专题资料（2021-2022年）913改好Petri网理论及其在冷链物流企业配送流程优化

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1、Petri网理论及其在冷链物流企业配送流程优化中的应用PETRI NET THEORY AND APPLICATION ON THE COLD CHAIN LOGISTICS ENTERPRISE DISTRIBUTION PROCESS OPTIMIZATION专 业： 姓 名： 指 导 教 师：申请学位级别： 论文提交日期： 学位授予单位： 摘 要随着经济的不断发展，市场经济的不断完善，社会生活的不断提高，然们生活水平和水准都得到了很大程度的提高，来维持物品的优良品质成为了世人关注的焦点，也就是如何使一些在一年书过程中对环境、温度有比较苛刻的要求，在这种条件下，一种新生的物流模式应运而生-

2、冷链物流。冷链物流的兴起，带动了学术界对于这个新兴行业的研究，它不仅意味着一种配送方式的革新，也给运输行业带来了新的血液，从而带动新的配送方式的发展，提高其效率，降低运输成本，提高收益，建立健全并完善保持食品的品质。因此，本课题开展对冷链配送问题的研究，可以预见这种研究势必会对配送行业是非常有意义的。食品问题关系着所有人的生命安全，食品质量的安全对国家和社会的稳定发展起着重要作用。从物流角度看，缩短冷链物流配送流程的时间，能够有效地降低食品变质的风险。因为冷链食品在配送中的冷藏环节受到的保护较为薄弱，所以本文从流程优化的角度来研究冷链配送的流程。目前对物流流程建模的方法有很多种，因为Petri

3、网具有严谨的数学定义和分析方法，所以本文选择利用Petri网对冷链物流企业配送流程进行建模。本文首先对本文开展此次研究的背景和重要意义进行了阐述，以及目前的冷链配送物流的研究现状和Petri网建模在物流领域乃至配送领域的应用情况做了一定的概述，在此基础上提出了本论文的研究内容、技术路线和主要研究方法；然后，对目前的冷链物流理论进行了阐述，包括冷链和冷链物流的概念，以及Petri网的理论基础进行了详细的介绍，从概念出发，引出了它的几种定义，论述了Petri网的基本性质和特性分析方法；再次，详细对当前与配送过程中的环节以及具有代表性的一些配送企业的处理环节进行了论述，以冷链物流A企业作为研究实例，

4、分析其目前现状，分别从冷链物流A企业的配送模式及对比分析，冷链物流企业配送模式特点及优越性、冷链物流A企业配送流程环节分析三方面展开论述；接着，结合冷链物流A企业配送流程环节分析，应用Petri网理论，完成的对冷链物流企业的配送流程建模，分别阐述Petri网建模的基本过程、建立的模型表述、对所建立的配送企业配送流程模型进行特性分析；最后，通过对之前建立的冷链物流A企业的配送流程的Petri网模型进行分解，利用子网间的关系，确定此模型中可优化的环节，提出合理的措施，改善和提高各子网的运行效率来达到整个流程的优化。关键词:冷链配送； Petri网； 物流企业； 流程优化IABSTRACTWith

5、the continuous development of economy, the continuous improvement of the market economy, the continuous improvement of social life, but their living standards and standards have been greatly improved, to maintain the items quality has become the focus of attention of the world, that is, how to make

6、some during a year have more stringent requirements on the environment, temperature, under this condition, a kind of new logistics mode arises at the historic moment - cold chain logistics. The rise of cold chain logistics, drive the academia to study in this new industry, it means not only a kind o

7、f distribution mode innovation, also brought new blood to transport industry, thereby giving impetus to the development of a new mode of distribution, to improve the efficiency, reduce transportation costs, improve profitability, establish and perfect the keep food quality. Therefore, this topic in

8、the study of cold-chain distribution problem, can foresee this kind of research is bound to the distribution industry makes sense. Food problems relationships with all peoples life safety, food quality safety and social stability to the country development plays an important role. From a logistics p

9、oint of view, to shorten the time of cold chain logistics distribution process, can effectively reduce the risk of food spoilage. Because of the cold chain food cold chain in the distribution of protection is weak, so this article from the perspective of process optimization study of the cold-chain

10、distribution process. On logistics process modeling method has a lot of kinds, because Petri net has rigorous mathematical definition and analysis method, so this paper selected using Petri net modeling of cold chain logistics distribution process.In this paper, first of all, this paper carried out

11、the research on the background and significance are expounded, and the current research situation of the cold-chain distribution logistics and Petri net modeling in the field of logistics and distribution in the field of application made certain overview, on the basis of this puts forward the resear

12、ch content of this paper, the technical route and the main research method; Then, the current theory of cold chain logistics, including cold chain and the concept of cold chain logistics, as well as the theoretical basis of Petri net has carried on the detailed introduction, starting from the concep

13、t, lead to a few of its definition, this paper discusses the basic proPetries and characteristics of Petri net analysis method; Again, details of current and distribution process in the link and some representative distribution enterprise carried on the elaboration of the processing steps, with A co

14、ld chain logistics enterprises as the research example, analysis of the current status quo, respectively from the cold-chain logistics distribution mode of the enterprise and A comparative analysis of cold chain logistics characteristics and superiority, cold-chain logistics distribution mode of A e

