·噩噩噩噩噩铁路机牵检修动态业务流程的建模与实现王焕民:兰州交通大学机电技术研究所，讲师吨甘肃兰州.730070 陈鹏:兰州交通大学机电技术研究所，硕士研究生电甘肃兰州，730070 摘要:为实现铁路机务段机车检修业务流程的建模与自动化管理，提出了应用状态机工作流建立检修业务流程管理系统。介绍了状态机工作流理论基础的有限状态机理论。以状态机工作流模型为基础，开发了一套检修业务流程建模与管理系统.为其定义了丰富的圆形化建模工具、并建立了一套支持运行时业务流程运行与管理工作的轻量级工作流引擎核心程序，能够实现检修业务流程的快速建模、自动运行与管理，以及检修业务流程的动态史序上的复杂修改，使得机务系统的开发布1推广有很大闲改、~性配直等。实践表明:业务流程建模简单快难。面对这一问题，通过开发检修业务流程建帧与管理速，提升了检修系统J良性能力，易于推广。系统，nJ以随时建立相应的检修业务流科樵tt!，完成对关键词.铁路机车;机务段;有限状态机;状态机检修业务流程的边模与管理。工作流;流程建模;工作流引擎在业务流院建模|斗，有各式各样的规则川来柑i述和管理1'1然发吧或人为控制的过程，并能交内计拌机中图分类号U269文献标识码:A(1 i5}J执行管理的理论樵型反实用化的方法。传统的Pelri文章编号1001-683X ( 2014) 12-0066-04 网虽能闭分解决上述问题，1口多少仔在建模网~It:、编程实j现见复杂l且走材f拈柑AdA拙t1ii述￡f能i监v力J受限飞等宇问题1飞2l」。状态拟机L仁I-:{千作宇流钊yj，玩悦型面对铁路刷初机L务段检修生产及运f正遥渐采川网纳化和{信言息化等先进技术来管理利扣1只;甫后为业务实1体本i佳主立轩F状态.在{I[发生转移H怀川、，j"改çJ{变业务l监H:控运川U讯A可恻l度、机J午「￥:检{修彦什生二产等作业过科|l飞川1飞。f们l川们l由于作实体状态.轩.松实现跳转、问退等复杂操作。能以|￥Ijf~机务段间、|司-机务段不同检修车间的检修流程部存在化方式~愤丹:方便转换为计算机nJ以用僻的文~描述方差异‘致使口。Ju'HxJ-个机务段4年间Jl友的检修系统式。在此理论榕在:1:上构建的机乍检修建悦勺管理系统U只能川于这个机务段和l午间，在其他机务段和l'J二间很难绕过实践检验.能为复杂逻拙流程的快速建校与11功管推广，或如果也!用于且他机务段和车间，则需要进行程用提供极大便利基金项目.2012年度国家科技支样计划项目(2012BAH20F05)2013年兰州市科技计划项目(2013-4一门的。ζ~~!..!f. CH/NESE RA/LWA YS 2014/12 -66 -
铁路机车检修动态业务流程的建模与实现王焕民等噩噩噩噩EE--1 有限状态机理论飞I有限状态和LI(Finilp. Slalp. Machi肘.FSM)又称有限状态、(1功机(简称状态机).是一种具有离散输入和l输出系统的数学模型。这种系统具有有限个内部状态，系统在任一给定时刻只能处于其巾的一个状态。状态变化曲唱件所驱动，事件可以是系统内部或外部输入{信言号号.系统f在宅、吁前状态态、下接收到事件，执行相应动作，即状态转移雨数(川T『们I数或略动阪闽l数、包作几个要素:一个状态集(若干个状态);-个状态之间的转换1::.系(全体有向呱表达了这种关系);状态之间的转挽芮要输入~是体输入组成一个输入集I:!Il状态、事件、行为芝要素c2 状态机建模过程图1机车整车检修流程状态状态机工作流连棋I~I主要是rFJ状态描述业务动作，3 动态检修业务流程建模与实现用事件驱功方式连接这些状态。以某机务段检修车间和谐型机乍高级修业务流程，，~的机车整车流程为例说明其 总体结构建模过程3建模的基本步骤llll下。业务流程建模与管理系统集成于和谐型机车高级修( I )抽象状态:总结和分析业务处理过程中要经信息系统平台中，主要完成机车整车和1配件检修业务流历的基骤，把整个流程分解为多个步骤，最后把这些步程的创建、流程实例执行的运行服务等功能。-fì机车骤抽象为状态机仁作流巾的各个状态(见罔I)。机车检修业务流程的整个生命周期主要包括创建流程、流程肇车i血和巾被抽象为状态的节点有扣I~、复检、入库等实例化、流程运行和流程关闭四个阶段151。在整个生命状态如l配件管理状态节点又IIf以分解成多个子节点。周期巾，工作流引擎作为业务流和运转的核心，架起J甸个状态占1\用"1员|角矩形"形状表示3整个过程的桥梁，起到了纽带作用。