基于混合整数规划的非阻塞监督控制器设计

提出一种新的死锁控制策略, 保证含有并发执行装配过程的一类柔性制造系统(Flexible manufacturing system, FMS) G-system的非阻塞性, 即在控制下, 受控系统从任意可达状态都可到达理想状态. 首先对Petri网模型运用混合整数规划算法求取一个最大的死信标, 然后从最大的死信标中求取一个需要受控的极小信标, 并对其添加控制库所, 从而保证所有信标的最大可控. 和现有方法相比, 该策略避免了求取所有的信标, 且添加较少的控制库所即可获得结构简单、许可行为趋于最优的控制器.     

基于混合整数规划的一般Petri网死锁检测方法

信标的受控性是检测柔性制造系统(flexible manufacturing system,FMS)Petri网模型是否存在死锁的关键因素.对于普通Petri网,在任何可达标识下所有信标不被清空是检测网系统非死锁的充分条件.然而,该条件对于建模能力更强的一般Petri网并不适用,max可控性条件由此产生.研究证明,该条件对于一般Petri网的死锁检测过于严格了.虽然其后有很多研究者通过改进max可控性条件以求给出条件更宽松的一般Petri网非死锁的充分条件,但大部分的研究成果都仅仅局限于一种顺序资源共享分配系统Petri网模型S4PR(systems of sequential systems with shared resources)网.因此,本文在max可控性条件的基础上提出了新的名为max#可控的信标可控性条件,并在此条件的基础上实现了基于混合整数规划(mixed integer programming,MIP)的死锁检测方法.与现有研究成果相比,max#可控性条件更宽松,可适用于更多类型的一般网,为解决大规模柔性制造系统中死锁监督控制器的结构复杂性问题提供了有力的理论支撑.     

基于Petri网的柔性制造系统调度控制模型

给出了自顶向下构造柔性制造系统(FMS)Petri网模型的方法,提出了随机创建指定数目满足指定条件的测试模型的算法,并给出程序仿真运行的演算规则。在此基础上实现了基于Petri网FMS分析与调度仿真软件平台,该平台可配置性强,容易维护,降低了柔性制造系统方针研究的复杂性。最后给出了该模型实现的模块结构。     

基于Petri网与GA算法的FMS调度优化

提出了一种应用遗传算法解决柔性制造系统调度优化问题的新方法．首先用Petri网对柔性制造系统进行建模,然后应用遗传算法对该模型进行调度并获取近似最优解．在该算法中,用Petri网模型的激发序列作为染色体,采用期望值方法作为选择算子,总加工时间作为适应度函数,两点交叉法作为交叉算子,交叉点选择能到达相同标记的转移．对于变异算子,首先从染色体上随机选择一点作为变异点,然后从这点开始应用变异算法,该变异算法类似于Petri网的可达树算法．由于算法中的选择、交叉和变异算子都是对．Petri网模型中的元素进行操作,与问题空间中的元素无关,因此,与其它调度算法相比,它有较高的通用性．既可以处理典型的Job—Shop问题,也可以处理小批量、多品种的FMS(Flexible Manufacturing System)调度问题．文中通过实验验证了算法的有效性。     

Petri网合成理论及应用综述

对于建模和分析物理系统的模型,Petri网在处理并发和冲突方面具有强大的能力.Petri网合成技术将小型Petri网通过一组子网的某些共享位置、某些共享变迁按合成规则综合成复杂网系统,它足Petri网系统建模中一种重要的自底向上的建模方法,适用于具有异步、并发特征的复杂应用环境.综述了 Petri网系统两种合成操作(共享合成、同步合成)理论,然后介绍了国内外研究状况,最后指出了合成技术在柔性制造系统(FMS)和多媒体系统等应用方面的发展热点.     

柔性制造系统实时调度的有色Petri网和状态方程模型

柔性制造系统(FMS)的实时调度问题是一个典型的并发系统(CA),亦称为离散事件动态系统(DEDS).这是一类很复杂的动态系统,本文尝试用Petri网和有色Petri网对FMS的实时调度问题建立动态模型并同时给出了代数形式的状态方程模型.     

