基于Petri網的網購流程模型優化分析

董佳佳，王麗麗

1 引言

當今隨著信息技術的發展，業務流程在許多方面都得到廣泛的發展和應用，如何實現業務流程的優化設計已經成為比較熱門的研究課題.當前，國內外許多學者都在行為輪廓以及建模優化方面進行研究.依據Petri網的基本定義和相關的原理，并且利用相關原理來對現實的生活中的系統進行建模，基于Petri網構建出來的模型，能夠確切的理解業務流程的活性以及其可達性，這樣我們就能確保整個系統能夠比較良好的運行下去[1].Baldan P等提出基于以業務流程之間的交互行為來作為合作的依據，以此來保證各個業務流程之間能夠相互兼容，從而實現流程之間能夠正常的運行[2].

本文以基于Petri網對網購流程中支付方式的優化為例，有效地幫助顧客在網購支付過程在打破只能實現一種支付方式的局限.本文結構如下，第二部分介紹了Petri網基本概念；第三部分對基于Petri網的網絡購物流程模型進行分析，找出了問題與不足，并且給出了相關的建模模型的優化；第四部分總結了這篇論文并對未來的新工作進行展望；最后部分是參考文獻.

2 基本概念

定義1[2](流程模型Petri網） 流程模型的Petri網PN=(P,T；F,C)它是一個四元組，并且它能夠滿足以下條件：

(1)P∪T≠?

(2)P∩T=?

(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，網PN=(P,T；F,C)的基本元素集合分別是P和T，通常，在petri網，習慣分別用圓圈和方框來表示.

定義2[2]（可達性）已知Petri網PN=(P,T；F,C)，如果存在 t∈T，使[t＞M'，則稱 M'為從 M 直接可達的.如果存在變遷序列t1,t2,…,tk和標識序列M1,M2,…,Mk使得

則稱Mk為從M可達的.從M可達的一切標識的集合記為R(M).

定義3[1](行為輪廓) 假設(N,M0)為一個網，其初始標識是M0.對任給的變遷對(t1,t2)∈(T×T)滿足下面關系：

(1)若 t1＞t2且 t2≯t1，則稱嚴格序關系，記作t1→t2；

(2)若 t1≯t2且 t2＞t1，則稱嚴格逆序關系，記作t1→-1t2；

(3)若 t1≯t2且 t2≯t1，則稱排他關系，記作 t1+t2;

(4)若 t1＞t2且 t2＞t1，則稱交叉序關系，記作t1||t2；

我們將滿足以上的關系的集合稱為網系統的行為輪廓，記作BP={→,←-1,||,+}.

3 基于Petri網的網絡購物的流程模型優化分析

3.1 構建網購流程模型

網購流程的模型如圖1所示.

圖1 網購流程模型圖

Petri網的基本運行規則表明了在給定初始條件下的流程模型的基本運行狀況，通過模型的運行，可以讓我們得以知道活動之間的直接的關系.圖1給出了網購流程模型圖.當顧客在網購時，首先要選定商品觸發t1，然后顧客可以選擇t2立即購買或t3放入購物車，t2，t3是相互排他關系，記作t2+t3.若顧客選擇t3，則t3放入購物車和t5繼續選購是嚴格序關系，記作t3→t5；若顧客自己選擇的是t2立即購買，則t2和t4之間是嚴格序的關系，記作t2→t4，接著發生t6與t7，在t7選擇付款方式時，可選擇t8支付寶支付或t9其他方式支付，t8與t9是排他關系，記作t8+t9.當填寫好支付信息t6并選擇一種支付方式t8或t9，t10付款下單才可以發生，接著發生 t11，t12.其中 t10，t11，t12 是嚴格序的關系，即t10→t11→t12.若顧客收到商品以后，會對商品產生感受，t13滿意或t14不滿意.t13與t14是排他關系，即t13+t14.若顧客對商品滿意，則接著發生t15，t17；若顧客對商品不滿意，則接下來發生t16，t17.

3.2 網購流程模型優化

圖1中的網購流程的支付方式具有排他性關系，用戶只能選擇一種支付方式來進行支付.但在實際網購中，顧客在選擇支付寶付款方式時，可能會出現顧客的支付寶余額不足以支付該商品的價格，如果此時顧客想利用支付寶余額支付商品價格的一部分，其余部分再利用其它支付方式支付，則圖1中的流程模型不適用.

圖2 網購流程模型優化

優化過后的網購流程的模型如圖2所示，根據圖1所出現的不足進行了優化設計.主要是從支付方式這一環節進行優化.在優化后的模型下，顧客可以在支付寶余額不足情況下進行支付選擇，顧客可以選擇t12直接放棄支付寶支付，也可以選擇t13利用支付寶中的余額進行部分消費，同時轉換其他支付方式補齊差額.與源模型相比，優化后的模型在支付寶余額不足情況下可以同時使用兩種支付方式，同時反映出網購支付流程活動在執行過程中的行為和相互關系，有利于顧客靈活的選擇支付方式，方便了顧客在網購流程中的付款選擇.

4 結束語

本文構建了基于Petri網的網絡購物的流程模型，并在這個基礎上進行了建模分析，文中主要利用Petri網的可達性，和對行為輪廓的分析，結合顧客支付的實際情況通過分析流程模型中活動間間接的交互關系，發現源流程模型的不足之處.然后依據Petri網流程模型的一些相關運行規則，我們通過添加相關的控制結構，對它進行了優化.優化后的模型打破了顧客在網購支付過程中只能實現一種支付方式的局限性，增加了顧客支付方式的靈活度，在某種程度上改善與增加了顧客在網購過程中的用戶體驗，提高了其滿意度.