15、nterprise distribution process analysis in three aspects; Then, A combination of cold chain logistics distribution process link analysis, application of Petri net theory, completed the distribution of cold chain logistics enterprise process modeling, respectively, the basic process of Petri net mode

16、ling, the model expression, distribution enterprise distribution process model of characteristic analysis; Finally, by A cold chain logistics enterprise to set up before the distribution process of decomposition of Petri net model, using the relationship between subnets, determine the link of this m

17、odel can be optimized, reasonable measures are proposed to improve and enhance the running efficiency of subnet to achieve the optimization of the process.Key words: Cold Chain Distribution； Petri Net； Logistics； Process Optimization朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典III目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 选题背景和意义11.1.1 选题背景11.1

18、.2 选题意义21.2 研究现状41.2.1 冷链配送研究现状41.2.2 Petri网建模研究现状51.2.3 Petri网在冷链物流建模方面研究现状61.3 研究的主要内容和技术路线71.3.1 研究的主要内容71.3.2 技术路线81.3.3 研究方法92 冷链物流及Petri 网理论基础知识112.1 冷链物流理论112.1.1 冷链的概念112.1.2 冷链物流的概念和特点122.2 Petri网理论基础知识142.2.1 Petri网概念和特点142.2.2 Petri 网的基本性质和特性分析方法183 某冷链物流A企业配送流程现状分析及存在的问题223.1 冷链配送模式及其对比分

19、析23223.1.1 供应商直接配送223.1.2 企业自营物流模式233.1.3 冷链物流企业配送233.2 冷链物流企业配送模式特点及优越性243.3 某冷链物流A企业配送流程环节分析253.3.1 总体流程263.3.2 各个环节284 基于Petri网的某冷链物流A企业配送流程建模314.1 Petri网建模基本过程314.1.1流程元素的Petri网表示方法314.1.2逻辑关系的Petri网表示方法314.1.3 Petri网建模步骤324.2 某冷链物流A企业配送流程Petri网建模324.3 冷链物流企业配送流程Petri网模型特性分析345 某冷链物流A企业配送流程Petri

20、网模型优化385.1 某冷链物流A企业配送流程Petri网模型分解385.1.1关联矩阵表达的A企业配送流程内部关系分析385.1.2 A企业配送流程Petri网子网查找与关系确定395.2 某冷链物流A企业配送流程优化446 总结与展望466.1 总结466.2 展望47天津科技大学2011届本科生毕业论文1 绪论1.1 选题背景和意义1.1.1 选题背景食品问题关系着所有人的生命安全，食品安全问题已成为全世界关注的问题，食品质量的安全对国家和社会的稳定发展起着重要作用。近几年，不断出现的食品安全问题，如“三聚氰胺”、“瘦肉精”、“增白馒头”等事件，向人们敲了醒钟，提高和加强食品质量，降低食

21、品安全风险是非常重要的课题。食品安全问题主要来源于两方面：一方面是生产过程中产生的食品安全问题，比如食源性污染和加工制造过程中受到的污染；另一方面是物流过程中产生的食品安全问题，由于食品在物流运输过程中受到污染或未在一定温度条件下储存、运输等而产生食品变质、腐烂等食品安全问题。冷链物流，主要是指一些生鲜类产品在生产、储藏运输、销售到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证产品质量，减少产品损耗的一个流程，涵盖了运输、搬运、装卸等过程。它与经济的发展，社会的进步，人们生活水平的提高，以及主要技术的攻克等密不可分的，也是物流进步的一种标志。冷链物流作为一门新兴的集应用性、前瞻性、技术性的

22、应用学科，是一个低温运输的物品流通过程，需要以冷冻技术的发展为基础，低温条件很好的实现为前提。当前，冷链在我国已经处于井喷式发展的前沿阶段。随着人们生活水平和水准都得到了很大程度的提高，来维持物品的优良品质成为了世人关注的焦点，也就是如何使一些在一年书过程中对环境、温度有比较苛刻的要求，在这种条件下，一种新生的物流模式应运而生-冷链物流。冷链物流的兴起，带动了学术界对于这个新兴行业的研究，它不仅意味着一种配送方式的革新，也给运输行业带来了新的血液，从而带动新的配送方式的发展，提高其效率，降低运输成本，提高收益，建立健全并完善保持食品的品质。因此，本课题开展对冷链配送问题的研究，可以预见这种研究

23、势必会对配送行业是非常有意义的。食品问题关系着所有人的生命安全，食品质量的安全对国家和社会的稳定发展起着重要作用。从物流角度看，缩短冷链物流配送流程的时间，能够有效地降低食品变质的风险。因为冷链食品在配送中的冷藏环节受到的保护较为薄弱，所以本文从流程优化的角度来研究冷链配送的流程。从物流角度讲，提高冷链物流的效率，缩短冷链物流时问，不但能够有效降低食品变质的风险，对保障人民的健康有着重要意义。同时，技术创新是利益增长的源泉，技术创新有利于产业结构的调整和升级，技术创新有利于企业生存与发展，随着经济国际化趋势的加剧，企业与企业之间的依存关系愈来愈密切，降低成本、有效降低食物的变质率成为了各个配送

