一种Petri网结合遗传算法的优化方法及应用

根据实际优化问题,在时间Petri网和着色Petri网的基础上,提出了一种新的扩展Petri网(EPN)模型,并在EPN中定义了条件矩阵Q,给出了Petri网与遗传算法相结合的优化方法和具体算法.使用本优化方法,对一个车间作业(Job-shop)调度问题进行了求解,建立了该Job-shop调度的EPN模型,并采用单个体遗传算法对Petri网模型进行优化,结果证明了该建模和优化方法的有效性和正确性.     

一种Petri网结合遗传算法的优化方法及应用

根据实际优化问题，在时间Petri网和着色Petri网的基础上，提出了一种新的扩展Petri网（EPN）模型，并在EPN中定义了条件矩阵Q，给出了Petri网与遗传算法相结合的优化方法和具体算法，使用本优化方法，对一个车间作业（Job-shop）调度问题进行了求解，建立了该Job-shop调度的EPN模型，并采用单个体遗传算法对Petri网模型进行优化，结果证明了该建模和优化方法的有效性和正确性。     

Petri网融合蚁群算法的柔性装配系统调度

为解决柔性装配系统的调度问题,采用分层时延Petri网模型与蚁群优化算法相结合,将柔性装配系统分解成诸多个装配体,每个装配体再分解成多个柔性装配单元,对装配单元分别建模并用蚁群算法对装配方案遍历优化,最后确定装配系统的时延Petri网模型.该方法融合了Petri网和蚁群算法各自的优点,较好地解决了柔性装配系统中的装配建模和装配任务的分配优化问题.实验证明该研究可行有效.     

基于扩展TTPN的多任务加工系统建模及资源优化

引入分类信息拓展赋时变迁Petri网(TTPN),给出扩展赋时变迁Petri网(ETTPN)模型定义,以分类集成方法,建立多任务加工系统ETTPN模型.与传统TTPN建模相比,该模型建模复杂度显著下降.结合多任务加工系统ETtPN模型,提出资源优化配置算法,通过实例验证该算法的有效性.     

作业车间调度规则的挖掘方法研究

针对作业车间调度问题(JSP),提出基于决策树的调度规则挖掘方法,用于从基于传统优化方法所获得的优化调度方案中提取新的调度规则,指导作业车间调度过程.将时间Petri网络用于描述作业车间的调度过程,给出基于Petri网建模的分支定界算法用于搜寻优化调度方案.结合数据挖掘中的决策树分类技术,提出一种新的调度规则挖掘方法.该方法用于提取隐藏在优化调度方案中的调度模式,并将其用作新的作业车间调度规则.针对最小化最大完工时间(makespan)性能指标,在一组测试案例和一组benchmark问题上的对比实验结果表明:相对于已有的同类调度规则和传统的优先调度规则,利用该方法所构建的决策树调度规则能够生成更小的makespan值,从而证明了该方法的可行性和有效性.     

计时扩展双变迁Petri网及其分析技术

扩展双变迁 Petri网是一种适合嵌入式系统的建模工具。但是 ,不能描述时间特性的不足限制了它在嵌入式系统软硬件协同设计中的应用。通过对扩展双变迁 Petri网的变迁引入时间因子 ,以及该模型结构特征的分析研究 ,给出了计时扩展双变迁 Petri网 ,及其状态方程和时间分析算法 ,从而使双变迁 Petri网的描述能力增强 ;利用时间分析算法 ,可初步实现嵌入式系统的时间分析 ,为双变迁 Petri网技术有效地运用于协同设计打下了基础。并基于时间分析算法设计开发了模型的时间分析工具 ,以便于开发人员自动地分析系统的时间性能。     

制造自动化系统的TCPN规格及其可调度性分析研究

时间约束Petri网(TCPN)是Petri网的一种扩展形式,是迄今为止对时间约束描述能力较强的网之一.文中给出了建立制造自动化系统时间约束Petri网模型的一般性步骤,以及基于时间约束Petri网的可调度分析算法,并以制造自动化系统的应用实例,具体说明了可调度分析算法的应用.     

基于扩展Petri网的PPCES建模研究

针对Job—shop型生产系统中NP难度的调度问题，利用生产计划与控制专家系统(PPCES)进行启发式搜索，根据Petri网建模原理及PPCES的推理需要，对生产系统建模，定义了一类扩展有色、时间Petri网．实践证明，这种方法不仅可以在增强模型描述能力的同时有效地降低其复杂度，还可以应用专家系统领域的知识指导系统进行冲突消解，从而避免了常规分析方法所带来的组合爆炸问题．     

基于Petri网仿真的柔性生产调度——蚁群-遗传递阶进化优化方法

利用受控赋时Petri网对柔性生产线调度中的离散事件建模,此Petri网模型由过程流子网、资源子网和调度控制子网通过同步变迁连接而成.在由Petri网仿真运行获得调度性能评价的基础上,采用两级递阶进化优化方法求解柔性生产过程的优化调度问题.首先由蚁群优化方法优化加工路径,然后根据蚁群在信息素指引下所构造的加工路径,采用遗传算法优化在同一机器上加工的作业排序.应用蚁群优化原理提出了加工路径优化问题的信息素表达方式,解构造策略和信息素更新策略.一组测试问题的求解结果说明了算法的有效性和鲁棒性.     

