基于BOM的可配置制造执行系统研究

以装配型生产为研究对象,在工作流技术的基础上,利用BOM信息提出了一种装配流程可配置的制造执行系统。首先将装配BOM映射成Petri网,利用所获得的Petri网建立工作流过程模型;同时将各类BOM中所包含的信息融合到该模型中,使得BOM能够与各子系统进行信息交互,为车间调度、物料配送、质量管理、设备管理及刀具管理等模块提供有效的管理依据。最终以工作流引擎为核心,实现制造执行系统的可配置,可操作性及生产过程的可视化管理。     

基于Petri网的制造资源调度工作流模型研究

制造资源调度涉及分布、离散、并发等数据和应用的共享,基于工作流活动和扩展的Petri网研究能适用于制造资源调度的工作流模型。在该模型中,为了表示伙伴企业间复杂的协作过程,在传统Petri网的基础上扩展了着色Petri网和赋时Petri网;为了建立制造资源公共数据中心,利用代理技术集成制造资源和封装原有系统;同时,为了表示制造资源调度过程,利用扩展Petri网配置资源,并建立了基于Petri网的工作流模型进行过程仿真。最后,通过基于可扩展标记语言的工作流过程定义,在公用对象请求调度程序体系结构框架下,以Java和动态服务网页等开发工具构建制造资源调度原型系统。该模型的研究和应用能提高联盟企业在异地协作环境下共享资源的效率,为企业间的协作提供可行的方法和理论。     

基于Petri网的工作流技术复合建模与系统分解

通过对工作流模型过程定义的分析，利用不同的模型机制聚合工作流建模及涉及的要素，认为工作流模型是一个基于信息模型、功能模型、组织模型和资源模型的复合模型，探讨了模型之间的逻辑关系，以及基于复合建模原理的建模步骤。在针对面向过程开展的资源配置研究的基础上，借助敏捷制造过程的应用实例，分析了基于Petri网的复合工作流 模型的建模步骤。根据分层和分块原则，对基于Petri网的复杂工作流模型的简化提出了一种分解策略，并以实例说明这种分解策略。     

基于面向对象赋时Petri网的工作流建模方法

介绍了一般Petri网代数表示的基本定义，分析了赋时Petri网引入时间因素的两种方式。将面向对象建模技术融入到Petri网模型中，形成了面向对象赋时Petri网模型，讨论了建立基于面向对象赋时Petri网的工作流模型的步骤。最后运用面向对象赋时Petri网建立了某制造企业业务流程的工作流模型，并运用可达树分析方法分析了网模型的活性。     

一种新的基于Petri网的分层工作流过程模型

过程模型的描述能力和分析能力难以满足企业的要求,为此,提出了一种新的基于Petri网的分层工作流过程模型。在深入研究各种工作流模型的基础上,通过对基本网进行一定的扩展,给出工作流过程的分层模型。该模型由工作流描述模型和工作流分析模型组成。工作流描述模型直接支持所有工作流模式,特别是多实例、取消、高级同步等高级Petri网无法直接描述的模式。工作流描述模型在Petri网的基础上增加了控制变量,并将变迁划分为变迁入口和变迁体两部分。控制变量与变迁之间构成读写关系。变迁入口函数通过判断控制变量,消解工作流描述模型中的冲突;变迁体函数通过可扩展逻辑描述语句,实现对控制变量的读写操作。工作流分析模型作为工作流描述模型的分析模型,剥离了工作流描述模型个案的语义信息,可以直接利用已有的Petri网分析技术来分析模型。最后,通过几个例子说明了如何使用本文提出的模型对各种复杂流程进行建模和分析。     

基于层次时间Petri网的工作流模型可达性分析方法

为了有效管理工作流,需要对工作流模型进行合理性分析与验证.为此,提出了一种基于层次时间Petri网的工作流模型,给出了从时间Petri网工作流模型转化成基于层次时间Petri网工作流模型的规则及算法.证明了任何一个能够转化成基于层次时间Petri网的时间Petri网工作流模型在物理上都是可达的.在时间方面,提出了基于层次时间Petri网工作流模型的层次时间树算法,并给出了时间可达性的静态和动态分析与验证方法.通过实例验证了该方法在工作流模型的物理、时间静态和时间动态可达性分析中的有效性.     

