基于Petri网仿真的随机制造单元性能分析研究

分析了传统随机制造单元Petri网模型能的不足, 对传统随机制造单元的Petri网模型进行了改进。通过对Petri模型的直接仿真, 对不同的Petri网模型的随机制造单元的性能指标进行了分析比较, 并通过和同构的马尔可夫链的计算结果进行验证, 证明了改进后的Petri网模型准确地描述随机制造单元, 对基于仿真的性能分析方法具有普遍意义。     

广义随机Petri网在生态产业园区性能分析中的应用*

为了对生态产业园区规划方案进行定量描述和评价,利用基于广义随机Petri网的建模分析方法,根据广义随机Petri网模型与马尔可夫链的同构关系,得到生态产业园区的Petri网模型和马尔可夫链模型。并通过马尔可夫链理论与相关数学方法,得到生态产业园区规划方案的吞吐性能、时间性能以及关键资源利用率和重点加工环节运作效率等性能指标,诊断出现有规划中存在的问题,为生态产业园区规划方案的评价和改进提供了一个思路。     

随机Petri网在性能分析中的应用

本文介绍一种随机Ｐｅｔｒｉ网及其在性能分析中的应用，这种网的可达图同构于马尔柯夫链，从而可依据马氏理论求解一些性能指标。     

利用随机Petri网分析软件可靠性

提出一种基于随机Petri网的软件可靠性分析方法.该方法的可靠性模型可以很好地描述软件系统的动态变化过程,并可以得到软件系统处于各个状态的瞬时及稳态概率,为系统运行一定时间后的可靠性情况提供有利的分析手段.此外,所获得的结果也可以直接用于指导后期的开发过程.     

一种基于随机Petri网的资源共享系统性能分析方法

分析了资源共享的几种模式,利用随机Petri网理论进行建模,通过数学推导,分析了不 同资源共享模式下影响系统性能的因素。通过实例分析,验证了在资源平等竞争的环境下,完全共享 模式性能优越于部分共享模式。     

一种紧同步随机Petri网模型的性能分析方法

紧同步随机Petri网模型常用于对多个子系统构成的实际系统进行建模.由于状态空间爆炸问题,这种模型的性能分析目前还没有得到很好的解决.首先给出了随机Petri网中顺序、并行、循环、选择这4种基本结构的性能近似等价公式,然后提出了一种同步变迁等价分解(synchronous transition equivalent decomposition,简称STED)法对紧同步随机Petri网进行分解求解,有效地缓解了具有一个或多个同步变迁情况下的空间爆炸问题,该方法对于子模型同构的情况处理简便且十分有效.     

一种随机Petri网的模糊同构方法研究

随机Petri网（SPN）可以同构于一个连续时间马尔可夫链,但在进行系统性能分析时,其状态空间随着系统规模的增大而呈指数性增长,造成系统无法同构分析,结合模糊数学理论提出一种模糊同构（FIM）方法,该方法可以约简复杂状态空间以便同构分析,最后应用该方法分析欧洲列车控制系统（ETCS）在移动闭塞区间条件下无线通信的可靠性,以验证该方法的可行性。     

测控集群系统随机Petri网模型与可用性分析

研究并实现了一个应用于测控领域的高可用性实时集群系统，该系统充分采用冗余技术以消除系统中的单一故障点．首先阐述了系统的体系结构，然后在介绍随机Petri网基本概念的基础上，建立了系统的随机Petri网模型，并在此模型的基础上，分析了系统各部分的稳态可用度和系统的总稳态可用度．经理论计算表明，测控集群系统一年的平均故障停机时间约为3．44分钟，因此，系统具有较高的可用性，完全满足关键应用场所的高可用性要求．     

随机Petri网性能计算软件关键技术的研究

性能计算对随机Petri网模型的性能分析具有重要作用。以研究随机Petri网性能计算软件关键技术为主要目的,提出了一种独立于计算（CIM）的性能计算软件体系结构元模型,并以此元模型为依据,遵循面向对象的系统分析与设计方法给出该软件独立于平台（PIM）的软件体系结构模型,对核心算法设计方案采用先计算基础性能数据,再计算扩展性能数据的策略分步骤完成,并给出了基于MVC模式实现的PSM模型实例和一个电子农务应用案例。最后,给出了同类性能计算软件的设计可适用此开发方法的初步结论。     

Performance analysis using Petri nets

The purpose of this paper is to focus on the implementation issues associated with using Petri nets for the performance analysis of discrete event dynamic systems while demonstrating several applications in manufacturing systems. Practical modeling issues will be discussed and several applications will be presented that illustrate the advantages and limitations of this methodology. These issues lead to the definition of several research problems in Petri nets for performance analysis.     