24、物流企业求得技术创新的重要出发点，发展速度也相应的得到飞速提高。在21世纪，经济的竞争归根结底是科技的竞争，科技的重要体现方面就是技术创新。冷链物流包含众多环节：供货、流通加工、运输、增值业务等，然而，作为重中之重的配送却因为一些环境的因素而受到很大的制约，比如冷藏和搬运、装卸。因此，长期以来冷链物流企业一直将配送技术创新放在首要位置。随着科学技术的发展,配送技术创新成为冷链物流企业核心竞争力的关键所在,对于保证食品质量和安全，缩短配送流程的时间都起着至关重要的作用。 1 因此本文从整个配送流程入手，对冷链物流配送流程进行优化，降低冷链配送时间，提高配送效率，降低食品变质风险。1.1.2 选题

25、意义随着经济的不断发展，市场经济的不断完善，社会生活的不断提高，然们生活水平和水准都得到了很大程度的提高，来维持物品的优良品质成为了世人关注的焦点，也就是如何使一些在一年书过程中对环境、温度有比较苛刻的要求，在这种条件下，一种新生的物流模式应运而生-冷链物流。冷链物流的兴起，带动了学术界对于这个新兴行业的研究，它不仅意味着一种配送方式的革新，也给运输行业带来了新的血液，从而带动新的配送方式的发展，提高其效率，降低运输成本，提高收益，建立健全并完善保持食品的品质。因此，本课题开展对冷链配送问题的研究，可以预见这种研究势必会对配送行业是非常有意义的。食品问题关系着所有人的生命安全，食品质量的安全对

26、国家和社会的稳定发展起着重要作用。从物流角度看，缩短冷链物流配送流程的时间，能够有效地降低食品变质的风险。因为冷链食品在配送中的冷藏环节受到的保护较为薄弱，所以本文从流程优化的角度来研究冷链配送的流程。目前对物流流程建模的方法有很多种，因为Petri网具有严谨的数学定义和分析方法，本文选择利用Petri网对冷链物流企业配送流程进行建模，通过对冷链物流A企业配送流程分析、冷链物流企业配送流程Petri网建模及模型特性分析和冷链物流企业配送流程Petri网模型分解与优化，通过对冷链配送流程进行建模、分析、优化，重新组合流程中的各个环节，来达到提高冷链配送效率的目的。冷链物流，主要是指一些生鲜类产品

27、在生产、储藏运输、销售到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证产品质量，减少产品损耗的一个流程，涵盖了运输、搬运、装卸等过程。它与经济的发展，社会的进步，人们生活水平的提高，以及主要技术的攻克等密不可分的，也是物流进步的一种标志。冷链物流作为一门新兴的集应用性、前瞻性、技术性的应用学科，是一个低温运输的物品流通过程，需要以冷冻技术的发展为基础，低温条件很好的实现为前提。从物流角度看，缩短冷链物流配送流程的时间，能够有效地降低食品变质的风险。因为冷链食品在配送中的冷藏环节受到的保护较为薄弱，所以本文从流程优化的角度来研究冷链配送的流程。从物流角度讲，提高冷链物流的效率，缩短冷链物流时

28、问，不但能够有效降低食品变质的风险，对保障人民的健康有着重要意义。 2因为物流流程属于离散型系统（DEDS），所以要选择合适的建模工具才能对冷链物流配送流程进行建模，进而进行深入研究。通过查阅资料了解到研究DEDS中事件状态的建模方法主要有自动机、IDEF模型、流程图、马尔科夫链、Petri网等。从1962年Petri博士提出了Petri网理论以后，由于该理论能对具有并发性、异步性、分布性、非确定性、并行性特征的系统做出有力的描述，因而成为了一种非常重要的建模和仿真工具，本文选用Petri网对配送流程进行建模分析，并根据Petri网数学模型和优化原理对流程进行优化，提高配送效率，缩短冷链物流企

29、业配送时间。1.2 研究现状1.2.1 冷链配送研究现状朱辉，周卫刚（2008）3以传统的配送路径优化问题为基础，引入了冷链物流的特殊性，指的就是货物在配送车辆上损坏的几率性随着配送时间的变长而加大。通过先配送需求量的顾客，后配送需求量小的顾客，尽几率的减少货物的在途时间，从而减少货损。最后利用优化编程工具ILOG OPL 很好地实现模型的求解。赵玉国 (2008) 4对目前的冷链配送模式进行了分类。对各自的优缺点进行了比较之后，提出了共同配送模式是值得大力提倡和发展的，不但能够保证运输环节的食品安全，同时能够实现规模经济。兰洪杰， 孙明燕（2008）5 认为食品问题关系着所有人的生命安全，食

30、品质量的安全对国家和社会的稳定发展起着重要作用。从物流角度看，缩短冷链物流配送流程的时间，能够有效地降低食品变质的风险。Lars Eek (2009) 6对冷链配送设备和冷链配送链进行了论述和研究，对冷冻食品的保存和配送作了一定的研究和论述。翟庆（2008）7从配送中心的选址理论着手，较为全面的回顾了物流和配送的相关理论和概念，并着重的阐述了有关配送中心选址的内容，包括选址的原则、流程及方法。以苏州好得睐美食食品有限公司的配送中心选址课题为实例，进行实证研究，确定了选址方案，并比对实施前后的效果情况。邓汝春（2007）8从冷链物流的概念讲起，系统全面的介绍了冷库、冷藏运输的相关知识和管理经验，

