[摘要]随着办公自动化的发展，工作流的说法也得到了发展，在众多的工作流建模方法中，基于Petri网的建模分析方法因其严格的数学定义以及提供系统分析和验证方法，对于具有不确定性、并发性和资源共享的系统来说是一种重要的分析工具 。
Petri网是一种适合于描述异步并发现象的系统模型， 其既有严格的数学定义， 又有直观的图形表示。将Petri网技术应用于钻井工程设计的工作流建模设计中，建立了钻井工程设计的Petri网工作流模型，并进一步做了正确性验证分析。实例证明，该技术在钻井工程设计中具有可行性。
[关键词]钻井工程设计;Petri网; 工作流网
工作流的提出源于办公自动化的发展，是对计算机环境下具有异步并发特征的业务流程的形式化描述，其目标是在需要的时刻把需要的信息传递给需要的人，使该项业务能高效地完成口]。工作流技术现在被广泛地应用于企业的过程建模，有效地支持企业业务流程再造。在众多传统的工作流建模方法中，基于Petri网的建模分析方法因其严格的数学定义以及提供系统分析和验证方法，对于具有不确定性、并发性和资源共享的系统来说是一种重要的分析工具 ]。因此，把工作流技术结合进油田钻井工程设计当中，将能够对钻井工艺的流程进行有效的控制和管理，从而满足油田企业信息化的需要。下面，笔者通过分析钻井工程设计流程，对基于Petri网的钻井工程的工作流进行了建模设计。
1 钻井工程设计的流程分析
钻井工程设计是展示勘探与开发钻井目的和确保钻井现场顺利实施的指导书，也是进行钻井工程预算的重要依据l3j。现行的钻井工程设计是由一个人从设计井身结构开始以串行的方式完成多个部分的设计，这样不利于提高效率，而且不方便协同工作。为了解决上述问题，应提出一套科学的工作流来规范并管理钻井设计全过程，实现网络化多人协同设计工作流全面监控与自动运行，使输出结果规范化、系统化 ]。根据对工程设计主干部分进行分析，可以对待设计井的不同部分进行并行设计，钻井工程设计流程如图1所示。
在钻井工程设计流程中，对待设计井应首先收集该井所在区块的邻井信息，以此为参考进行该井的井身结构设计，然后，根据井身结构同步进行钻井设备、钻井液、油气压力控制、固井、开钻分井要求和钻井进度设计，并将上述内容综合构成钻井工程没计，最后进行审核。当审核合格后，将设计书入库。否则，重新进行井身结构和钻井工程设计。
2 基本概念
Petri网是一种有效的图形化建模工具，是对离散并行系统的数学表示，用于描述异步的、并发的计算机系统模型l5]。由于其具有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，并且完全形式化。因此，Petri网能对建模过程的性质进行准确判断。一个Petri网由3位组(P，T，F)表示：①P表示有限数量的库所集合(P n T一 );②T表示有限数量的变迁集合(P U T≠ );③F (P×T) U (TX P)表示一组弧线(表示信息流动关系)。
把钻井工程工作流和Petri网建立联系的基本思路是将工作流中的活动映射为Petri网中的变迁，而将工作流中的状态对应为Petri网中的标识(Token)。因此，工作流中的活动执行相当于Petri网中的变迁触发，标记的变化对应状态的变化，工作流的数据流动相当于Petri网中的流关系。
定义1 钻井工程工作流为一个8元组， 即：
D—flow 一(Flow—id，P， 丁，F，K ，W ，M0，F0)其中，Flow—id表示工艺工作流的标识;P表示钻井工程设计的集合;T表示钻井工程设计过程中的活动集合;F表示流关系;K：P—N U {cx3)表示工艺工作流容量函数;W：F—N 是工艺工作流权函数，即流动标记;M0：P—N 是初始标记，满足P∈P，M0( )≤K ( )，系统处于某种标识M，也可以称为处于某种状态M0;Fo表示钻井工程设计工作流的最终标记[6]。
工作流模型是对工作流的抽象表示，即对企业经营过程的抽象表示。在工作流建模的阶段，保证其正确性非常重要，这样对工作流模型的分析技术提出了更高的要求。钻井工程设计工作流模型符合Petri网的基本原理，通过Petri网的定性分析技术， 可以对工作流模型进行正确性验证，如模型的活性、可达性、有界性等。
定义2 t∈T是D-flow中的变迁，若M∈ [Mo> ，M 授权发生，则称f是活的，若t∈丁都是活的，则称D—flow是活的。
定义3 钻井工程设计工作模型D-flow是正确的， 当且仅当：①D-flow是活性的;②M∈ I-M0> ，存在变迁序列t ，使得M [￡ > F。;③ M E [M0>，在工作流网中的标识只能在一个库所中存在;④D-flow是安全系统。
一个正确可靠的工作流网必须满足如下条件 ]：①避免没有前级或后级的节点(起始节点和终止节点除fib);②避免死节点，节点在任何情况下都不能满足条件而被执行;③ 避免活锁节点，实例在节点中无休止地重复执行;④ 对于起始库所中的每一个托肯，最终有且只有一个托肯出现在终止库所中;⑤ 当托肯出现在终止库所时，其它所有库所都没有托肯。
3 钻井工程设计的Petri网工作流模型
工作流网的路由按企业业务流程分为4类，即顺序、并行、选择和循环。在实现时，通过在变迁中引入符号来表示变迁的前置条件和后置条件。
根据所示的映射方法， 由设计的流程图可得到对应的Petri网工作流模型如图3所示。模型由最基本的顺序关系、并行关系、选择关系、循环关系扩展而成，由于其满足工作流网的5个条件，故该模型是一个正确合理的工作流网。
4 结 语
工作流技术作为计算机支持的协同工 领域的一项重要应用，在企业过程管理中可发挥重大作用，利用该技术的关键在于建模。笔者在Petri网的基础上，对工作流过程建模进行分析与研究，以钻井(地质、工程)管理平台为背景，将Petri网技术运用在钻井工程设计并建立工作流过程模型。该模型已经在钻井(地质、工程)程序化设计及其管理系统中得到应用。实际应用表明，该模型结构良好、性能优良。因此，基于Petri网的钻井工程设计工作流建模技术具有可行性。
[参考文献]
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