最先进的BPM环境，YAWL是开源的，目的在于易于用户使用和安装。自2005年从投入使用以来，YAWL一直将最新学术见解融入整合并调整，这是YAWL的独特魅力所在。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，本文对物流管理控制流程的建模就是对物流工作流的控制流进行建模。 后面对YAWL 的理论涉及PETRI 网的相关概念进行介绍。

1.2 YAWL的符号

基本的YAWL符号有 13 种，如图1所示。CONDITION表示存放元素的容器，也就是PETRI网中的库所，相应的，库所中存放的是托肯；INPUT CONDITION表示初始库所；OUTPUT CONDITION表示终止库所。ATOMIC TASK表示单个任务；COMPOSITE TASK表示复杂任务；MULTIPLE INSTANCES OF AN TASK 表示由多个ATOMIC TASK组成的复合任务；MULTIPLE INSTANCES OF AN COMPOSITE TASK表示由多个COMPOSITE TASK 组成的复合任务。

AND-SPLIT TASK表示输入流经过变迁，后面的所有库所都能得到输出流；XOR-SPLIT TASK表示输入流经过变迁后，只有部分库所能够得到输出，它多用于自动选择多个可能的替代方案；OR-SPLIT TASK表示输入流经过变迁后，后面的所有库所，有且只有一个库所能够得到输出的元素。AND-join task 表示变迁的所有输入流都处于准备状态的时候，触发才能够被启动；XOR-JOIN TASK表示有一部分输入流准备好，变迁就能够被触发；OR-JOIN TASK表示所有输入流中只有一个能够得到变迁。

1.3 PETRI网

PETRI网（PN）最早是由德国学者C.A.PETRI在1962年在他的博士论文中提出。经过多年发展，PN已被逐渐应用到各个领域对系统进行建模分析，比如自动制造系统的研究等。

PETRI网是事件驱动系统建模的十分有用的工具。他可以检验包括系统状态的可达性、库所的有界性、变迁的活性与锁死性、初始状态的可逆性等。下面简单介绍有向网的相关定义。

2 建模实例

以某制造公司的产品物料配送和领用流程为例，各部门根据生产所需填写领料单，由仓储部门核实领料单，如果物料未按计划到货，则进入延迟供货程序。如有物料需求在计划外，则进入计划外领料程序。再与运输部门的物料运输计划共同决定，将物料配套发放到车间指定位置。需要按照实际发料填写领料单，再交由收料人签字确认。领料单要在物料领用部门、仓库、财务部各留一份存档。

2.1 基于YAWL的产品物料配送和领用流程

起止两端的CONDITION为产品物料配送和领用流程的起始和终止库所。T1为领料部门根据领料计划填写领料单，T2为制定物料领用制度，T3为总经理审批。S1为领料单，S2为临时库所，S3为物料领用制度。T5为对照计划检查领料单，T6为判断是否在计划内，T7为判断是否在安全库存内，T8为进入计划外领料程序，T9为配套发料到车间指定位置，T10为按照实际发料填写领料单，T11为收料人签收并由负责人核实，T12为更新物流台账，T13为更新财务库存帐。S12为领料单，S4，S6，S7，S8，S9，S10，S11为临时库所。T14为判断是否按计划到货，T15为通知计划人员，督促采购部门，T16为进入延迟供货程序。S5为物料输送计划，S13，S14，S15，S16为临时库所。

2.2 产品物料配送和领用流程可达树分析

本节中使用的分析方法是可达树。通过分析PETRI网可达树，我们可以了解到PETRI网的许多重要性质，绘制可达树是分析PETRI网模型的一种有效方法，它能够有效检测Petri网的几种重要性质。

基于YAWL 的产品物料配送和领用流程是由顺序和并行路由组成。

从图3，我们可以得到以下结论：

该模型中传递的内容均为信息或表格，所以可达树的表示数字都由0或1组成。由图3可知，每个节点表示所包含的托肯数均不超过一个，所以，该模型是有界、安全的。图中所有标识都至少被触发了一次变迁，所以，该可达树没有死锁发生。在某一标识被触发前，其他变迁被触发的次数都是有限的，所以，该可达树是公平的。产品物料配送和领用流程是可达的，并且能够能正常结束，在结束状态时只在终止库所中有托肯。

3 结语

本文把YAWL技术应用到制造业物流管理控制流程 ，以产品物料配送和领用流程为例，描述并分析了该流程。通过这一实例，证明YAWL是一种很理想的建模工具，它对流程定义清晰准确，构建的模型直观简单。对于制造业相关物流管控流程的分析构建有着很好的前景。

参考文献

[1]苏青福.基于YAWL的宽带运营商服务流程建模与分析[D].天津：天津大学，2009.

[2]梁爱南，李长云，黄贤明. 多实例工作流模式的π演算形式化[J].计算机应用，2007，（1）：219-220.