基于随机有色网的柔性制造系统可用性评价方法

提出了一种柔性制造系统(FMS)的可用性评价新方法。针对传统可用性评价方法如故障树分析法、可靠图法等难以表达复杂系统的动态特性和系统内部的关联性的缺点,定义了一种基于随机Petri网和有色网对FMS生产过程进行表示的方法——SCPN(stochastic colored Petri nets)。通过构造制造单元的SCPN模型获得同构的马尔科夫链转移矩阵,将覆盖率和修复率加入可用性分析模型中,从而得到一种对FMS可用性进行评价的新方法。实验结果表明,所提方法可以对FMS进行建模,并能得到制造单元以及FMS的可用性,较以往的可用性评价方法更准确和全面。     

基于SHLPN的FMS建模及其分析技术的研究

FMS是一种结构复杂、投入巨大的系统,利用Petri网在建模方面的图形化、数学化特性可以准确地分析FMS系统的性能。本文结合一个柔性制造系统的具体实例,通过随机高级Petri网进行建模,利用随机高级Petri与随机马尔可夫链的同构关系及成熟的马尔可夫链理论,分析了FMS的多项性能指标。     

基于Petri网的柔性制造系统作业调度研究与实现

选择面向对象的有色Petri网对FMS进行建模,研究FMS调度控制问题.本文针对柔性制造系统的特点,采用面向对象的着色Petri网建立了由工件、机床、运送和仓贮对象等组成的模型.模型是一个包括加工系统、物流系统、管理系统在内的一个完整的FMS模型.该模型由于采用了面向对象技术,具有可移植性、可扩展性的特点,并且易于用软件去实现,本文使用"映射"法,把库所映射为软件数据、变迁映射为程序函数和方法、子系统映射为软件系统基本类,从而把FMS Petri网模型转化为FMS控制管理软件程序.本文采用简易的工艺文件数据,对FMS控制管理软件运行进行了测试.通过对测试结果的分析,验证了本文所建立的FMS物流系统模型和设计的FMS柔性生产线控制管理软件的正确性和有效性.     

基于Petri网模型的FMS死锁结构

死锁是柔性制造系统中容易发生的异常现象,如不加以消除,将会导致整个系统的瘫痪.文中通过Petri网模型对FMS的结构分析,揭示出导致FMS死锁的结构元素和活性特征,在此基础上,提出了FMS的无死锁Petri网控制器算法,并举例说明这种控制器算法在FMS中的应用.     

VPML过程模型到面向对象Petri网模型的映射

为了支持对企业业务流程进行建模和分析,辅助过程改进,文章提出了用VPML语言建立过程模型.然后将该过程模型映射为面向对象Petri网模型,通过对Petri网模型的定性分析和模拟仿真,其结果可用于修正和改进模型设计.     

A Petri net model for integrated process and job shop production planning

In this paper a new Petri net class (Chameleon systems) for modeling and analyzing joined process planning and job shop production planning is proposed based on the multi-level Petri net model introduced by Valk (1995). Chameleon system is a High-level Petri net extended with time that consists of a High-level Petri net modeling the workshop which is called system net and ordinary Petri net modeling the jobs and setups which act as tokens of the system net and therefore are called token nets. Process plans of the jobs are partial orders of operation groups and alternatives. The uncertainty of operation duration is captured by a new time model. The advantages of this new modeling approach are the following: (i) a modular construction of the joined process and job shop planning is allowed, (ii) classical known Petri net analysis methods can be applied and (iii) the analysis can be done at different levels of abstraction.     

VPML OOPN集成建模方法的设计与实现*

为了支持对企业业务流程进行建模和分析,辅助过程改进,提出了VPML-OOPN集成建模方法.该建模方法是利用可视化过程建模语言VPML建立企业过程模型,然后将该过程模型映射为面向对象Petri网模型.通过Petri网模型的分析和仿真,其结果可用于修正和改进模型设计.     