31、分析总结了公路、铁路、船舶等不同冷藏运输方式的现状，对各种不同运输方式的设备、操作流程作了详细介绍，还介绍了第三方冷链物流企业的运作。姚卓顺 (2009) 9 针对我国现行冷链物流的特点，就物流的主要模块-配送，对优化冷链物流系统提出一些建议及推荐一些先进案例以供参考汝宜红，宋伯慧（2010）10重点阐述了配送管理的概念、配送模式、配送业务流程、配送系统优化、配送中心规划等，分行业阐述了农业、制造业、批发零售商和快递业配送管理的理论与实践。对冷链物流配送也作了一定的论述与研究。综上所述，目前对冷链物流配送的研究主要是对冷链配送模式、概念、路径优化和运输方式等方面，而对冷链配送的流程分析和优化还

32、很少。本文选择对冷链物流配送流程进行建模分析和优化，来提高配送效率。1.2.2 Petri网建模研究现状国外对物流Petri网的研究主要有利用Petri网对供应链进行建模分析：比如 Lau et al.(2003) 11利用对带标记的Petri网对供应链进行建模，Desroehers et al.(2003) 12对供应链中一些复杂托肯进行研究等等。还有利用Petri网进行关于物流方面的设计和优化：比如wang et al. (2003) 13利用Petri网对供应链进行设计和优化， Jack(2000) 14利用有色Petri网对食品供应链的动态流程进行了建模、仿真和分析，并且对供应链的设计

33、方案进行了评估。对于国内的研究现状，主要有将Petri网应用在物流系统建模，吴耀华、颜永年等最早提出基于Petri网动态模型的物流系统Petri网模型，来反映和表现物流系统的物理过程和动态特性。近年来，Petri 网理论应用在物流管理领域的研究成果根据其在物流管理领域应用的具体方向不同，可大体分为以下5 类：生产物流系统建模与仿真、仓储配送物流系统建模与仿真、物流系统及业务流程建模优化、物流信息系统建模与开发、采购与运输系统建模优化。阮灵、李欣（2008）15介绍了工作流建模标准和Petri 网的相关概念，给出了Petri 网中顺序、并行、选择、循环4 种基本结构；从实际出发，对一个复杂的企业

34、生产经营管理的业务流程进行层次化建模，在生产流程中采用Petri 网工作流建模技术得到工作流网模型及其子模型。彭扬、伍蓓（2010）16引入Petri网建模方法，来对物流系统进行功能描述和建模分析是一个十分有效的方法，本文这章指的就是对Petri网模型与物流供应链系统的仿真应用进行探讨。李焰、 郭俐虹（2010）17针对物流配送系统具有很强的随机性、灵活性等特点， 该文提出了利用Petri 网理论对离散、随机事件的描述与分析特性， 对物流配送系统进行建模， 并利用其提供的状态方程和可达树方法， 进行了模型性能分析， 以提升物流配送系统的整体效率。陈思云等人（2005）18在其发表的关于Petr

35、i 网的综述性文章中总结了国外专家学者已有成果，并指出该问题还有很多没有研究或涉及到的内容，提出了求解时可以考虑将同类问题集中起来类比解决，并选取其中一类问题，将其求解策略顺利应用到同类问题当中。石春玲等人（2007）19认为伴随着经济的不断发展，越来越多的企业开始慢慢地意识到提升核心竞争力的重要性，将原材料物流、产成品物流等物流业务外包给专业配送企业，努力提高自身核心竞争力已经成为众多企业发展的新趋势。将Petri 网的建模技术应用于物流配送系统中，成为了众多物流企业的选择，这样既可以保持他们先进的步伐，也会提高他们整体的创新能力和制造力。侯发欣等人（2004）20指出近几年，不断出现的食品

36、安全问题，如“三聚氰胺”、“瘦肉精”、“增白馒头”等事件，向人们敲了醒钟，提高和加强食品质量，降低食品安全风险是非常重要的课题。随着经济国际化趋势的加剧，企业与企业之间的依存关系愈来愈密切，降低成本、有效降低食物的变质率成为了各个配送物流企业求得技术创新的重要出发点，发展速度也相应的得到飞速提高。冷链物流作为一种可以避免上述问题的模式逐渐走上舞台。1.3.1 研究的主要内容本论文通过分析冷链配送和物流Petri 网建模等相关文献，结合天津某冷链物流企业A公司的实际情况，对 Petri 网在冷链物流企业配送流程优化中的应用进行研究，来提高配送效率，帮助企业降低食品安全风险，保障冷链食品的质量。本

37、文的基本框架如下：第一章前言，提对本文开展此次研究的背景和重要意义进行了阐述，以及目前的冷链配送物流的研究现状和Petri网建模在物流领域乃至配送领域的应用情况做了一定的概述，在此基础上提出了本论文的研究内容、技术路线和主要研究方法。第二章理论基础，对目前的冷链物流理论进行了阐述，包括冷链和冷链物流的概念，以及Petri网的理论基础进行了详细的介绍，从概念出发，引出了它的几种定义，论述了Petri网的基本性质和特性分析方法。第三章主要对详细对当前与配送过程中的环节以及具有代表性的一些配送企业的处理环节进行了论述，以冷链物流A企业作为研究实例，分析其目前现状，分别从冷链物流A企业的配送模式及对比

