Analysis of assembly operations’ difficulty using enhanced expert high-level colored fuzzy Petri net model

Majority of the products can be assembled in several ways that means the same final product can be realized by different sequences of assembly operations. Different degree of difficulty is associated with each sequence of assembly operation and such difficulties are caused by the different mechanical constraints forced by the different sequences of operations. In the past, few notable attempts have been made to represent and enumerate the degree of difficulty associated with an assembly sequence (in the form of triangular fuzzy number) by using the concept of assembly graph. However, such representation schemes do not possess the capabilities to model the user's reasoning and preferences. In this research, an intelligent Petri net model that combines the abilities of modelling, planning and performance evaluation for assembly operation is presented. This modelling tool can represent the issues concerning degree of difficulty associated with assembly sequences. The proposed mechanism is enhanced expert high-level colored fuzzy Petri net (EEHLCFPN) that is a hybrid of knowledge-based system and colored Petri net. An example encompassing assembly of subassemblies is considered to efficiently delineate the modelling capabilities of proposed hybrid petri net model.     

FPN并行反向推理算法研究

通过对Petri网模型和专家系统推理方法的研究,建立了模糊Petri网（FPN）推理模型。在此基础上提出了专家系统的FPN反向推理算法。最后通过实例对算法进行了检验,结果表明该算法具有解决复杂问题专家系统的并行推理能力,推理效率高,推理过程简单,容易实现。     

用双枝模糊逻辑和模糊Petri网构建的攻击模型

以双枝模糊逻辑和模糊Petri网（Fuzzy Petri net,FPN）理论为基础,定义了一种全新的网络攻击模型BBFLPAN,将网络攻击中对攻击起促进与抑制作用的两方面进行综合考虑与分析,用变迁表示攻击、防御行为的产生发展过程,库所表示系统所处的状态,将网络攻击与防御行为和攻击与防御结果进行了区分,直观地表示网络攻击的演变情况。同时结合双枝模糊逻辑,分析了BBFLPAN模型的基本推理规则,并提出了BBFLPAN的推理算法,并通过实验验证了算法的正确性。将对网络攻击实施起正反两方面的因素一起考虑和分析,使其对网络攻击的描述更加切近实际情况。     

基于双枝模糊决策与模糊Petri网的攻击模型研究

以双枝模糊决策和模糊Petri网(FPN)理论为基础，定义了一种全新的网络攻击模型BBFPAN。将网络攻击中对攻击起促进与抑制作用的两方面进行综合考虑与分析，用变迁表示攻击、防御行为的产生发展过程，库所表示系统所处的状态，从而区分了攻击行为和攻击结果，直观地表示网络攻击的演变情况。同时将变迁输入库所集所对应的因素作为决策影响因素，而将变迁作为一个决策，通过双枝模糊决策分析来判断输出库所集中库所的属性。在双枝模糊决策分析基础上，结合一种不确定推理方法，提出了BBFPAN的推理算法，并通过实验验证了算法的正确性。将对网络攻击实施起正反两方面的因素一起考虑和分析，对网络攻击的描述更加切近实际情况。     

采用差分进化算法优化模糊Petri网参数

如何有效地确定模糊Petri网（FPN）的各项参数、摆脱自学习能力差的缺点,一直是悬而未决的问题。针对此问题,将差分进化算法首次引入到FPN参数优化中,根据FPN的实际特征,提出了一种改进的差分进化算法。算法采用混沌策略产生初始种群,融合自适应变异因子及早熟惩罚策略提高种群多样性,同时保证很强的收敛性与全局性。仿真实验表明,将改进的差分进化算法与传统算法相比较,收敛到理想参数值的速度提高了5倍。     

应用带标识的模糊Petri网的知识表示方法

提出一种在某些库所中带有标识的模糊Petri网模型来进行知识表示。为了获得更多的加权模糊产生式规则的信息,在知识表示的过程中考虑了权值,确定性因子,阈值等参数。这种模糊Petri网充分利用了Petri网的并行处理能力。随着带标识的模糊Petri网的运行,网中标识的变化可以标记加权模糊推理的运行。通过文中给出的基于相似性测度的计算方法可以更加高效地计算出多层加权模糊推理的推理结果。     

