基于petri网的仓储业务流程优化分析

陈晓桐

（福建商学院，福建 福州 350000）

0 引言

电子制造业企业是一个有机整体，企业的物流业务流程主要包括采购、生产、仓储的业务处理过程，为了满足现代市场竞争对制造企业业务流程系统环境的要求，优化企业物流业务流程是非常必要的。因此重视物流业务流程设计，优化企业物流业务流程已经成为企业的重点。生产的成品最终是要交至客户手中，仓储活动才基本完成。实现仓储是生产仓储工作成果的最重要的环节，它包含了确认库存，发送货物，开具发票等环节。如何高效的完成产成品顺利的交货，实现产品的价值是仓储物流业务流程的关键部分。

1 Petri网方法

Petri网的理论最早是由著名的德国计算机科学家Carl Adam Petri在其博士论文《用自动机通信》（1962）中提出的。Petri网是一种系统分析和建模的工具，构建Petri网的目的是研究模型系统中的组织结构情况和动态行为模式。许多综合业务过程具有并发或异步等特征，而Petri网不仅可以对流程进行图形化的描述还可以通过数学模型对流程建模，为描述和分析复杂系统提供了有效的支持和解决办法。Petri网一方面可以通过严格的语义表示，因而可用数学方法进行性质的推导，另一方面可以图形的方式表示，结构清晰易于理解分析。Petri 网能对庞大复杂的系统进行准确的表达，因而Petri网技术在企业业务流程建模运用方面具有很大的优越性[1-3]。

2 基于petri网的仓储物流业务流程模型建立及分析

2.1 仓储物流业务流程分析

A电子制造企业是一家大型高科技外商投资企业，主要经营的是各种PC显示器及液晶电视的制造、设计及仓储业务。本文研究的仓储物流业务流程主要是储运业务流程部分，即从产成品下生产线后到客户收货的过程，以确保成品储存、出货准确快速安全，保证产品品质，防止因出货不当而造成损失。其主要的业务流程描述如下

（1）成品入库准备。产线生产完的成品通过托车运至等验区，并填写传票，由OQA部门签字通过。待验区人员捆膜打带，核对信息。（2）读码。读码人员对入库的产品进行序号采集并传输到系统中，以识别是否有错误。若有发现错误，找出并处理。（3）由待验区把关人员开出FGR单。（4）成品入库，核对信息。（5）OQA部门抽检。对不良产品进行标识并退回产线，产线在FGR单上签名，并将不良品的数量扣除。（6）走帐。储运部依据FGR单制作成品出入明细表，并交给走帐人员在SAP中记帐。（7）安排出货。储运部排程员根据四周生产排程及交货单编制当天的出货需柜排程及次日预排。储运部排程办事员接收并登记交货单，并且要及时将交货单需柜信息及时录入到SFIS系统中。并将交货单进行分类储存在交货单储存柜中并上锁。（8）调柜。（9）贴唛头。（10）装柜。（11）封柜。封柜时要根据装柜清单与交货单核对一机种、数量，并且要核对柜号、铅封号、柜种、货运公司与交货单完全一致后方可在规定的位置上封上封条。（12）放行。（13）走帐。（14）追踪[4-6]。

2.2 仓储物流业务流程模型构建

仓储物流业务流程图中转化为相应的Petri网模型，如图1所示。

图1 仓储业务流程Petri网模型Fig.1 Petri net model of warehousing business process

在利用Petri网所描述的仓储业务流程中，托肯由开始库所（s1）到达最终库所（s23）时，则表示整个仓储业务流程的结束。该企业仓储物流业务流程Petri网模型的初始标识为：。

2.3 仿真分析

2.3.1 仿真参数

本文选择利用ExSpect仿真软件来研究企业物流业务流程，选择的企业业务流程模型的仿真参数为业务流程的周期时间。对一个业务流程模型评价其流程周期时间，一般是指平均时间，即最后的仿真数据结果是进行多次仿真后的周期时间的平均值，平均流程时间的计算公式为：

本文中的业务流程系统建模使用siminfo函数来定义仿真时钟和仿真程序运行次数，赋值语句为：nofsubruns：6，nofstartruns：0，subrunlength：4*600.