基于Petri网的协同三维建模工作流模型研究*

通过分析大规模三维场景单机建模所面临的局限性问题,对三维场景协同建模理论进行了描述。结合workflow net的定义以及建立工作流模型的方法,采用基于Petri网扩展的、用于复杂工作流模型设计的建模方法建立协同三维建模的工作流模型,并通过Petri网相关理论分析得出所建模型具有可达性、有界性、活性,并且是安全可靠的,同时对系统中必须加以解决的并发问题进行了相关的探讨。     

基于Petri网的分布式系统并发进程的死锁检测

分布式系统中的并发进程具有明显的并发、异步及分布性,而Petri网是模拟与分析并发、异步、分布式系统的有效工具.为此通过引入Petri网,给出了分布式系统局部并发进程等待的Petri网模型及死锁检测方法,提出了全链路合成的概念,利用全链路合成技术组装了全局并发进程等待的Petri网模型,给出了判断整个系统是否出现死锁的充分必要条件.     

Nondeterministic Probabilistic Petri Net — A New Method to Study Qualitative and Quantitative Behaviors of System

There are many variants of Petri net at present,and some of them can be used to model system with both function and performance specification,such as stochastic Petri net,generalized stochastic Petri net and probabilistic Petri net.In this paper,we utilize extended Petri net to address the issue of modeling and verifying system with probability and nondeterminism besides function aspects.Using probabilistic Petri net as reference,we propose a new mixed model NPPN(Nondeterministic Probabilistic Petri Net) system,which can model and verify systems with qualitative and quantitative behaviours.Then we develop a kind of process algebra for NPPN system to interpret its algebraic semantics,and an actionbased PCTL(Probabilistic Computation Tree Logic) to interpret its logical semantics.Afterwards we present the rules for compositional operation of NPPN system based on NPPN system process algebra,and the model checking algorithm based on the action-based PCTL.In order to put the NPPN system into practice,we develop a friendly and visual tool for modeling,analyzing,simulating,and verifying NPPN system using action-based PCTL.The usefulness and effectiveness of the NPPN system are illustrated by modeling and model checking an elaborate model of travel arrangements workflow.     

流程业务化定制中的工作流建模方法研究

针对流程业务化定制的需求,提出了一套面向业务人员的、直观易用的工作流建模方法.首先定义了一种基于有向图的工作流模型.在该模型的基础上,通过设置建模规则来规范业务人员的建模行为,使得无需模型验证就能够保证所建过程模型的正确性,从而回避了传统的有向图方法在模型分析方面的缺陷.最后将这套建模方法转化为Petri网的形式来描述,并利用Petri网的分析技术证明了该方法的可靠性.     

Network-centric control based on Petri nets in the structured discrete-event system

Using the concepts of network-centric control, we develop a design methodology for a controlling Petri net in real-time automation systems. The methodology involves the structured discrete-event system (SDES) model to analyze the functionality and coherence of the object. We define structure of the model, as well as propose a technique for analyzing and modeling the object via the process Petri net. Finally, we suggest an analysis technique for the process Petri net and develop a design method for a supervisor, i.e., a controlling Petri net which implements the SDES specification (in coherence with the process net).     

并发操作系统中基于有色Petri网的死锁检测与避免

1.引言系统的并发性与资源的共享性是并发操作系统的主要特征,其目的是最大限度地提高计算机资源的利用率。死锁是并发操作系统必须解决的一个重要问题。人们试图用不同的方法来解决死锁问题。如Dijkstra提出的有名的死锁避免的“银行家算法”,Coffman等人给出的死锁检测算法。 Petri网模型作为模拟与分析并发、异步、分布式系统的一种有效工具,已被用于解决操作系统中的许多问题。如进程通讯中的生产者/消费者问题、哲学家用餐问题,资源竞     

基于Petri网的CSP并发系统验证技术研究

通信顺序进程(CSP)和Petri网是两种重要的并发系统建模工具。CSP语言具有高度抽象性,可有效刻画并发进程之间的各种相互作用,但在物理结构的描述与验证分析方面显得不足。Petri 网是一种形式化、图形化的并发系统建模和分析工具,侧重于系统的物理结构描述和性质分析。结合两者优点,首先利用CSP描述待验证的并发系统,然后将其转化为Petri网来分析系统的动态行为特性,最后利用性质分析工具TINA对系统性质进行分析和验证。实验结果表明,传统的CSP进程性质验证工具不能验证CSP进程的安全性,但其转化为Petri网后可有效地分析出导致安全性不能满足的危险因素,从而扩大了CSP描述的并发系统可验证性质的范围。