业务流程建模与管( 2 )状态问转移T作流程的每个步骤被抽象成理的结构框架见罔20仁作流的状态.1吏T作流程转移的操作被抽象戚相应状和谐型机车高级修信息管理系统态、机工作流巾各个状态相互转移的驱动古件，这些事件包括系统内部事仲和1外部事件，如时间驱动、状态节点工作流引擎内部口忐驱动、外部系统人员操作驱动等。j主指明状态? 流程创建执行服务在执行-;i:功作!.!j(;满足某个特定条件时，ßI当前状态转r-------------, r---一一-----一换到一个新状态或保持原来状态不变。状态间的转移方流程实例化| 流程绘制| 向用有向箭头表示，状态转移的变化用不同颜色l豆分n流程的运行流程节点状( 3 )状态行为:由于整个业务流程被抽象成状态态属性配置运行的监控跟踪机士作忧，状态机|二作流"，每个节点内部具体操作则被一----抽象为状态机行为。其巾，每个状态节点在转移过程中受外部事件的驱动都要进行相应的自动操作，如记录节SQL server 2008数据库点操作信息、更新数据库等.这些功能都在状态节点内图2业务流程建模与管理结构常~进行柑'i.ì主并实现，外部只能观察到具体的状态变化。CH/NESE RA/Lω~YS 2014112ζ了￡豆豆雯，-67 -
铁路机车检修动态业务流程的建模与实现王焕民等·:噩Þ流程创建个内部4外部的苦件触发，它指明对象在执行一定动作通过系统的业务流程建悦，系统管理人员绘制检修或满足某个特定条件时.由当前状态转换-个新状态业务流程樵哩并配置流程中节点属性军信息，这些信息豆豆保峙原来状态不变。被咛久化到j数据库表巾‘供t作流执行服务制度运行Tf乍流模型巾，表11"，检修节点转换信息的是检修业流程模型详细反应r检修业务流程中各个检修状态节l~务流程转移的脱则，决定检修业务流程流转的方向。每间的先后业务J::.系个转移邢必须包括玛丽J节点的Icl、下一个怡，点队町Ild、干布主检修业务流丰和'H佳i主!模|ι二J.μ.尸检{修廖业务流丰程!旦Ë巾"p的各转换条{件牛Conωrtil川i川on...j点巨刁t那形式为T=< IrI, N俨盯X川lId，个检修业业M务3实(f体本对j山血仁作i流血巾的各个状态'称且沟J检(修嗲节Poi川n1叩川F气、ro点(ιEi眩亥阶1修廖勘!l业k业务|仁飞才f作牛流棋1坦刷巳创~巾1r"，检修节点主要包捐两节点唯-标识\);NexllclJJ下一个节}\~标识号，义是下种类也.}是不nJ分解的检修iY点，称沟元检修节点;一个\J"点的父节点，依次类推构成了业务流程阁。是nJ分僻的检修节，点，称为检修节}~集。检修节点集[作流实例的运行过程就是各个节点状态在状态事rtJ分ffJ丰为多个检修作业节点件驱动下，愤建在卸的帧型JiI页序转峡的过程转挽，只状在i亥检修仁作流模1型rl".检修it且Nodf'是一个态节点问的转换规则和实现函数ut!.图30多;i;组.表1)，为Node=(Ld. Texl. TYrf’. Slalf’, p\Jbi S"t:6't1C、o~dt-’:t’.l"omio ’ node=-r\~响《、Alllhorily...... ) Jt叶，Icl}lJ米描述检修流程巾每个节n.., t:node.....eu. flnodeo. flaa==l 件点的唯一标识号。Tf'xl用来描述节点的检修作业内容。SW王军ch(飞a毡~)前战~~eas~ 0 T)reε(O， 11, 0..& IJ~节点不可分解.1表示节点可分’..=l br&ek cłse I二解SlaleE\O. L. 21. 0表示怆修节}，I..(作业术开始.1表、atC!'=2brc-ok; 2号7J~检修节点作业正在枪修巾.2表示检修完成;对于节node. Id=neox tnode. Id brcak. defaulT::break }，"，~~ .只有所有子节点部枪修完成检修状态才见12，只要所有子'，')\l~(的某一检修状态为lf时，Jt检修状态、就为Allthorily}:úf;液检修节点的作业权限.通过'止'可以配图3工作流状态节点闻的转换规则和实现函披血检修节点角色管理仅限丁Poill’FromTo( )为转移函数表爪当前节点的 运行与管理标识nf'xlnodf'.Jd表示吁前节点的干个it点标识，即. I 实例化要转移到的F-个状态节点υ「作流悦(J目ill证的口的是能够使机年检修、1".