基于petri网系统规约的工作流建模验证

本文针对工作流过程建模的复杂性和易出错的状况，提出了基于Petri网系统规约的模型验证方法，提出了工作流网向Petri网映射的对应关系，给出了Petri网模型的八种规约规则。这些规则在实际应用中证明是可行的。     

时间约束工作流模型的简化分析与可调度性验证

为解决复杂工作流的时间建模与可调度性验证问题,提出了将简化规则应用到Petri网工作流模型中的方法.首先,给出了时问约束Petri网的相关定义和基于此的工作流建模方法,实现了工作流模型及其时间信息建模.然后,为了对工作流网的可调度性进行验证和分析,给出了时间约束Petri网时间可调度的概念,并根据时间约束等价变换原则,提出了基于时间约束Petri网的四种基本工作流组件模型的简化规则和压缩推理方法.该方法可以对复杂的工作流模型进行简化,计算模型节点的时间参数,从而完成含有时间信息工作流结构或流程的时间建模和可调度性分析.最后,以保险索赔为例验证了所提方法的可行性.     

基于BOM的任务分解求解策略

BOM(物料清单 )可以描述产品的结构关系 ,Petri Net模型是一种良好的过程建模工具。本文提出了一种通过 BOM向 Petri Net的映射 ,实现产品结构视图向过程视图的转化的方法。根据该过程视图的结果 ,生成作业排序计划的甘特图 ,从而有效地对该产品的工作进行有序的控制和分配     

基于工作流的采购质量管理系统分析与设计

引入工作流技术对制造企业的采购质量管理体系进行了分析与研究,建立了制造企业采购质量管理的过程模型并基于Petri网构造了其工作流模型。采用J2EE平台设计开发了基于工作流的计算机辅助采购质量管理系统,提供了对过程定义、过程控制与过程集成的支持,从而实现了过程驱动的采购质量管理机制,为提升采购质量管理系统的过程支持能力提供了一种有效的技术方案。     

基于BOM的制造质量信息获取

制造质量信息是支持设计决策信息的重要组成部分，为设计者提供产品制造质量控制能力和水平信息。论文针对制造质量信息和BOM的特点，提出了基于产品结构和配置的BOM管理制造质量信息的方法。论文在分析设计、工艺、制造和质量BOM内容和特点的基础上，详细研究了从这些BOM中提取的用于支持设计决策的制造质量信息。通过BOM合理、有序的组织和管理，为支持并行设计决策的制造质量信息获取提供了解决途径。     

Constraint graph-based approach for the analysis and the control of time critical systems

The increasing complexity of manufacturing systems gives rise to the development of new formal methods allowing to handle their particularities. Petri nets are a powerful formalism for the specification and verification of concurrent systems including sequential systems and manufacturing systems. To deal with systems whose time issues become fundamental, different time Petri nets extensions have been developed in the literature, each one being dependent on the application considered. For the time critical systems, their correctness depends not only on the logic correctness but also on the time constraints. Timing issues are essential. In this paper, a new method of analysis and control for P-time Petri nets is proposed. It is based on the firing instant notion and exploits a constraint graph approach.     

自动制造系统的一种死锁避免策略

基于Petri网的结构分析理论，提出了自动制造系统Petri网模型的一种死锁控制方法，在这种策略的控制下，避免了系统中死锁的产生，从而许多制造系统的Petri网模型具有活性，提出了一种保证所有严格极小信标至少含有一个托肯的方法，对冗余严格极小信标的研究，提高了Petri网复杂自动制造系统的建模能力。结果表明，在设计无死锁的Petri网格型时，不是所有的严格极小信标都要考虑，从而简化了设计结果和控制算法。     

冗余信标及其在Petri网结构控制中的应用

提出了冗余严格极小信标的概念 ,冗余信标是网拓扑的一种特殊结构。在保证网系统的所有信标不被清空时 ,只需要考虑那些非冗余的严格极小信标即可。这样便降低无死锁Petri控制器设计的复杂性 ,大大增强了Petri网处理复杂系统的能力。同时提出了一种死锁控制的迭代算法 ,使用冗余信标的概念可以大大简化Petri网的设计。以自动制造系统为例 ,说明了这种概念的应用。     

