基于 Petri网的柔性制造系统动态优化模型

为解决柔性制造系统的动态优化调度问题,在基于扩展高级全局决策Petri网的柔性制造系统优化模型的基础上,提出了实时一优化切换控制Petri网模型。该模型在柔性制造系统发生加工设备故障、急件插入等异常情况时,自动切换并运行全局优化调度算法,并在系统允许的时间范围内,再切换返回到原有系统状态,按照新的优化结果运行。最后,以实时一优化切换控制Petri网模型与基于遗传的最小平衡算法结合为例,证实了该模型是有效的。     

基于Petri网和混合算法的作业车间优化

采用赋时变迁Petri网,建立了一种作业车间调度模型.通过为机器分配工序来消解因机器库所共享而引起的冲突,得到了表示调度方案的标志图,给出了一种生成可行调度标志图的方法.同时,提出了一种变迁激发序列编码的离散版粒子群算法,并将模拟退火算法嵌入到该粒子群算法中,以提高算法的优化性能.仿真结果验证了混合算法的可行性和有效性.     

基于扩展高级全局决策Petri网的FMS优化模型

柔性制造系统是一个复杂的离散事件动态系统。在扩展高级决策：Petri网的基础上，提出了一种具有全局结构的扩展高级全局决策：Petri网，对柔性制造系统进行建模的方法。以扩展高级全局决策Petri网与基于遗传的最小平衡算法结合为例，证实了扩展高级全局决策：Petri网与智能优化方法相结合，既提高了FMS优化调度的整体性能，又使调度具有较强的可观性。     

基于PetriNets和混合遗传算法的双资源JSP动态优化调度

以带有控制器的Petri网为建模工具对柔性生产调度中的离散事件建模,利用遗传算法和模拟退火算法获得调度结果,并通过Petri网进行控制.用于解决作业车间的加工受到机床、操作工人等生产资源制约条件下的优化调度.以生产周期为目标进行的优化调度,将遗传算法和模拟退火相结合.通过多种交叉、变异、概率更新选择、再分配策略等遗传和模拟操作,得到目标的最优或次优解.对算法进行了仿真研究,仿真结果表明该算法是有效性.     

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。     

考虑层级调度次序的资源协同综合调度算法

针对同层工序数量较多的多品种单件或小批量复杂产品的综合调度问题,以优化产品加工的时间成本和提高设备利用率为目标,提出了考虑层级调度次序的资源协同综合调度算法。算法设计了三级调度策略,首先是优先级调度策略,提高了工序间纵向加工的紧密度;其次是叶节点调度策略,实现了横向工序的并行优化;最后是短用时调度策略,充分利用了设备的空闲时间,提高了设备利用率。利用基于Petri网的生产过程模型进行调度仿真,实验结果表明了算法的有效性和可行性。     

运用Petri网和GA的资源可协作柔性生产调度研究

提出一类资源可协作的柔性生产调度问题,利用包含过程流子网和资源子网的赋时Petri网对该问题建模。采用两级遗传递阶优化方法来求解资源可协作的柔性生产调度问题,在自适应遗传算法优化加工路径的基础上,再用单亲遗传算法优化作业排序,并通过运行Petri网仿真来获得调度性能评价。最后的实例仿真结果说明了算法的有效性。     

基于Petri网的航空发动机控制器单粒子效应故障诊断

航空发动机控制器是航空发动机的核心元件,若发生故障,将对航空发动机甚至飞机安全性造成很大影响,而单粒子效应是影响航空发动机控制器的重要因素。文章建立航空发动机控制器单粒子效应的故障树模型,并转换成对应的Petri网模型进行优化,简化计算过程,有利于后续进行快速的单粒子效应故障诊断动态分析。     

基于遗传算法和延时Petri网的柔性装配系统的设备调度方法

为解决柔性装配系统的设备调度问题,提出了一种将基于延时Petri网的装配过程仿真与基于遗传算法相结合的调度方法。在该方法中,遗传算法使用的染色体是由延时Petri网模型中的部分选择库所名称排列而成,每个染色体都代表一种设备调度方案。遗传操作包括选择、交叉和变异3种类型,利用基于延时Petri网的装配过程模型进行仿真,得到每个染色体相对应的装配时间,进而将装配时间通过适应度函数转化为适应度。该方法融合了Petri网和遗传算法各自的优点,较好地解决了柔性装配系统中的装配建模和装配任务分配优化的问题。仿真实验证明该方法是有效的。     

面向航空发动机装配线的知识化制造自适应优化调度

为了解决不确定生产环境下的航空发动机装配调度问题,设计了一种面向航空发动机装配线的知识化制造自适应优化调度算法。算法采用强化学习和过程仿真相结合的调度策略求解方式,以最小化提前期惩罚费用和完工时间成本为调度目标,给出了航空发动机装配的Q学习自适应调度模型;针对装配调度问题定义了四个新的调度规则,定义了航空发动机装配的四个状态特征用于对系统状态进行描述,并针对调度目标设计了合理的回报函数。仿真实验结果表明,在调度过程中,采用提出的Q学习方法在多数情况下都远优于其他规则,尤其在装配任务到达频繁的情况下,总体上表现出更好的优势,显示了良好的自适应性能。     

