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.     

UML-OOPN集成建模方法及其在柔性制造系统的应用

针对柔性制造系统FMS(Flexible manufacturing system)建模特点,提出了UML-OOPN集成建模方法。该方法是用UML(the Unified Modeling Language)建立柔性制造系统FMS(Flexible manufacturing system)模型,然后将该模型映射为面向对象Petri网OOPN(Object-Oriented Petri Nets)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/COM的物流系统建模仿真技术

本文针对制造业的复杂物流系统,采用分层有色Petri网进行建模,并提出一种基于CO M的HCPN仿真技术,其模块化和层次化的概念不仅为通用的物流仿真提供了清晰、灵活的解 决方案,而且使得其具有很强的灵活性和可扩展性．文中以某钢厂炼钢连铸物流系统为例, 描述了如何使用Petri网和COM相结合构造物流仿真系统．本文的方法同样适用于FMS等其它D EDS的建模与仿真．     

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。     

UML模型到面向对象Petri网模型的映射

文章通过分析UML模型和面向对象Petri网各自的特点,提出了UML模型到面向对象Petri网模型的映射规则,从而实现了利用UML模型有效描述系统,利用面向对象Petri网模型模拟仿真系统的有效结合,实现了两者的优势互补.     

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Petri网分解技术的自动化物流系统建模分析*

针对西安科技大学自动化物流系统的任务规划,提出了一种基于变迁指标和库所指标融合的Petri网分解方法。采用Petri网理论对该物流系统建立模型,给出定义,在此基础上采用提出的Petri网分解方法得到融合了T网和S网特性的最小子网。通过分析该最小子网,得出Petri网模型的活性和有界性,据此推断出物流系统的任务规划合理有效。该方法大大减少了直接分析子网或原Petri网模型的计算量,可避免全局或局部死锁,为系统良好运行提供了依据。     

基于Petri网和systemC的SoC系统描述

针对Petri网自带信息不足、硬件描述能力弱以及systemC无可视性等缺陷，将Petri网与systemC相结合来进行系统级建模。通过分析Petri网和systemC的相似点，建立Petri网和systemC的映射关系，以便于将Petri网描述的系统模型转化为systemC代码。同时，使用层次建模的方法防止状态爆炸。通过以上方式建立系统级模型，描述片上系统（SoC）嵌入式系统软硬件状态，作为可执行的系统级描述。     

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.     

基于有色Petri网的SysML序列图的分析与验证

针对SysML序列图本身缺乏分析和验证手段的问题,提出了一种序列图到有色Petri网的转换方法:定义了将序列图的常用操作转换为等价有色Petri网的转换规则,重点是把序列图的常用结构如可选结构、条件结构、并行结构以及循环结构等映射为有色Petri网。这当中既包含结构元素,如库所、变迁、输入/输出弧,又包含逻辑元素,如全局声明中的颜色集和变量、颜色集与库所、弧表达式以及初始标志。应用这些规则可以将序列图转换为有色Petri网模型,进而对其进行仿真分析,并可通过有色Petri网工具验证模型的无死锁性、可达性、有界性和活性。最后通过数字证书更新的实例分析了映射前后两种模型的语义,验证了映射的正确性。     

Petri网模型代码映射研究

为了简化仿真系统的实现过程,分析总结了Petri网到程序代码的映射准则,从Petri网的基本元素和关系入手,根据逻辑关系建立映射的三类原子语句,并通过两种合成方式形成分子语句。以原型Petri网为例,遍历可达标识图的各种分支路径,提出循环路径到循环结构语句的代码映射方法。最后给出了带抑制弧的扩展Petri网和受控Petri网的代码映射方案,为Petri网向程序代码的转换提供了理论依据。     

基于Petri网和Agent的复杂适应系统建模

针对复杂适应系统内部关系繁杂、难于描述及计算机仿真建模困难等问题,提出一种基于时间Petri网和多Agent相结合的建模方法.以Agent为基本建模元素,用Petri网描述Agent内部的行为规则,实现复杂适应系统的Petri网与多Agent相结合的有机建模,可避免Petri网建模引起的模型空间爆炸和Agent内部推理...     

Modeling and online scheduling of flexible manufacturing systemsusing stochastic Petri nets

The authors discuss the modeling of flexible manufacturing systems (FMSs) under uncertainty and evaluate a rule base for online scheduling. To represent uncertain events in an FMS, such as failure of machine tools, repair time, and processing time, they develop continuous-time and discrete-time stochastic Petri nets with hierarchical structures for constructing the FMS model. For obtaining an efficient schedule for the FMS with an online real-time basis, they construct a rule base and evaluate its performance using the FMS simulation system proposed     

基于面向对象着色Petri网的FMS仿真研究

1引言 柔性制造系统(F Ms)的控制问题是当今Petri网应用研究的热点,也是难点~[1].研的主要困难在于Petri网的复杂性随着系统规模的增加呈指数倍地增长.在当前激烈的市场竞争环下,人们在这方     

