基于独立队列的业务过程调度优化关键技术研究

发布时间：2020-07-19 23:03

【摘要】：随着以过程为中心(Process Centered)的各种先进制造/管理模式及过程意识信息系统(Process Aware Information System)的广泛应用,业务过程建模和优化已成为业界所关注的热点问题。本文结合国家自然科学基金(No.50675210)和省科技计划项目(No.2009C31036),对业务过程调度优化中的一些关键技术进行了研究。论文的主要工作如下： 第一章是绪论。阐述了论文的研究背景,介绍了业务过程调度优化相关概念,阐述了论文研究的问题、对象和假设,对业务过程调度优化的相关研究现状进行了回顾,分析总结了其存在的主要问题,并在此基础上,提出了本文研究目标、意义、主要内容及论文的体系结构。 第二章研究了面向调度执行的业务过程建模方法。基于WfMC定义的过程参考模型,分析了业务过程的调度执行模式,形式化业务过程模型,增加一些业务过程调度执行性能分析和优化所需的信息。基于结构化程序设计思想构建了确保业务过程模型具有正确良好逻辑结构的3个基本规则,并提出了相应的判断检验算法；定义了期望执行率以及给出了其计算方法。建立的面向调度执行的具有正确良好结构的结构化扩展业务过程模型为后续的业务过程调度优化研究奠定了基础。 第三章研究了业务过程任务分配优化方法。根据第二章建立的结构化扩展业务过程模型,采用独立队列模式,基于最优化生产技术和M/Hr/1排队系统理论建立了业务过程最大生产能力和执行时间的计算方法,构建了任务分配优化的数学模型,设计了相应的求解算法,获得了面向生产能力最大化和执行时间最小化的过程任务随机分配优化方案,实现了基于全局的任务分配优化,然后设计了任务的动态再分配策略以改善基于独立队列的任务分配方法所固有的延迟调度缺点,最后进行了仿真实验,验证了提出的两种方法的有效性。同时在仿真实验中,针对建立业务过程仿真模型需要较高的技巧、仿真模型质量容易受建模者主观因素影响等问题,提出了一种基于GPSS的业务过程仿真模型的自动生成方法,减少了业务过程仿真建模的工作量、提高了业务过程仿真模型的质量。 第四章进行了支撑软件系统开发和实例应用研究。首先进行了支撑软件系统的需求分析,分析设计了相应的数据库概念模型,提出了业务过程模型的相似性算法,建立了支撑软件系统的功能体系结构,设计了各功能模块实现的关键核心算法,实现了系统原型。然后,对锅炉制造企业的某型号燃煤式蒸汽锅炉的炉胆制造过程进行了实例应用研究,进一步验证本文提出的业务过程调度优化理论方法及其支撑软件系统的可操作性、可行性和有效性。 第五章对论文进行了总结,指出了论文的创新点,并对未来研究工作进行了展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH186
【图文】：

(2)根据业务过程性质可划分为:生产型业务过程、管理型业务过程、特定型业务过程和协作型业务过程。它们的特点和实例如表1.1所示，结构化和面向过程的程度如图1.2所示。其中生产型业务过程和管理型业务过程一般属于结构化业务过程，业务过程的结构化程度比较好，具有高度的逻辑结构规范性，通常完全可以由顺序、选择、并发和循环等四种基本模型结构描述。

方案确定后其资源补充的模式(如库存水平的设置、进货的时间间隔/数量的确定等)，这将是一个库存论的问题，已超出了本文的研究内容。图1.3显示了某制造企业的网上订单接收处理过程，它由4个活动组成，每个活动需要的资源及对应的处理时间均值标注在其下方，每种资源处理相应的活动实例/任务需要的单位时间服从指数分布，订单(过程实例)以一定的速率随机到达。这个业务过程是一个结构化的、生产型业务过程，业务过程中的活动与资源存在多对多的支持关系，满足以上的条件与假设。AAA2.历史 史 记记录评审审 AAAl.申请 请 请A4.订

浙江大学博士学位论文现假设开始两份订单的到达时刻分别为0和2，所有资源处理活动实例的随机采样时间取其均值，两个处理这两份订单的任务分配实例如图1.4和图1.5所示，其中图1.4采用基于传统共享队列谁有空谁服务的模式，没有采用任务分配优化方法，而图1.5采用一定的任务分配优化方法(基于独立队列模式面向最大处理能力/最短执行时间)，两个案例中的任务选择规则都采用先来先服务的规则。图1.4所示的任务分配案例完成这两份订单的时间需要19个单位时间，图1.5所示的任务分配案例完成这两份订单的时间只需要巧个单位时间，这两个分配案例说明了不恰当的任务分配会降低业务过程的执行性能。Al}卜AlA2A3{A3瓢鑫薰馨薰蘸 012356图1.4没有任务分配优化的任务分配实例 AAA11111A琪 琪 琪 AAAAA222A22222 AAAAA333A33333鬓瓢薰缨缨 缨蘸纂蘸蘸…… … 0123561011图1.5存在任务分配优化的任务分配实例1.4研究现状、发展趋势及存在的主要问题1.4.1过程建模的国内外相关研究现状及发展趋势通过过程建模建立正确合理的业务过程模型是理解业务过程，进行业务过程分析优化的基础和前提条件。当前比较成熟的可支持过程建模方法/工具主要有:DEF3、eEPC尼PC、DFD、uML、DsM等。如 :ovidiu5.Noran[54]等对UML和IDEF在过程建模中的应用进行了比较分析研究，试图集成过程建模和信息系统建模;Ricard。M.Bastos[55]等利用uML的扩展机制对uML活动图进行了扩展

【参考文献】

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本文编号：2763089