基于Petri網的菜鳥驛站取件流程優化

代思婕

[摘 要]取件是整個物流服務流程的最末端和直接接觸消費者的環節，因此決定著消費者對于整個服務的滿意程度。菜鳥驛站作為現代社區主要取件點，在其規模不斷發展中衍生出了不少問題。基于此，文章利用Petri網模型這一常見的流程優化技術方法，對菜鳥驛站的整個取件流程建立模型并進行分析，指出了問題所在并提出了相應的對策。

[關鍵詞]Petri網；建模；流程優化

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

1 引 言

隨著現代物流服務的迅速發展，菜鳥驛站作為主要面向校園和社區的物流服務平臺，提供著末端物流服務，對于不方便實時取件或需要保護隱私的用戶同樣有著重要的意義。但是隨著電商消費群體越來越龐大，業務量急劇增加，取件慢、取錯件等問題層出不窮，[1]取件效率逐漸成為網點競爭中一個重要新因素。在這種情況下，取件流程的優化勢在必行。

Petri網是一種用圖形表達過程的分布式系統的建模和分析工具，[2]具有嚴格的數學理論支撐，適用于描述流程或離散事件中的關系，可以同時描述系統的結構和運行，是流程優化常用的方法與技術。王玉堃等[3]利用Petri網對醫院醫療服務流程進行了建模分析，為單病種診療流程的設計、規劃和評價提供了支持；張志超等[4]則將其應用于倉儲入庫流程的優化，提升了入庫的效率；尤慶華等[5]建立了基于Petri網的海上事故應急流程績效評價模型，提高了處置風險的針對性和效率。鑒于此，文章在流程優化中引入Petri網模型，將菜鳥驛站取件的流程轉換為Petri網流程模型，對其結構進行分析，從而達到優化的目的。

2 Petri網基本概念

三元組N=（S，T；F）稱為有向網（簡稱網）的充分必要條件是：

（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），它們分別為F的定義域和值域。

其中S和T分別稱為N的庫所集和變遷集，F為流關系體現為兩元素間的一條有向邊，在Petri網中常用圓形表示庫所，方框表示變遷。上述條件定義了在一個網中，庫所和變遷是兩種不同的元素，變遷表示發生變化的環節，而庫所表示變化前后的某種狀態，網中至少有一個元素，每個庫所代表一種資源，庫所中的黑點表示該資源的數量，稱為托肯。資源的流動由流動關系規定，所以變遷只能與庫所有直接的流關系。變遷與庫所間的不同組合代表著不同的動作關系，在優化流程時通常針對這些關系進行分析。圖1展示了變遷和庫所間常見的結構關系。

在這幾種關系中，并發結構意味該變遷的觸發使多個庫所得到托肯，沖突表示該庫所的資源被多個變遷需求，選擇結構表示該庫所可由多個變遷觸發，同步則表示若要觸發該變遷需要多個庫所的資源，文章主要對特定結構所反映的實際流程進行分析優化。

3 菜鳥驛站取件流程建模

通過查閱菜鳥驛站網站以及網點運營手冊等相關資料，繪制取件流程圖如圖2所示。

將上述流程按照某時刻的狀態與引起狀態發生變化的動作繪制Petri網結構圖如圖3所示。t1掃描包裹發生后，產生一個并發結構，未獲取信息的包裹經過t2手動輸入，t3生成取貨號，與t4再次確認以及t5發送短信之間是順序結構，s7顧客收到短信與t6未取件t7取件構成沖突結構，t8核對取件信息與s10信息錯誤以及s11信息正確兩個庫所之間構成并發結構，轉變為t9代收點拒簽、t10客戶簽收以及t11客戶退回包裹，t12表示流程結束。

4 流程分析與優化

首先對四種不同的結構進行分析，選擇結構應著重研究如何選擇業務的發生條件，沖突結構表明多個變遷在爭奪同一項資源，此時需要舍棄低效率的變遷，將資源集中供給高效率的變遷；同步結構出現時，需要避免庫所之間相互沖突的情況發生，從而提升效率；并發結構一般來說不會嚴重影響效率，但仍需要對冗雜的變遷進行適當的合成。

本案例中，t1與s2、s3組成一個并發結構，在這個環節中，非淘寶件需要手動輸入信息，造成操作的煩瑣，若對此進行優化，可建立成熟的信息平臺，加強物流企業間的合作，同意信息，從而消除不必要的業務環節，s2、s4與t3的同步結構可一并消除；s7與t6、t7構成沖突結構，此環節顧客判斷是否取件，不影響整體效率；t8與s10、s11構成并發結構，t8是多個庫所得到資源，但上流即顧客到達頻率過高造成的問題也是取件流程中最容易發生擁堵和取錯件的環節，若要使托肯順利通過此節點，可采用多人取件或智能柜等顧客自行取件方式，在t8處將易碰撞的托肯分流，從而解決取件擁堵以及因擁堵造成的取錯件等問題。

5 結 論

文章基于Petri網的建模方法構建了菜鳥驛站取件的工作流程模型，對該模型的并發結構、沖突結構、選擇結構以及同步結構進行了分析，通過對不同結構中資源關系的調整來優化整個流程，既可以提高工作效率，又可以避免取件慢、取錯件等取件時經常產生的問題，提高取件效率。未來，還可以將問題細化，應用Petri網的關聯矩陣重組算法來優化流程問題。

參考文獻：

[1]劉艷，張碧君.校園快遞實行自提柜的必要性和可行性——以寧波大學科學技術學院菜鳥驛站為例[J].經營與管理，2016（3）：154-156.

[2]龐德強.Petri網研究現狀綜述[J].現代交際，2016（22）：144-145.

[3]王玉堃，劉子先.基于廣義隨機Petri網的單病種診療流程建模與分析[J].系統工程，2015（9）：147-152.

[4]張志超，李風華.基于Petri網的A企業倉儲入庫作業流程優化研究[J].物流科技，2017（9）：141-145.

[5]尤慶華，楊偉偉，胡甚平，等.基于Petri網的海上事故應急流程績效評價方法[J].上海海事大學學報，2014（3）：12-17.

[6]魏佳興，楊超民.基于Petri網的物流配送研究綜述[J].中國市場，2014（22）.