38、分析，冷链物流企业配送模式特点及优越性、冷链物流A企业配送流程环节分析三方面展开论述。第五章是通过对之前建立的冷链物流A企业的配送流程的Petri网模型进行分解，利用子网间的关系，确定此模型中可优化的环节，提出合理的措施，改善和提高各子网的运行效率来达到整个流程的优化。冷链物流企业配送流程模型分解与优化。运用一定的优化措施，对流程进行整体优化。第六章总结与展望。对本文研究重点和采用的建模、分析、优化方法进行一个描述性的总结和展望。1.3.2 技术路线本文首先详细描述了冷链物流企业的配送流程和Petri网的定义以及其特点，然后利用Petri网对第三方冷链物流企业的配送流程进行建模，并应用Petr

39、i网数学分析方法对模型进行特性分析，得到的结果说明所建立的模型具有活性、有界性和可达性。最后利用关联矩阵求出所建模型中的各个子网，对模型进行分解，确定各个子网间的同步关系，找到影响流程效率的关键节点，应用相应的优化措施，改善和提高各子网的运行效率来达到整个流程的优化。下面为技术路线图。收集、整理资料确定研究方向冷链物流配送流程分析Petri网基础知识冷链物流配送流程Petri网建模 Petri网模型分析Petri网模型分解及分析提出优化方案1.3.3 研究方法物流是一个综合学科，本文借鉴了众多不同领域的研究成果、知识、技巧和方法，主要的研究方法有：（1）系统分析方法。系统分析是一种研究方略，它

40、能在不确定的情况下，确定问题的本质和起因，明确咨询目标，找出各种可行方案，用系统的观点来看待问题，理解研究对象之间的相互联系。冷链配送是一个复杂系统，涉及到接单、仓储、配送运输、信息等多个环节，各环节之间联系紧密，因此要用系统分析方法来解决研究的问题。（2）Petri网建模方法。根据Petri网相关理论，对冷链配送流程进行建模，并用数学特性分析方法对Petri网的可特性进行分析，确定建立的Petri模型的正确性。402 冷链物流及Petri 网理论基础知识本章将对冷链物流和Petri网等相关理论进行较为详细的介绍和论述。冷链物流理论将介绍冷链物流的概念和特点，对冷链配送流程建模具有指导意义。P

41、etri网理论将介绍Petri网的概念、定义、特点和分析方法，有助于后面能更好的建模和流程优化。2.1 冷链物流理论 人们对新鲜食材的喜爱，自古至今从来没有中断。只是碍于当时的条件，只有皇室高官才能享受快马加鞭在驿站之间传递送去的食材。随着冷藏技术的不断发展，满足人们的需求变得更为现实，冷链物流应运而生。现代人们生活品质的提高，人们对食品质量的要求也越来越高，冷链物流业逐渐崭露出商机。同时，冷鲜食品比一般食品对于物流的要求更高、更专业，这也给冷链物流业的发展带来了挑战。我国冷链物流业面着很大的发展空间。据了解，我国在“十二五”期间就对冷链物流制定了较高的发展目标，并对冷库、冷藏车等设备及冷链流

42、通率、冷藏运输率等指标均有明确的规划。近年来，我国的冷藏行业发展迅速，对冷链物流的要求也越来越高。之前由于我国的冷链物流比国外起步晚、基础设施陈旧等等造成我国冷链物流发展缓慢。冷链物流应该重视科技的作用，健康快速的发展。我国的冷冻速冻行业发展迅速，冷链物流也随之得到迅速发展，但是我国的冷链物流还存在一些问题，在两会期间有人大代表就这些问题提出应该重点投资建设我国的冷链物流网，让人们的生活必需品的品质得到保障。2.1.1 冷链的概念冷链（cold chain）是指易腐食品从产地收购或捕捞之后，在产品加工、贮藏、运输、分销和零售、直到消费者手中，其各个环节始终处于产品所必需的低温环境下，以保证食品

43、质量安全，减少损耗，防止污染的特殊供应链系统。当前，冷链在我国已经处于井喷式发展的前沿阶段。随着人们生活水平和水准都得到了很大程度的提高，来维持物品的优良品质成为了世人关注的焦点，也就是如何使一些在一年书过程中对环境、温度有比较苛刻的要求，在这种条件下，一种新生的物流模式应运而生-冷链物流。冷链物流的兴起，带动了学术界对于这个新兴行业的研究，它不仅意味着一种配送方式的革新，也给运输行业带来了新的血液，从而带动新的配送方式的发展，提高其效率，降低运输成本，提高收益，建立健全并完善保持食品的品质。2.1.2 冷链物流的概念和特点 2.1.2.1 冷链物流的定义所谓冷链物流，主要是指一些生鲜类产品在