复杂产品概念设计多学科过程建模方法研究

为了使复杂产品概念设计的过程模型支持多学科优化,实现概念设计过程中的求解功能,确定产品设计的综合最优方案,提出了基于扩展Petri网与NSGA-Ⅱ算法相结合的多学科过程建模方法.针对复杂产品设计过程的特点,分析了概念设计在多学科优化过程中的重要作用,研究了扩展Petri网模型建立和NSGA-Ⅱ算法的执行过程,给出了以扩展Petri模型的变迁序列作为NSGA-Ⅱ算法染色体,结合属于Petri网模型元素的选择算子、交叉算子进行NSGA-Ⅱ优化运算的方法.将上述方法应用于某工业汽轮机的设计,并通过实例验证了该方法对于不同的设计要求,可以给出不同情况下的Pareto最优解集,是进行复杂产品概念设计过程建模的一种切实有效方法.     

基于时间Petri网和启发式搜索的资源分配

提出了一种改进的时间Petri网计划管理模型,综合考虑调度和资源分配,以充分发挥FMS的柔性制造能力.首先根据系统理论,区分了两种资源类型:主角(主资源)和配角(辅助资源),然后再根据主资源构造FMS的时间Petri网.这种方法简化了Petri网的构造,给出了一个清晰的资源调度流程,并且辅助资源的分配可以在调度的同时利用启发式搜索算法给出.最后,给出一个改进的时间Petri网在资源受限情况下进行调度和资源分配的实例.     

系统级描述语言SystemC到时间Petri网的转换技术

SystemC作为一种系统级描述语言能够同时描述硬件和软件,但缺乏形式化分析的手段.针对其存在的问题,提出引入Petri网的设想,通过分析了SystemC程序本身的结构特点,指出其主要由顺序、分支、循环以及并发等结构组成,并分别给出与Petri网的对应关系.同时提出了由SystemC程序到时间Petri网的转换方法.使用Petri网的工具对并发程序进行分析,将SystemC程序转换成时间Petri网,为基于SystemC的系统设计提供形式化的分析方法.并应用Petri网的可达图检测出原SystemC程序中的死锁,该转换方法的有效性达到了引入形式化方法的目的.     

基于剩余函数的单件车间调度算法的软件实现

单件车间(Job-Shop)调度问题是一类具有次序约束和资源约束的组合优化问题,是一个典型的NP难题。对Job-shop调度算法的研究不仅是对排序理论的一个补充,而且对于解决单件、多品种、小批量机械制造业的现代化管理也会起到积极的推动作用和影响。在求解调度问题的初排算法及调解算法的基础上。利用VC与Matlab混合编程实现了该算法。经分析及实验验证,利用这种算法求解Job- Shop调度问题可得到比较满意的结果。     

基于时间Petri网的铁通调度指挥系统建模与分析

在分析了铁通调度指挥系统(TDS)建模存在的问题后,本文提出了基于时间Petri网的铁通调度指挥系统工作流模型.在此模型中,用时间Petri网表示工作流模型,并分析了基本结构的时序关系.利用在线性时间复杂度内解决时间推理问题的线性推理规则,本文用时间Petri网建立了TDS停机停线的工作流模型.最后,对TDS停机停线的时间性能进行了分析.     

基于Petri网和遗传算法的飞行训练计划优化编排

为解决航空兵部队飞行训练计划的优化编排问题,以组成训练计划的科目为研究对象,提出一种基于赋时库所Petri网(timed place petri net,TPPN)的科目-空域占用过程仿真与遗传算法相结合的优化编排方法.该方法首先建立科目-空域占用关系表,并基于TPPN建立科目对空域的占用过程模型.采用遗传算法对空域占用过程进行优化,使用的染色体是由TPPN模型中的部分选择库所名称排列而成,每个染色体代表了一种科目-空域占用方案.利用基于TPPN的科目-空域占用过程仿真,得到每个染色体所对应的优化目标值.仿真试验证明,该方法融合了Petri网和遗传算法各自的优点,能够有效地实现航空兵部队飞行训练计划优化编排.     

高技术虚拟企业资源调度模型

为了改善高技术虚拟企业资源调度的组合优化性能,采用串行调度规则和蚁群优化算法研究了资源传输顺序与赋时Petri网对应关系,建立了高技术虚拟企业资源调度模型,得到了调度模型计算公式,并以一个实例说明资源调度的应用过程.与采用时间最小算法和费用-时间算法的计算结果进行了比较,结果表明:用蚁群算法进行优化,避免了诸多人为因素的影响,大大提高了计算结果的精度,使得计算更加准确、高效.相关模型与算法的提出解决了高技术虚拟企业资源配置优化问题,具有积极的理论与现实意义.     

基于STPN求解随机网络最短路的仿真方法

提出了基于时延Petri网求解网络最短路的仿真方法,该方法保持了Dijkstra算法的特性,充分利用了Petri网的并发特性,可迅速而自动地求出最短路,所需计算量仅正比于最短路的长度,与路径图的复杂程度及路径图中的通路总数无关.并将该算法推广到随机网络情形,提出基于随机时延Petri网(STPN)的随机网络最短路仿真算法,可迅速而准确地找到起点与终点之间的随机网络最短路的分布函数.     

医学检验分析仪控制系统Petri网建模

针对全自动医学检验分析仪的控制系统,以Petri网原理为依据,采用赋时Petri网的建模方法,解决了控制系统中的冲突、死锁等问题。仿真验证该模型,其结果显示：通过赋时Petri网建模能有效地解决这些问题,检验该建模方法的正确性。