2.3.2 仓储物流业务流程仿真分析

经过企业调研得到该公司在整个仓储业务流程中各个作业环节所耗费的操作时间参数。在建立模型并设置仿真参数后，通过利用ExSpect软件对模型进行仿真，得到的结果可知仓储物流业务流程耗费时间基本与实际相符，具体如下：

（1）该公司的仓储物流业务流程平均周期时间是17.451小时，即2至3个工作日个能完成。

（2）流程中存在一条关键路径为：

（3）在处理出库传票、货单等各种单据时耗费了较长的时间，成品检验流程复杂，降低了出库效率。

3 A电子制造企业仓储物流业务流程优化分析

3.1 仓储物流业务流程优化

仓储物流业务流程优化部分，主要是针对出货过程进行优化。通过建模仿真可知涉及单据及部门较多，操作繁琐。因此，此部分优化选用事物流程图进行分析。提出以下问题：

（1）为何需要传票和FGR单？可否减少传递票据的时间？

传票是由生产线填制，作为成品移交待验区保管的凭证，同时也是作为QA检验批量的凭证。FGR单由待验区填制，作为成品入库的依据，品入帐的凭证。考虑实施电子化可以减少传递时间。

（2）什么是打带？能否取消？谁来操作？

将堆栈好的成品在捆好外包装膜后，进行捆扎固定，不可以取消，考虑取消人工打带改为机器自动化。

（3）OQA两次签章分别作用是什么？如何减少签章？

OQA第一次签章是成品下生产线时已经检验过的产品进行确认。第二次签章是在一第列单据完成后进行抽检确认。为减少后续操作的浪费将检验安排提前，只签章一次。

根据ECRS原则得出改善措施：

传票与FGR单电子化。

传票与FGR单涉及人员多，都是人工填写传递，效率低。为了使现有系统SAP更加完善，用电子化办公代替纸张传递，提高效率，降低成本。信息通过系统传递路径设计为：产线-OQA-成品仓-走账。具体设计功能如下：

（a）产线作业流程。作业员用帐号和密码登陆，打开系统的页面进行数据录入：A、工单号；B、一批机器的数量；C、移管线体；D、存放区域。系统自动生成：A、对内机种名；B、日期。键入完成点确定，进入下个环节分 ONLINE OQA与 OFFLINEOQA。

（b）OQA作业流程。OQA在系统页面上选择通过或者拒收，若通过，输入批号点确定进入下个环节 ，若拒收，则暂存，待确认可否通过，如果不能通过，点拒收，系统信息返回产线重新返工。

（c）成品仓作业流程。成品仓读码人员收到OQA发过来的界面，去待验区读码，读码全部通过之后，点击确定，进入下个环节。

（d）走账。以上资料能存储在页面上，走账人员可以复制信息进行走账。

（e）导入自动打带机。提高包装自动化程度，有效节约场地，提高包装速度；降低人员劳动强度；降低包装成本，打包机工艺流程如下：进料—打包—出料。

（f）在产线填完传票后，由OQA部门立即进行检验，合格后贴合格标签；不合格则退回产线返工。

（g）封柜时的与装柜清单核对应该提前至装柜时检查，减少返工。

3.2 仓储业务流程优化模型仿真对比分析见表1

通过采用以上优化方案后，对仓储业务流程进行重新描述。得到，仿真模型如图2所示。

图2 优化后仓储物流业务流程仿真模型Fig.2 Optimized simulation model of warehouse logistics business process

根据以上的相关数据，对优化后仓储物流业务流程模型进行仿真实验。由仿真结果可以分析得到：优化后整个仓储物流业务流程的完成大致需要13.59个小时能完成，相比于优化前17.451个小时，优化后的仓储流程平均周期时间要明显低于优化前周期时间，仓储业务处理的平均周期时间的效率提高了约22%。优化方案对流程的平均周期时间起到了一定的有利的影响[7-8]。

表1 各业务环节含义及所花时间Table 1 Meaning and time of various business processes

4 结论

对A电子企业仓储物流业务流程的状况运用Petri网建模与仿真技术以及工业工程的程序分析方法进行深入的分析，构建流程优化后的Petri网模型，然后利用仿真方法，对比分析优化前后的各个业务流程处理周期时间，从定量上验证了流程优化的效果，优化后的业务流程的处理周期时间得到了明显的缩短[9-10]。