装备动用管理是指在装备的使用过程中,为了保持足够数量的装备随时处于良好状态,以满足军事行动的需要,进行的协调、组织、规划、监督和控制的管理活动^[1]。装备的动用管理是装备保障与管理中的关键环节,也是军队完成各项军事任务的重要保障,对维持和提高装备完好率、战备水平,提高军队作战效能和保障能力具有重要作用^[2]。装备动用业务流程的建模与仿真,是本领域热点研究问题,其根本目的是通过建模与仿真方法,实现对装备动用流程的评估与优化。

装备动用业务流程是一类典型的涉及主体多、存在异步并发事务、资源占用规则复杂、确定性与随机性并存的复杂业务流程。在业务流程建模领域,常用的方法包括基于GERT(Graphic Evaluation and Review Technique)的建模方法^[3-4]、基于PERT(Program Evaluation and Review Technique)的建模方法^[5-6]、基于Petri网的建模方法^[7⇓⇓-10]、基于ESD(Event Sequence Diagram)的建模方法^[11]等。其中,Petri网建模方法在处理复杂的活动触发规则、活动优先级、批处理和异步并发事件等方面,具有独特的优势,因此得到广泛应用。然而,传统Petri网方法,基于面向流程的系统建模思想,从系统活动要素出发,通过对系统中各类活动流程的建模,实现对整个系统行为的刻画,这种方法不能很好地适应大型复杂系统业务流程模型的构建,也不符合当前流行的基于Agent的复杂系统建模与仿真方法论思想。在处理大型复杂系统的业务流程时,因为规模庞大,关系复杂,很容易出现“逻辑混乱”、“模型转换困难”、“建模思路不清晰”、“状态空间爆炸”、“模型维护困难”、“模型可重用性差”等问题。为了克服传统Petri网的不足,Lee和Wang提出了一种将面向对象方法与Petri网建模相结合的模型构建方法^[12],即OOPN(Object Oriented Petri Nets)法。OOPN建模方法可以高度抽象系统的业务流程,其建模过程从面向系统活动,向面向系统主体(对象)转变。它关注系统对象与外部世界之间的信息传递接口和不同对象接口之间的信息传递,因此更容易实现系统扩展,可以很好地适应复杂系统的建模问题,因此,该方法逐渐被广泛应用。李景峰^[13]等描述了煤炭超市业务流程问题,并建立了面向对象分层Petri网模型,实现了对煤炭超市业务系统中物流、资金流和信息流的数据描述以及业务流程的优化分析。孙光^[14]等考虑了继电保护装置、断路器装置、重合闸装置间的配合关系,并利用面向对象技术降低了单个Petri网仿真单元的复杂性,提出了一种面向对象的输电网线路保护Petri网模型。郑学恩^[15]等针对设计工作流活锁问题,提出了基于面向对象Petri网的扩展工作流网,设计了跃迁状态转移机制和虚拟token的网标识,给出了能够描述虚拟token的可达性分析方法。

从基于仿真的装备动用业务流程评估与优化的研究需要出发,针对装备动用业务流程建模与仿真的复杂性和难点问题,本文提出了基于OOPN的装备动用业务流程建模与仿真方法,并通过Anylogic平台进行了仿真验证,证明了方法的可行性和有效性,为装备保障系统建模与仿真技术的开发与应用提供了新的思路。