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摘 要:为定量分析口岸通关效率,以口岸通关流程为研究对象,建立基于分层赋时Petri网建模方法(HTPN)的口岸通关流程模型.模型中包含经验时间参数,可根据不同的时间参数分布,对模型进行定量分析.应用Witness软件,对所建模型进行仿真和口岸通关流程效率分析.仿真结果验证HTPN模型的正确性,可为现有流程的优化重组提供评估手段,给决策者提供决策依据.

关键词:HTPN; Witness; 口岸通关; 通关效率

中图分类号:F713; F746文献标志码:A

Time efficiency analysis of business process of

customs clearance based on HTPN

CHEN Qiulin YANG Yongsheng MENG Yanping YANG Binb

(a. Logistics Engineering College; b. Academy of Science & Technology,

Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China)

Abstract: In order to analyze efficiency of the customs clearance quantificationally, taking business process of the customs clearance as researching subject, a model about the business process of the customs clearance is establised based on the hierarchically time Petri net (HTPN). The model is analyzed quantificationally according to the different time parameter distributions. By the help of Witness, the model is simulated and the efficiency of the business process of the customs clearance is analyzed. Simulation shows the model is correct, and it may provide an appraisal method for optimizing the reorganization of the existing flow and the policy-making basis to the policy-maker.

Key words: HTPN; Witness; customs clearance; efficiency of customs clearance

0 引 言

在国际贸易中,进出口货物的通关效率至关重要,因此向贸易商承诺提供快速、可预期的货物放行时间已变得越来越重要.海关在执行时要保证追踪货物的流动并能进行选择性检查,最终对货物放行.对口岸通关流程的建模和仿真研究很有意义.

Petri网是对离散平行系统的数学表示,适合描述异步、并发的计算机系统,其严格的形式定义、直观的图形表示、丰富的系统描述手段和系统行为分析技术,能为计算机科学提供坚实的基础,被应用于工作流理论的研究.

鉴于Petri网在建立工作流程模型上的优势以及口岸通关流程的重要性,本文用Petri网对海运货物通关流程进行建模,动态描述海运货物通关流程,并引入时间元素,对流程模型进行定量分析.

1 国内外研究现状

目前,已有一些学者基于Petri网对企业流程或海关工作流程建模进行研究.在企业流程建模方面,戴顺南等[1]用Petri网对企业物流流程进行建模,并用Petri

网的分析工具对流程进行分析和优化;陈春良等[2]讨论基于HTCPN装备保障业务流程的建模与优化方法,克服普通Petri网的不足,并用CPN-TOOLS对建立的流程进行仿真并给出优化方案;陈慧灵等[3]论述从Petri网到工作流程模型执行的映射,给出1个基于Petri网建模的实例,并用随机Petri网和概率论对该模型进行时间性能分析;DOERNER等[4]用Petri网作为建模工具、随机分支定界法作为优化方法,研究在考虑员工数量和工作量的情况下,基于多种复杂优化工作策略的多模式资源约束的工作流程;HA等[5]用赋时有色Petri网建立对产品开发流程(PDP)进行管理的流程.在海关业务流程方面,董海等[6]提出用Petri网建立海关业务流程工作流模型,给出基于Petri网的模型并总结该模型的优势;施雪丽等[7]设计基于Petri网的海关业务流程工作流模型,并以实例分析使用模型可引进流程,提高效率;沈岸[8]用实证分析与规范分析相结合、理论与实践相结合的方法,运用管理学、组织行为学和流程再造等相关理论,以成都海关为例,对海关业务流程进行定性分析.

上述研究尚未有针对海关工作流程提出以时间效率为指标的量化分析模型.本文提出使用分层赋时Petri网(hierarchically time Petri net, HTPN)建立口岸通关流程模型,仿真分析过程的时间效率.

2 HTPN原理

层次模型常用于形式描述和分析.在复杂、大型系统的性能评价中,可采用自顶向下逐步分解描述和自底向上逐步综合替代相结合的方法.层次模型可隐蔽子网的结构和详细描述,使模型设计者记住相应抽象层次的设计;每个子网模型可并行,相同的子网不必重复设计;具有良好的层次结构,可为系统模型的分解、压缩奠定基础.因此,使用HTPN有利于建立清晰、简洁、层次化的流程模型.

2.1 延时Petri网(TPN)

定义:延时Petri网[9]为(P, Ω),其中P为Petri网(P, T, F),Ω为1个函数,为Petri网中每个变迁ti分配1个非负实数τi

Ω:T→R{R是非负实数集合};

非负实数τi等于Ω(ti)为变迁ti的发射时间.

假设网络的运行发生在实时系统.在任何实时时间τ,Petri网有1个标记M(τ),可将M看成向量求函数.用M(0)表示初始标记,将M(τ,p)写为M(t)(p),即在时间τ库所p中的托肯数量.当且仅当t的每个输入库所至少含有1个托肯,变迁ti称为在时间τ使能,即M(τ,pk)≥1 (对所有pk∈t).

当变迁ti使能时,发射开始,从ti的每个输入库所消耗1个托肯,变迁ti运行.当τi是变迁ti的发射时间时,该运行持续τi秒.在这段时延结束时,变迁ti的发射停止,并且在每个输出库所pj∈t增加1个托肯.

2.2 分层赋时Petri网(HTPN)

HTPN等于(P,T,F,M,Q,in,out,R,DUR)[10]

式中:P为状态集,如P等于{p1,p2,等,pi};T为事件集,如T等于{t1,t2,等,ti};in为工作流的入口;out为工作流的出口;Q为状态集,为所有子网组代表的集合,如Q等于{q1,q2,等,qi} (i等于1,2,等,n),称为子网组代表;F等于{F1,F2,等,Fk} (k等于1,2,等,m),表示子网k中事件与状态或子网代表之间的流关系;M为m维向量集合,M(p)表示库所p中托肯的数量;r(q)等于f,q∈Q,f∈F,r∈R,R中的函数指出子网组代表q(q∈Q)与其所代表子网的映射关系;DUR(k)为事件t或子网代表q的执行时间.

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参考文献：

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