基于Petri网的网购流程模型优化分析

董佳佳，王丽丽

1 引言

当今随着信息技术的发展，业务流程在许多方面都得到广泛的发展和应用，如何实现业务流程的优化设计已经成为比较热门的研究课题.当前，国内外许多学者都在行为轮廓以及建模优化方面进行研究.依据Petri网的基本定义和相关的原理，并且利用相关原理来对现实的生活中的系统进行建模，基于Petri网构建出来的模型，能够确切的理解业务流程的活性以及其可达性，这样我们就能确保整个系统能够比较良好的运行下去[1].Baldan P等提出基于以业务流程之间的交互行为来作为合作的依据，以此来保证各个业务流程之间能够相互兼容，从而实现流程之间能够正常的运行[2].

本文以基于Petri网对网购流程中支付方式的优化为例，有效地帮助顾客在网购支付过程在打破只能实现一种支付方式的局限.本文结构如下，第二部分介绍了Petri网基本概念；第三部分对基于Petri网的网络购物流程模型进行分析，找出了问题与不足，并且给出了相关的建模模型的优化；第四部分总结了这篇论文并对未来的新工作进行展望；最后部分是参考文献.

2 基本概念

定义1[2](流程模型Petri网） 流程模型的Petri网PN=(P,T；F,C)它是一个四元组，并且它能够满足以下条件：

(1)P∪T≠ø

(2)P∩T=ø

(3)F⊆(P×T)∪(T×P)

(4)dom(F){x∈P∪T|∃y∈P∪T:(x,y∈F)}

(5)cod(F){x∈P∪T|∃y∈P∪T:(y,x)∈F}

由此可以得到，网PN=(P,T；F,C)的基本元素集合分别是P和T，通常，在petri网，习惯分别用圆圈和方框来表示.

定义2[2]（可达性）已知Petri网PN=(P,T；F,C)，如果存在 t∈T，使[t＞M'，则称 M'为从 M 直接可达的.如果存在变迁序列t1,t2,…,tk和标识序列M1,M2,…,Mk使得

则称Mk为从M可达的.从M可达的一切标识的集合记为R(M).

定义3[1](行为轮廓) 假设(N,M0)为一个网，其初始标识是M0.对任给的变迁对(t1,t2)∈(T×T)满足下面关系：

(1)若 t1＞t2且 t2≯t1，则称严格序关系，记作t1→t2；

(2)若 t1≯t2且 t2＞t1，则称严格逆序关系，记作t1→-1t2；

(3)若 t1≯t2且 t2≯t1，则称排他关系，记作 t1+t2;

(4)若 t1＞t2且 t2＞t1，则称交叉序关系，记作t1||t2；

我们将满足以上的关系的集合称为网系统的行为轮廓，记作BP={→,←-1,||,+}.

3 基于Petri网的网络购物的流程模型优化分析

3.1 构建网购流程模型

网购流程的模型如图1所示.

图1 网购流程模型图

Petri网的基本运行规则表明了在给定初始条件下的流程模型的基本运行状况，通过模型的运行，可以让我们得以知道活动之间的直接的关系.图1给出了网购流程模型图.当顾客在网购时，首先要选定商品触发t1，然后顾客可以选择t2立即购买或t3放入购物车，t2，t3是相互排他关系，记作t2+t3.若顾客选择t3，则t3放入购物车和t5继续选购是严格序关系，记作t3→t5；若顾客自己选择的是t2立即购买，则t2和t4之间是严格序的关系，记作t2→t4，接着发生t6与t7，在t7选择付款方式时，可选择t8支付宝支付或t9其他方式支付，t8与t9是排他关系，记作t8+t9.当填写好支付信息t6并选择一种支付方式t8或t9，t10付款下单才可以发生，接着发生 t11，t12.其中 t10，t11，t12 是严格序的关系，即t10→t11→t12.若顾客收到商品以后，会对商品产生感受，t13满意或t14不满意.t13与t14是排他关系，即t13+t14.若顾客对商品满意，则接着发生t15，t17；若顾客对商品不满意，则接下来发生t16，t17.

3.2 网购流程模型优化

图1中的网购流程的支付方式具有排他性关系，用户只能选择一种支付方式来进行支付.但在实际网购中，顾客在选择支付宝付款方式时，可能会出现顾客的支付宝余额不足以支付该商品的价格，如果此时顾客想利用支付宝余额支付商品价格的一部分，其余部分再利用其它支付方式支付，则图1中的流程模型不适用.

图2 网购流程模型优化

优化过后的网购流程的模型如图2所示，根据图1所出现的不足进行了优化设计.主要是从支付方式这一环节进行优化.在优化后的模型下，顾客可以在支付宝余额不足情况下进行支付选择，顾客可以选择t12直接放弃支付宝支付，也可以选择t13利用支付宝中的余额进行部分消费，同时转换其他支付方式补齐差额.与源模型相比，优化后的模型在支付宝余额不足情况下可以同时使用两种支付方式，同时反映出网购支付流程活动在执行过程中的行为和相互关系，有利于顾客灵活的选择支付方式，方便了顾客在网购流程中的付款选择.

4 结束语

本文构建了基于Petri网的网络购物的流程模型，并在这个基础上进行了建模分析，文中主要利用Petri网的可达性，和对行为轮廓的分析，结合顾客支付的实际情况通过分析流程模型中活动间间接的交互关系，发现源流程模型的不足之处.然后依据Petri网流程模型的一些相关运行规则，我们通过添加相关的控制结构，对它进行了优化.优化后的模型打破了顾客在网购支付过程中只能实现一种支付方式的局限性，增加了顾客支付方式的灵活度，在某种程度上改善与增加了顾客在网购过程中的用户体验，提高了其满意度.