装配可靠性的模糊广义随机Petri网建模与分析

针对一般广义随机Petri网模型精度低的问题,将模糊数引入到广义随机Petri网,提出模糊广义随机Petri网的概念.结合模糊数包含信息多的优点,利用模糊广义随机Petri网对装配过程进行建模,通过同构的Markov链对模型进行定量分析.用模糊广义随机Petri网模型计算得到的装配可靠度与一般广义随机Petri网模型的装配可靠度进行分析比较,结果表明了模糊广义随机Petri网模型的精度更高.以数控磨床砂轮架为例,证明了上述方法的有效性.     

Product-form and stochastic Petri nets: a structural approach

Stochastic Petri nets (SPNs) with product-form solution are nets for which there is an analytic expression of the steady-state probabilities with respect to place markings, as it is the case for product-form queueing networks with respect to queue lengths. The most general kind of SPNs with product-form solution introduced by Coleman et al. (and denoted here by -nets) suffers a serious drawback: the existence of such a solution depends on the values of the transition rates. Thus since their introduction, it is an open question to characterize -nets with product-form solution for any values of the rates. A partial characterization has been obtained by Henderson et al. However, this characterization does not hold for every initial marking and it is expressed in terms of the reachability graph. In this paper, we obtain a purely structural characterization of -nets for which a product-form solution exists for any value of probabilistic parameters of the SPN and for any initial marking. This structural characterization leads to the definition of -nets (Stochastic Parametric Product-form Petri nets). We also design a polynomial time (with respect to the size of the net structure) algorithm to check whether a SPN is a -net. Then, we study qualitative properties of -nets and -nets, the non-stochastic versions of -nets and -nets: we establish two results on the complexity bounds for the liveness and the reachability problems, which are central problems in Petri nets theory. This set of results complements previous studies on these classes of nets and improves the applicability of product-form solutions for SPNs.     

改进型有色Petri网的安全协议分析

利用有色Petri网分析安全协议时存在空间爆炸问题,对此提出了构建入侵者成功攻击安全协议所需知识集RI与入侵者可以获得的知识集KI,并定义入侵成功函数的改进型有色Petri网。利用改进型有色Petri网对具体的Helsinki协议和TMN协议进行了分析。实验表明,该方法能大大简化带有入侵者的Petri网模型的构造过程,有效缓解了Petri网在分析安全协议时的空间爆炸问题。     

Sensitivity analysis and optimization of stochastic Petri nets

In this paper we define the notion of controlled stochastic Petri net (CSPN), which is a stochastic Petri net with controlled parameters and performance indices. Specifically, transition times and/or conflict resolution rules can depend on controlled parameters and transition times can have arbitrary distribution functions. A method for computing statistical estimates of performance indices and their gradients (sensitivities) with respect to controlled parameters is described. This method, which needs only one simulation of a CSPN, is considerably superior to conventional finite differences both in terms of precision and required amount of simulation and is based on likelihood ratio/score function approach, other possibilities based on extensions of infinitesimal perturbation analysis are outlined. These gradient estimates are used in stochastic optimization algorithms to obtain the optimal value of the aggregated performance function of the CSPN. A combined optimization and simulation tool is developed which includes approaches to the gradient estimation mentioned above. The numerical experiments presented in this paper confirm the efficiency of the proposed techniques.     

基于颜色Petri网的不确定库存模型性能仿真

供应链中由于信息传递过程中出现的信息膨胀引起牛鞭效应造成各种成本的急剧增长,为使目标函数费用最小,基于颜色Petri网建立了不同需求预测方法及库存策略的CPN模型。在订单数量等变量随机产生以及订货点等因素不确定的情况下,通过实验仿真数据确定了存储、订货及缺货费用与各种不确定变量的关系,从而确定了最优的库存策略。通过对比实验证明了该方法的有效性及正确性。