基于设计结构矩阵和着色Petri网的产品设计过程建模与仿真

将设计结构矩阵与着色Petri网结合后,进行了产品设计过程建模与仿真的研究。首先利用设计结构矩阵对产品设计过程进行建模,从产品设计过程特点出发,为支持基本过程逻辑的描述定义了着色Petri网基本网模型结构,将设计结构矩阵映射为着色Petri网,建立了产品设计过程着色Petri网模型。在此基础上建立了对设计资源进行有效分配的动态分配模型,通过定量仿真分析,实现了产品开发过程资源冲突的检测及资源的重新分配和调整。桥式起重机小车设计的实例说明了该方法的有效性。     

Modelling and Evaluation of Manufacturing Systems Using Dedicated Petri Nets

The design of a manufacturing system requires modelling and performance evaluation techniques. To support this process, a modelling method based on Petri nets is proposed in this paper. A new class of coloured Petri nets is introduced, which is well suited to the modelling of manufacturing systems. Using this net class, the structure and the work plans of a manufacturing system can both be modelled separately. A library of model templates helps to create large models. The different model parts are merged automatically to create a complete model of the manufacturing system. Measures of interest can be obtained from the model by numerical analysis or simulation, showing its performance and dependability. The usefulness of the approach is shown by applying the proposed techniques to a real-life manufacturing system.     

A functional-to-behavioural transformation framework for specification and design of manufacturing systems

To maximize the productivity, quality and safety of operators, design and dependability analysis tools must be integrated as soon as possible in the lifecycle of automated manufacturing systems (AMS). As a concurrent approach, the structured analysis and design technique (SADT) can be efficiently used for such integration. SADT is a graphic notation for system specification and requirement analysis that is well adapted to describe the functions and their interconnection in a manufacturing systems. In spite of its advantages, SADT is limited by the lack of a formal foundation, which makes it necessary to extend it by a mathematical behavioural model such as the Petri net. This article first proposes an approach for the automatic generation of the Petri net model corresponding to SADT specifications, thus allowing a direct simulation of the SADT model to validate its behaviour. The complexity and non user-friendly interface of such a Petri net have led us to propose a temporal SADT whose primitives represent abstract types for the underlying Petri net model. This temporal SADT has the merits of both the SADT and Petri nets, since it adds to the user friendliness of SADT, the foundation of Petri nets.     

基于Petri网的工作流模式研究

为了满足企业对过程模型描述能力的需求，提出了一个基于Petri网的新工作流模式完全解决方案。在深入研究工作流模式的基础上，应用高级Petri网技术来构造所有的工作流模式。抑制弧通过测零帮助实现多实例的同步，消耗库所负责移除多余的标记，带标记的库所实现对变迁触发序列的控制；设计加权弧和限制容量的库所来实现同步M条路径中被激活的N条的情况。本方案实现了将所有的工作流模式，从基本到复杂，都映射到相应的Petri网上。最后，通过一个集成制造过程模型的实例，说明基于Petri网的方案能够完全满足企业在模型描述能力上的各种复杂需求。     

Discrete event control system design using automation Petri nets and their ladder diagram implementation

As automated manufacturing systems become more complex, the need for an effective design tool to produce both high-level discrete event control systems (DECS) and low-level implementations becomes more important. Petri nets represent the most effective method for both the design and implementation of DECSs. In this paper, automation Petri nets (APN) are introduced to provide a new method for the design and implementation of DECSs. The APN is particularly well suited to multiproduct systems and provides a more effective solution than Grafcet in this context. Since ordinary Petri nets do not deal with sensors and actuators of DECSs, the Petri net concepts are extended, by including actions and sensor readings as formal structures within the APN. Moreover, enabling and inhibitor arcs, which can enable or disable transitions through the use of leading-edge, falling-edge and level of markings, are also introduced. In this paper, the methodology is explained by considering a fundamental APN structure. The conversion of APNs into the IEC1131-3 ladder diagrams (LD) for implementation on a PLC is also explained by using the token passing logic (TPL) concept. Finally, an illustrative example of how APNs can be applied to a discrete manufacturing problem is described in detail.