务洗刷 远行监控与跟踪挂J!我烦先佳豆虾的过程1I动执行按照了作流樵版定义的在一个业务流程的运行过程1卡，对流科实例"1'(1<]相业务过程启动运行的业务处用过程，即流程实例化I刑。流关数据j丘行JVrl:控和l管理是工作流执行服务的重要部分。程实例的运行过程很复杂，在i亥系统，/1检修业务流和的这些数据是整个流程中毒耍的信息依据.如状态、节点检实例化指从操作人员边过对进斥机车的人库操作开始加修作业开始时间、结束时间、检修作业人bi等，在流程就流程模型并获取切胎化的检修业务流程信息，只巾流实例i孟行中不断MJ更新至数据r1f'-rl’ c最后.114机1，:检修1程实例的Il在一麦lJ~通过丰几年型号来标识。根据定义好的流程实例运行完毕后.会自ij}J生成整fT机斗二检修数据表R流程椒咆产生流程实例，从开始节点开始执行任务且到井可以战照fT年档案分别用EXCEL表导M'，该去是分流在!实例~in+~n在流程执千丁过于电巾，不断更新数据.将析车间检修实施情况、效率等的E要依据.代替了以往1业务流科j三行的数据保存到数据库表'1。检修中机车信息采集依靠予士记录、整理的繁琐方式。 运行与转移规则3 4 应用实例在i支检fl墨、lv.务仁作i荒原型rj1 ，一个检修业务流程相该检修业务流程边校与管用系统巳集成于和时型吁于-个完整的状态转换罔[7\对象的每个状态那是独机乍枪修信息管理信息系统巾.(E大秦铁路股份有限公主的，11备不相|叶，状态之间内转换来连接。转换巾-司湖东l包力机务段成功应用。在和H皆桐柏L斗二检修{市息管正;:.~!!..!CHINESE RA/LωI，4YS 2014/12 -68 -
铁路机车检修动态业务流程的建模与实现王焕民等噩噩噩固面-理信息系统巾，检修管理人员通过i亥系统可以完成机乍[2]张;鸣曲击，姜大鹏，庞永杰.水下机器人任务流程建整乍检修流程、不同配件检修流程的建棋等t作(lh!.阁模与管理[J].智能系统学报，2013，8(5):433-438. 4、|到5)，实现了对检修库中所有检修机车检修业务流[3]孙宏旭，邢薇，陶林.基于有限状态机的模型转换程的可视化、动态监控平11跟踪管理，提高了检修时间卡方法的研究[J].计算机技术与发展，2012, 22(2); 控效率，系统柔性得以扩展，使得系统具有更好的推广10-13, 17. 性能[4 ] 王明j顿.机器人程序设计中的状态转换方法[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2008, 29(2): 166一r.;;;;;叫事赢.，ft _...畸169. 翩翩圃11' ..’ ;0" [5]木红霞，王书海，蔡#月晖，等.工作流技术在工程..集 型 a赁"...... 项目合同审批中的应用研究[J].计算机应用与软... a .... 空气孚.. ..c..嗣件，2013, 30(8): 155一157，177. .... .号，.只舰M.... _ 11:: :四[6]张亚红，张淋淋，k刚，等.工作流技术在地矿设.... It势"备管理系统中的应用及实现[J].计算机应用与软腿""‘·负".... 11. ...鑫件，2013, 30(6) 12-15. ....羞_IIII!....军"'IIII!....羞u[7]李竞杰，王维平，杨峰.柔性工作流理论方法综述....主-[ J].计算机集成制造系统，201016(8) : 1569一, 1575. 图4动态业务流程绘制[8]张庇，成曙，如l飞，等.基于工作流团体导弹维修信息管理系统的设计与开发[J].计算机应用与软件，2013, 30(12): 248-251 ’" 图5流程运行监控界面4 结束语利川状态机[作流的思想开发了一套机年检修业务流程建祯平11管理系统。i衷系统集成于和谐型机车高级修信息管理系统巾，实现了机车检修业务流程的建模、流和;实例化、运行监控与跟踪竹理。实践表明.该系统解决了以往系统叶'柔性低、难以推广的问题，但仍存在不足，还'Jri1F.实践巾进一步研究和改善。参考文献[ 市-EE田战，手l、建东.机车小辅修业务流程Petri网建模的研责任编辑高红义究[J].现代制造工程，2012(6): 124-127, 138. 收稿日期2014-07-15 CH/NESE RA/LωI，4YS 2014/12ζ二:'~1!-ßf.-69-