44、生产、储藏运输、销售到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证产品质量，减少产品损耗的一个流程，涵盖了运输、搬运、装卸等过程。它与经济的发展，社会的进步，人们生活水平的提高，以及主要技术的攻克等密不可分的，也是物流进步的一种标志。冷链物流作为一门新兴的集应用性、前瞻性、技术性的应用学科，是一个低温运输的物品流通过程，需要以冷冻技术的发展为基础，低温条件很好的实现为前提。 2.1.2.2 冷链物流的构成冷链物流一般是由四个部分组成，分别划分为低温处理、低温储藏、低温搬卸及配送、低温售卖四个方面构成。低温加工：主要是指一些生鲜类的食品比如家禽、饲养的鱼和蛋的低温处理流程，加上一些制冷技术

45、的应用；当然对于目前讨论最多的就是蔬菜和水果的低温预处理；如今的一些需要冷藏运输的食品以及那些奶品加工等。在此部分中，主要需要的设备是低温处理设备。低温储藏：主要是指的是的一些生鲜类的食品比如家禽、饲养的鱼和蛋的低温储藏，以及某些果蔬类的食品低温处理，主要是提供一个可以保持对环境、温度有特殊要求的食品的品质不变。在这一部分中涉及到的设备有提供低温的一些设备，比如：冰箱、冰柜，专门用于储存生鲜食品的冷藏柜或者仓库。低温搬卸及配送：这个环节的主要指的就是对于一些生鲜类的食品比如家禽、饲养的鱼和蛋的在运输和配送过程中维持的一个环境温度低温。这一环节起到主要作用的设备是一些有冷藏装置或者设备的汽车、集

46、装箱船等。在运输时，除了要保证维持一个低温的状态下，还要做到保持一个恒定的温度，原因就是温度的上下变化会导致食品变质。低温售卖：这个环节的主要指的就是对于一些生鲜类的食品比如家禽、饲养的鱼和蛋的各种冷链食品的一个销售情况，也同样是在规定的环境下。这个需要供应链的上游供货商、下游的供应商以及零售商合作。这一环节最突出的就是表现在目前比较成熟的连锁超市的低温售卖，他们会配备低温设备，将一些生鲜类的食品比如家禽、饲养的鱼和蛋。牛奶、酸奶等直接售卖，他们成为完整的食品冷链中不可或缺的重要环节。2.1.2.3冷链物流的特点冷链物流相对于其他产品的物流有以下几个特点8：1起步较晚，管理手段欠缺科学化。一些

47、冷链物流企业欠缺对产品的包装、宣传、论证、推介进行过精心策划，使好产品市场知名度低度，营销不畅；机制陈旧，管理落后，使企业内部缺少活力，外部自身参与市场竞争能力弱，企业家族的文化势必成为企业文化的主要来源，企业文化的培养往往伴随着家族文化的培养。2投资大，运营成本高，现有的卓有成效的企业创新策略一般只是在个别大企业实际经营中得到应用，并没有完全得到推广，3高素质人欠缺，缺乏创新活力。企业家个人素质缺少超前的意识、勇气和一定的创新能力，资金融资困境、运营不善、资本运营不顺畅，企业发展必须在自身利益发展的基础上，导致企业利益分化，目标难以统一，成为制约企业发展的重要因素；众多企业缺少科技人才，创新

48、意识，阻碍企业向正规化、行业化发展。4商品全程温度控制。冷链物流企业对于高新技术的获取途径缺乏多样性，局限于企业的自主研发、企业重组和并购，尤其是处于起步发展阶段的发展中国家企业，缺乏横向的联系与合作，分散化经营，使企业无法在资本、技术、市场、信息及生产等要素上实现共享与互补，可以依靠企业母国的政府支持获得一些本土企业的技术集聚和共享，也可以进行技术贸易获得高新技术。5冷链物流过程中有流通加工。冷链物流企业创新缺乏一种评价体系，而最突出的一个就是流通加工这个的引入。能否确定一个客观、科学、评价企业的企业创新能力标准或者准则，对于促进企业创新的发展、核心竞争力的提高有着极其重要的意义。在21世纪

49、经济迅猛发展，信息日新月异的时代，企业的生产、经营模式将出现重大转变：不断创新现有的生产技术，不断缩短产品的企业生命周期。企业生命周期过短。据统计，我国企业的平均寿命只有2.9年。北京中关村“电子一条街”5000家企业，生存时间超过5年的只有430家，其余91.4%的企业已烟消云散；生存期超过8年的企业仅占总数的3%左右，。6冷链物流企业在行政环境方面，仍然存在着行政透明度低、行政效率不高、行政制度不健全等问题，认为员工和企业的关系只是劳动力的雇佣关系，很多企业家认为只要有高薪，市场上多的是优秀人才，而没有从思想意识上真正重视过人才和他们的人格尊严，导致不少地区企业处于商业信息缺失的劣势地位。

50、设备科技含量低，技术改造的相对滞后。企业大多为劳动密集型生产企业，这种生产模式注定了企业不几率拥有高科技含量的生产设备和先进的生产技术，家族企业的实质的管理权利基本上掌控在自己人手里，最终致使企业的所有全力集中在家族领导人手里，形成绝对独裁，无法实现全员民主管理，较低的员工素质也制约了企业技术更新的速度。7冷链物流企业忽视知识产权保护的意识与行为。知识产权在大型企业手中已经从“权利”蜕变成打压、竞争规模小、实力薄弱、发展缓慢的企业的 “工具”，需要尽快建立和完善相应的知识产权保护制度, 注意保护科研机构和企业已有的技术成果。因而建立知识产权保护预警机制显得尤为重要，某些企业缺乏品牌、名牌的意识