Agent-based FMS control

Future manufacturing systems will be integrated into the networks of distributed resources, and at the same time, such systems will be capable of processing both knowledge and material. It will probably be required that manufacturing systems be agile, flexible, and fault-tolerant. Petri nets (PN) and object-oriented design (OOD) are used together in order to develop the integrated agent-based FMS control system. The flexible manufacturing system (FMS) consists of machines, workstations, and automated material handling system, distributed buffer storage sites and computer-based supervisory control, all which can be modeled as an agent in OOD with PN. This paper introduces the design of an agent-based FMS control system through PNs and evaluates the performance using timed placed Petri nets (TPPN). In order to do so, the agent control design, FMS structure has been evaluated in detail and the agent definitions have been submitted. The system includes the sharing and distribution of tasks among agents and the mentioned structure has been simulated by TPPN. The simulation procedure has been realized through Petri Net 2.0—MATLAB Demo Program [Mahulea CF, Motcovschi MH, Pastravanu O. Department of Automatic Control Industrial Informatics, Technical University “Gh. Asachi” of Iasi, Blvd., Mangeron 53A, 6600 Iasi, Romania, 〈http://www.ac.tuiasi.ro/pntool,pntool@ac.tuiasi.ro〉, 2004.]. Each case is modeled, and then the agent's machine processing time is considered in this program. As for the evaluation of the study, the system performance is assessed through the waiting time of the parts in queue and the task distributions.     

柔性制造系统非阻塞监督控制器优化设计

针对一类含有并发执行装配过程的柔性制造系统G-systems,提出一种新的死锁预防策略保证该系统的非阻塞性,即在控制下,受控系统从任意可达状态都可以到达理想状态.首先对Petri网模型中基本信标实施控制,保证了基本信标的最大可控,然后通过线性规划算法求取所有从属信标满足可控性的条件,即获得基本信标的控制深度变量.与现有方法相比,该策略优点在于只需加入少量的控制库所,就可避免不必要的迭代过程;其次是提出控制器输出弧位置优化策略,得到了结构更为简单、许可行为更多的非阻塞Petri网控制器.     

STRUCTURED REPRESENTATION OF FMS INTEGRATING SI-NETS AND HIGH LEVEL PETRI NETS

In this paper a structured knowledge-based approach to the representation and scheduling of flexible manufactoring systems (FMSs) is described. Our approach is based on a structured conceptual representation (a KL-ONE-like Si-net representation formalism), extended with an instant-based temporal reasoning formalism. Furthermore, the approach integrates a particular extension to high-level Petri nets (PNs), structured timed colored Petri nets (STCPNs), for the modeling and simulation of the FMS. Such a representation scheme allows us to use SI-nets' good properties related to inference (classification and inheritance), which are lacking in PNs, and at the same time provides an extension toward an explicit representation for time. The integration of Si-nets with PNs is necessary because simulation and low-level coordination of FMSs require a procedural approach that is not within the aims of Si-nets. Therefore, procedural and symbolic levels, corresponding to the different hierarchical levels of the representation and control system of the FMS, coexist in the system. Using a qualitative terminology, we may also call them analog and symbolic knowledge. We assume that such a hybrid representation system may be useful, since a procedural representation, integrated within a logic formalism, can increase the expressive power without complicating the notation or the representation itself. The paper describes both the representational aspects and the modeling of the control system of the FMS, focusing on the interaction mechanisms among the different levels of representation. In particular, we show how an STCPN-based model can be automatically derived starting from the symbolic component of the system. A particular FMS case study, regarding a class of problems of resource-constrained multiproject scheduling (where projects are sets of tasks temporally related), is discussed.     

基于COM技术的物流系统的建模与仿真方法

针对宝钢炼钢连铸物流系统，采用分层有色ｐｅｔｒｉ网进行建模，并提出一种基于ＣＯＭ技术的仿真程序设计方法，模块化和层次的概念为通用的物流仿真提供了清晰、灵活的设计思想。该文的建模仿真方法同样适用于其他物流系统以及柔性制造系统。     

基于一阶混杂Petri网的柔性制造系统粗糙控制

研究基于一阶混杂Petri网模型的柔性制造系统粗糙控制.为构造正确的一阶混杂Petri网模型行为演变图,提出了确定改变Macro状态事件的新方法;进而给出了柔性制造系统优化与控制算法,并基于粗糙集合理论和所给出的算法,提出了柔性制造系统的粗糙控制方法.最后通过一个实例验证了该方法的有效性.     

基于GPSS／H和GKS的FMS物流系统的动画仿真

本文介绍了在ｓｕｎ－３工作站上实现的ＦＭＳ动画仿真系统。该系统在开发Ｓｕｎ－３的ＧＰＳＳ／Ｈ及Ｓｕｎ ＧＫＳ软件的基础上，用Ｃ语言编制全部软件，具有良好的人机接口。利用该系统实现ＦＭＳ的动画仿真，具有易于建模和调试，开发周期短，符合标准化，易于验证正确性和可靠性等特点，为开发研制ＦＭＳ提供了有效的手段。这里着重介绍ＦＭＳ物流系统仿真的建模方法，软件设计以及仿真程序与动画程序的软件接口等。