基于Petri网的菜鸟驿站取件流程优化

代思婕

[摘 要]取件是整个物流服务流程的最末端和直接接触消费者的环节，因此决定着消费者对于整个服务的满意程度。菜鸟驿站作为现代社区主要取件点，在其规模不断发展中衍生出了不少问题。基于此，文章利用Petri网模型这一常见的流程优化技术方法，对菜鸟驿站的整个取件流程建立模型并进行分析，指出了问题所在并提出了相应的对策。

[关键词]Petri网；建模；流程优化

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.17.163

1 引 言

随着现代物流服务的迅速发展，菜鸟驿站作为主要面向校园和社区的物流服务平台，提供着末端物流服务，对于不方便实时取件或需要保护隐私的用户同样有着重要的意义。但是随着电商消费群体越来越庞大，业务量急剧增加，取件慢、取错件等问题层出不穷，[1]取件效率逐渐成为网点竞争中一个重要新因素。在这种情况下，取件流程的优化势在必行。

Petri网是一种用图形表达过程的分布式系统的建模和分析工具，[2]具有严格的数学理论支撑，适用于描述流程或离散事件中的关系，可以同时描述系统的结构和运行，是流程优化常用的方法与技术。王玉堃等[3]利用Petri网对医院医疗服务流程进行了建模分析，为单病种诊疗流程的设计、规划和评价提供了支持；张志超等[4]则将其应用于仓储入库流程的优化，提升了入库的效率；尤庆华等[5]建立了基于Petri网的海上事故應急流程绩效评价模型，提高了处置风险的针对性和效率。鉴于此，文章在流程优化中引入Petri网模型，将菜鸟驿站取件的流程转换为Petri网流程模型，对其结构进行分析，从而达到优化的目的。

2 Petri网基本概念

三元组N=（S，T；F）称为有向网（简称网）的充分必要条件是：

（1）S∩T=；

（2）S∪T≠；

（3）FS×T∪T×S

（4）dom（F）∪cod（F）=S∪T，其中dom（F）=（x|y：（x，y）∈F），cod（F）=（y|x：（x，y）∈F），它们分别为F的定义域和值域。

其中S和T分别称为N的库所集和变迁集，F为流关系体现为两元素间的一条有向边，在Petri网中常用圆形表示库所，方框表示变迁。上述条件定义了在一个网中，库所和变迁是两种不同的元素，变迁表示发生变化的环节，而库所表示变化前后的某种状态，网中至少有一个元素，每个库所代表一种资源，库所中的黑点表示该资源的数量，称为托肯。资源的流动由流动关系规定，所以变迁只能与库所有直接的流关系。变迁与库所间的不同组合代表着不同的动作关系，在优化流程时通常针对这些关系进行分析。图1展示了变迁和库所间常见的结构关系。

在这几种关系中，并发结构意味该变迁的触发使多个库所得到托肯，冲突表示该库所的资源被多个变迁需求，选择结构表示该库所可由多个变迁触发，同步则表示若要触发该变迁需要多个库所的资源，文章主要对特定结构所反映的实际流程进行分析优化。

3 菜鸟驿站取件流程建模

通过查阅菜鸟驿站网站以及网点运营手册等相关资料，绘制取件流程图如图2所示。

将上述流程按照某时刻的状态与引起状态发生变化的动作绘制Petri网结构图如图3所示。t1扫描包裹发生后，产生一个并发结构，未获取信息的包裹经过t2手动输入，t3生成取货号，与t4再次确认以及t5发送短信之间是顺序结构，s7顾客收到短信与t6未取件t7取件构成冲突结构，t8核对取件信息与s10信息错误以及s11信息正确两个库所之间构成并发结构，转变为t9代收点拒签、t10客户签收以及t11客户退回包裹，t12表示流程结束。

4 流程分析与优化

首先对四种不同的结构进行分析，选择结构应着重研究如何选择业务的发生条件，冲突结构表明多个变迁在争夺同一项资源，此时需要舍弃低效率的变迁，将资源集中供给高效率的变迁；同步结构出现时，需要避免库所之间相互冲突的情况发生，从而提升效率；并发结构一般来说不会严重影响效率，但仍需要对冗杂的变迁进行适当的合成。

本案例中，t1与s2、s3组成一个并发结构，在这个环节中，非淘宝件需要手动输入信息，造成操作的烦琐，若对此进行优化，可建立成熟的信息平台，加强物流企业间的合作，同意信息，从而消除不必要的业务环节，s2、s4与t3的同步结构可一并消除；s7与t6、t7构成冲突结构，此环节顾客判断是否取件，不影响整体效率；t8与s10、s11构成并发结构，t8是多个库所得到资源，但上流即顾客到达频率过高造成的问题也是取件流程中最容易发生拥堵和取错件的环节，若要使托肯顺利通过此节点，可采用多人取件或智能柜等顾客自行取件方式，在t8处将易碰撞的托肯分流，从而解决取件拥堵以及因拥堵造成的取错件等问题。

5 结 论

文章基于Petri网的建模方法构建了菜鸟驿站取件的工作流程模型，对该模型的并发结构、冲突结构、选择结构以及同步结构进行了分析，通过对不同结构中资源关系的调整来优化整个流程，既可以提高工作效率，又可以避免取件慢、取错件等取件时经常产生的问题，提高取件效率。未来，还可以将问题细化，应用Petri网的关联矩阵重组算法来优化流程问题。

参考文献：

[1]刘艳，张碧君.校园快递实行自提柜的必要性和可行性——以宁波大学科学技术学院菜鸟驿站为例[J].经营与管理，2016（3）：154-156.

[2]庞德强.Petri网研究现状综述[J].现代交际，2016（22）：144-145.

[3]王玉堃，刘子先.基于广义随机Petri网的单病种诊疗流程建模与分析[J].系统工程，2015（9）：147-152.

[4]张志超，李风华.基于Petri网的A企业仓储入库作业流程优化研究[J].物流科技，2017（9）：141-145.

[5]尤庆华，杨伟伟，胡甚平，等.基于Petri网的海上事故应急流程绩效评价方法[J].上海海事大学学报，2014（3）：12-17.

[6]魏佳兴，杨超民.基于Petri网的物流配送研究综述[J].中国市场，2014（22）.