51、，许多已有一定知名度的品牌在国外已被他国企业抢注，失去了法律保护的合法权益。冷链物流是一种特殊物流形式，其主要对象是易腐食品，包括低温加工，低温运输与配送，低温储存和低温销售四个方面。其主要物流流程图如下：来自产地的原料冷藏初加工生产性冷库预冷包装站冷藏运输储藏性冷库中央分配站冷库或批发部门冷藏运输冷藏运输门户冷库冷手冷藏货柜和家用冰箱图2-3 冷链物流流程2.1.2.4 冷链物流的适用范围目前冷链适用的食品范围包括：初级农产品：家禽类；饲养的家禽肉；水货；水果；蔬菜；花卉产品。加工食品：低温奶制品；半包装家禽熟食；加工水产品。特殊商品：化工产品、医药用品、生物制品等。2.2 Petri网理论

52、基础知识2.2.1 Petri网概念和特点卡尔A佩特里是一名物理学家，他发明Petri网主要是从物理的角度去描述并发现象的。据佩特里本人所述，他认为60年代自动机理论由于缺乏并发(Concurrence)概念不适合于表达现代物理学理论，例如狭义相对论(Special Relativity)和不确定性原理(Uncertainty Principle)。Petri网的一个重要的贡献，就是Petri网里面不存在所谓的“全局时间”的概念，它能够很容易地表达狭义相对论的观点。指的就是Petri网可以描述每一个节点的拥有自己的独立时序，只要条件满足，就可以出现。 在我国的先前研究中，可以得出如果两个事件没

53、有觉得从属或者因果的联系，他们就是孤立存在的，不能给他们定义如何出现，以及出现的顺序和次序。这就是Petri网在定义T_元素的基本性质的一个理论基础。所以，在Petri网里面的两种T_元素（见下文）如果都有出现的条件，则不能认为其执行顺序有任何关系。然而，Petri网旨在描述T_元素之间的因果关系，并由此构造时序。 最早提出Petri网的是来自德国科学家Carl Adam Petri博士，在1962年，联Carl Adam Petri博士第一次运用一种非常特别的网状结构来实现对要研究的课题的内容模拟。随着Carl Adam Petri博士运用这个网状结构解决了实际问题，这种比较特别的网状结构模

54、型就被命名为Petri网，并开始走上了学术界的视线，成为了众多学者争相研究的热点。现在，Petri网一词既指这种模型，又指以这种模型为基础发展起来的理论。有时又把Petri网称为网论(net theory)。30多年来，随着专家学者的不断探索和实践，Petri网整个系统也得到了很好的提高，萌生了很多新的理论和应用。Petri网应用非常广泛，目前已基本涵盖通信行业、It业、系统设计、编程等多个高端产业，并可遇见将来会进军非常具有挑战性的数据管理、操作系统、人工智能等计算机科学领域。而且目前一个非常具有突破性和划时代意义的就是Petri网和多媒体技术的结合，将会开创一个可以让人遐想万分的时代。从1

55、962年Petri博士提出了Petri网理论以后，由于该理论能对具有并发性、异步性、分布性、非确定性、并行性特征的系统做出有力的描述，因而成为了一种非常重要的建模和仿真工具，本文选用Petri网对配送流程进行建模分析，并根据Petri网数学模型和优化原理对流程进行优化，提高配送效率，缩短冷链物流企业配送时间。Petri网作为一种用图形对实体进行标示的方方法同时运用数学方法进行模型分析，这里涉及动态的行为分析和静态的结构分析。通常接触到的Petri网建模可以用一个流程图进行概括。Petri网的建模及分析过程如图2-1所示。 系统性质建模Petri网模型完善分析分析结果（性质）图2-1 Petri

56、网建模和分析流程2.2.1.1 Petri 网定义Petri网是一种网状模型，包括事件和条件两个节点类型，在Petri 网图形中，分布着表示状态资源或信息的托肯(Token)，根据触发规则进行状态的演化，来反映系统运行的全部过程。事件一般用T_元素表示，条件用S_元素表示，托肯用S_元素内的小黑点表示，S_元素与T_元素间用有向弧连接。定义121 三元组N= (S，T；F)被定义为有限网(directed net，简称网(net)的约束条件如下面所示:(1 ；(2 ；(3 ；(4 。其中 ；，上面两个参数指的之前定义的F的X取值和Y取值。公式中F为流关系(flow relation)，定义的S

57、和T是单元组N的S_元素(place)集和T_元素(transition)集。S_元素和T_元素又称为S_元素和T_元素，或S_元和T_元。称为N的元素集。有向网通常是由上面提到的T_元素集和S_元素集是组成，因为两者需要一个中间量，F-流关系就应运而生了，因此，在进行Petr网的表示过程中，要讲上面的提到的三者用分号(；)隔开。为S_元素和T_元素是两个很不一样的元素，所以， 而表示网中必须存在一个解。每个S_元素代表一种资源，S_元素的走向由F流关系来左右，因此，在正确的Petri网模型中，只有S_元素和T_元素之间会出现直接的流关系: ，不出现流关系既没有T_元素的S_元素被称为独立的库