多资源服务处理系统的活性控制策略

为解决一类具有多资源服务处理制造系统中的死锁问题,提出了利用Petri网描述系统结构和动态特征的方法,以及循环结构的新概念,证明了循环结构是导致系统死锁的惟一结构特征。利用辅助系统Petri网模型,提出了计算系统的所有基本极大循环结构的方法。对每个基本极大循环结构增加一个控制位置及其相关弧以限制其资源的利用,从而有效地避免系统死锁的发生。     

基于柔性制造系统的Petri网模型简化规则

为解决Petri网模型中的状态爆炸问题，提出了一种将简化规则应用到Petri网模型中的方法。该方法通过库所和变迁的合并与消除，来达到简化模型的目的。以柔性制造系统的加工站为例，建立加工站的Petri网模型，将简化规则应用到改进的加工站模型中。为了说明简化网保持了原网的外部功能，利用基于时序Petri网的时态逻辑规则进行了证明。结果显示，简化网在保持功能性的基础上，提高了验证和分析的效率。     

一种基于时间Petri网的航空项目数据管理模型

为了提高项目对数据冲突和动态综合管理的能力，提出了一种基于时间Petri网的航空项目数据管理模型。该模型利用库所包含项目的所有共享数据，在资源约束的条件下，进行时间、资源、成本等数据的综合管理。讨论了对资源冲突与均衡控制的调控方法。以某航空产品的制造装配为例，表明利用该模型，可以较好地处理项目运行过程中产生的资源冲突等问题，使各种资源的利用达到最优化，从而实现对资源的最大利用率。     

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。     

复杂Petri网模型的仿真

针对复杂Petri网模型难于仿真的问题 ,本文提出一种仿真思路 ,该思路包括模型元素实现和仿真算法两部分。在模型元素实现部分通过采用面向对象编程的思想抽象出与Petri网模型各元素相对应的类 ,然后利用各类生成模型中各元素的实例对象以实现从Petri网结构到程序结构的转换。仿真算法部分给出了利用所建模型进行仿真的详细步骤。作为案例 ,在文章的最后给出了应用所述方法开发的某管材轧制企业生产过程仿真程序的程序结构及其仿真结果     

自动制造系统中的迭代式死锁预防策略

为解决自动制造系统中的死锁问题,提出一种将混合整数规划算法和Petri网相结合的迭代式预防策略。在该策略中,混合整数规划算法中的0／1变量用来表示Petri网模型中的库所和变迁是否与一个最大的可被清空的信标相关。由于从一个最大的可被清空的信标中可以容易地计算出一个严格极小信标,就可以在不遍历所有的严格极小信标的情况下,直接求得一组基本信标,从而大大地降低了策略的时间算法复杂度。同时,控制该组基本信标可以确保目标系统具有简单的控制器结构和尽可能多的许可行为。实验结果表明了该控制策略的有效性和高效性。     

基于Petri-PERT复杂产品生产过程的优化

为了解决制造业生产层资源利用最优化的问题，提出了Petri-PERT，该技术把Petri网和PERT融合在一起。以复杂产品生产过程为例，首先建立Petri网模型，得出资源间的冲突关系；建立好生产体系，利用PERT计算出各个工序的时间，并基于这些时间和冲突关系制定出整个生产过程的时间表；依照时间表的次序指导生产，同时生产层反馈各工序的工作状态；根据反馈信息，利用PERT预测出负荷变化，重新制定时间表。这样很好地解决了生产过程中的延误现象，优化了整个生产层。     

STOCHASTIC OBJECT-ORIENTED PETRI NETS （SOPNS） AND ITS APPLICATION IN MODELING OF MANUFACTURING SYSTEM RELIABILITY

Object-oriented Petri nets (OPNs) is extended into stochastic object-oriented Petri nets (SOPNs) by associating the OPN of an object with stochastic transitions and introducing stochastic places. The stochastic transition of the SOPNs of a production resources can be used to model its reliability, while the SOPN of a production resource can describe its performance with reliability considered. The SOPN model of a case production system is built to illustrate the relationship between the system's performances and the failures of individual production resources.     

RECONFIGURABLE PRODUCTION LINE MODELING AND SCHEDULING USING PETRI NETS AND GENETIC ALGORITHM

In response to the production capacity and functionality variations, a genetic algorithm (GA) embedded with deterministic timed Petri nets(DTPN) for reconfigurable production line(RPL) is proposed to solve its scheduling problem. The basic DTPN modules are presented to model the corresponding variable structures in RPL, and then the scheduling model of the whole RPL is constructed. And in the scheduling algorithm, firing sequences of the Petri nets model are used as chromosomes, thus the selection, crossover, and mutation operator do not deal with the elements in the problem space, but the elements of Petri nets model. Accordingly, all the algorithms for GA operations embedded with Petri nets model are proposed. Moreover, the new weighted single-objective optimization based on reconfiguration cost and E/T is used. The results of a DC motor RPL scheduling suggest that the presented DTPN-GA scheduling algorithm has a significant impact on RPL scheduling, and provide obvious improvements over the conventional scheduling method in practice that meets duedate, minimizes reconfiguration cost, and enhances cost effectivity.     

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。