58、索，不出现流关系既没有S_元素的T_元素被称为独立的T_元素， 要求正确的Petri网中不可以出现独立的T_元素。在Petri网图形中，一般S_元素用圆圈表示，T_元素用方框表示，S_元素与S_元素之间不能有有向弧，T_元素与T_元素之间也不能有有向弧，而S_元素与T_元素之间可以存在有向弧。2.2.1.2 Petri网作为建模技术的特点第一，Petri网提供了统一的图形表示方法来描述系统的各个特征；它是图形数字技术，图形描述系统直观形象；第二，高级Petri网可以方便的进行层次化建模；第三，Petri网的坚实理论和较为成熟的分析方法；第四，Petri网是动态图形描述工具，应用广泛。(1) P

59、etri网的元素 S_元素（Place）：圆形节点、T_元素（Transition）：方形节点、有向弧（Connection）：是S_元素和T_元素之间的有向弧、托肯（Token）是S_元素中的动态对象，可以从一个S_元素移动到另一个S_元素。 （2）Petri网的规则 两个S_元素或T_元素之间不通过有弧、有向弧是有方向的、S_元素可以拥有任意数量的托肯。加入一个T_元素的每个输入S_元素（input place）都拥有托肯，该T_元素指的就是为被通过(enable)。一个T_元素被通过时，T_元素将出现(fire)，输入S_元素(input place)的托肯被消耗，同时为输出S_元素(o

60、utput place)产生托肯。 T_元素的出现是自然而然的，也就是说，任何T_元素都有二分之一的出现的几率。 有两个或多个T_元素都被通过的几率，但是一次只能出现一个T_元素。这种情况下T_元素出现的顺序没有定义。 如果出现一个T_元素，其输入S_元素的个数与输出S_元素的个数不相等，托肯的个数将出现变化，也就是说，托肯数目不守恒。 Petri网络是静态的，也就是说，不存在出现了一个T_元素之后忽然冒出另一个T_元素或者S_元素，从而改变Petri网结构的几率。2.2.2 Petri 网的基本性质和特性分析方法Petri网的重要行为和结构性质有：可达性、有界性、活性、可逆性等等。可达性：如

61、果Petri网的一个初始标识M通过不断激发T_元素，最终得到一个新的标识M，那么认为M是从M可达的。设其中通过的T_元素为t，t，t，则该过程可表示为M t M tM t。所有从M可达的标识的集合，称为可达表示集合，记作R(M)。有界性：对于一个Petri网，其可达标识集合为R(M)，对于任何一个S_元素p，若MR(M):M(p) k，则称S_元素p是有界的，并称k为S_元素p的界，记作B(p)。其中，M(p)表示的意义为状态标识M中代表S_元素p的元素。如果一个Petri网中的所有S_元素均是有界的，则称这个Petri网是有界的。Petri网的有界性经常用来检查所描述的对象是否存在溢出现象。

62、为了更好的了解Petri 网的有界性、可达性、活性等特点，我们使用特性分析法进行分析，主要有可达图和不变量两种分析方法。（1） 可达图与覆盖树P/T系统的覆盖树是由构造算法定义的。定义221 的覆盖树是由下述算法构造的树结构，它的每一节点x都有一个标记，是从S到非负整数或的映射，指的就是。算法步骤如下:(a) T()的初值只有根节点r， =，指的就是以初始标识标记。(b)令x为T()的叶节点。若任何T_元素在标识x下均无出现权，x为真叶节点；若从根节点r到x的路径上有另一节点y， ，但=，则x也是真叶节点。若T()的所有叶节点均为真叶节点，算法终止；否则执行(c)。 (c)若T()有叶节点x，

63、x不是真叶节点。于是在至少有一个T_元素有出现权。对授权出现的每个T_元素，在T()上添加一个新节点y，y是x的子节点，从x到y的有向弧用T_元素t标记。节点y的标记是如下定义的:首先计算出的后继，指的就是对所有， ；然后计算:对所有， 若从r到y的路径上有节点z，使得且 ，否则回到步骤(b)。严格地说，T()节点的标记并不一定是的标识，因为标记上通过以为值。因而关于出现权，后继标识及标识覆盖等概念的定义不能直接应用于标记。T_元素在标识有出现权，指的就是的条件是对任何，且。若把当成非常大的正整数，在时，自然成立，而只有在为无穷，因而在s处不会产生冲撞时才会成立(P/T_系统中的冲撞类似于EN

64、_系统，下文将给出定义)。在介绍网系统分类时引人S_补的办法，可以保证系统的无冲撞性。所以也成立。总之，引人不会给判断带来困难，也不会为后继的计算带来困难，只要注意到 =l=-1指的就是可。上述分析保证了对无冲撞P/T_系统该算法每一步的可执行性。但整个算法是否会终止呢?如不能终止，也就不是有效的算法。如果只有有限多个可达标识，算法自然会终止；如果含有无穷多个可达标识，则必须证明算法会终止，从而T()是有限的。（2）关联矩阵与不变量分析方法不变量(invariant)是网系统的结构特性，指的就是其基网及权函数的性质，与初始标识无关。描述系统结构一般用网的关联矩阵(incidence matrix)。这种基于线性代数的关联矩阵分析方法