Monitoring of flexible production systems using high-level Petri net specifications

The degree of reliability in the operation of flexible production systems depends not only on the operation of the individual components, but also on the structure and evolution of the embedded supervisory control system. Monitoring of operations and of the behaviour of the components and of the system as a whole is an essential function of such a supervisory control system. This paper focuses on the development and implementation of feature- and model-based monitoring methods using high-level Petri net specifications of flexible production systems and of the embedded discrete-event controllers. The combination of machine–human interface concepts with the developed monitoring methods leads to a user-friendly representation of monitoring information. An application at industrial level is shown by means of a case study, i.e., a sample flexible assembly cell, situated at the Institute for Manufacturing Automation and Production Systems, Germany.     

基于模糊着色Petri网的车辆运动轨迹预测

车辆运动轨迹的准确预测可以对潜在交通冲突进行实时有效预测,并为解决交通冲突提供最佳策略。以真车实验数据为基础,分析车辆运动轨迹的影响因素,建立车辆运动轨迹方程,根据坐标变换以及各个方程变量参数之间的转换关系,将车速纵向和横向加速度、车身侧倾角以及俯仰角速度作为模型输入,构建论域以及隶属度函数。此外,根据车辆不可能在较短时间内状态发生急剧变化建立相应的模糊规则,建立模糊着色Petri网模型,对车辆运动轨迹进行预测。以真实路车实验数据对模型进行训练与测试,测试结果表明该Petri网模型能够对短时长内的车辆运动轨迹进行有效预测。     

基于双枝模糊集的一致性模糊变权Petri网攻击模型

以Petri网为基础,结合双枝模糊集理论,定义了一种新型的一致性网络攻击模型CBBVFPN,并根据CBBVFPN模型的特点构造出了相应的形式化推理算法。该模型弥补了以往基于Petri网的攻击模型共同具有的一些缺陷,同时对“AND”和“OR”两种基本Petri结构进行了扩展。在推理过程中,为了防止以一个真实度很低的命题为前提继续推理,得出真实度更低的命题而背离事实,提出规则演化和变权的方法来处理真实度低的命题。推理算法使用统一的方式表示肯定命题和否定命题,并且在算法中加入控制条件,以保证推理过程和推理结果的一致性。最后以Botnet攻击为实例验证了本算法。     

基于模糊Petri网的瓦斯突出空间模型

瓦斯突出相关影响因素具有明显的时空特性,煤层突出危险程度的判别是一个多因素决定的模糊事件,模糊Petri网在离散事件动态建模具有突出的优势。在分析瓦斯突出空间数据分布及模糊性应用基础上,对比分析基本Petri网和模糊Petri网的知识表示,结合瓦斯突出各因素空间分布的特点,扩展了模糊Petrie网的相关组件成分,建立基于模糊Petri网的瓦斯突出空间模型,使瓦斯突出影响因素在不同的空间位置通过空间模型表示出来,进一步描述了瓦斯突出空间位置动态转换,在实际预测中具有现实的意义和可操作性。     

借助Petri网进行流程审计

信息的使用者往往关注保存在介质上的信息而忽视处理信息的程序。由于保存在介质上的信息有多个操作入口,即使处理信息的程序真实地反映了组织的业务流程,也难保证信息使用者所获得的信息是正确的,也就是说对于访问数据的程序,存在外部干扰。引入数据库中的审计表功能,协助信息系统审计人员识别信息系统中数据的形成是否遵循了既定的业务流程。由于Petri网是描述流程的有力工具,对于复杂的业务流程,引入Petri网对流程进行审计是必要的。     

用直觉模糊Petri网构建的供应链可靠性诊断模型

针对不断变化的供应链系统内外部环境因素,围绕供应链系统可靠性诊断问题,将直觉模糊集引入模糊Petri网建模,用直觉模糊数表示库所状态、变迁阈值和变迁输出置信度,构建了基于直觉模糊Petri网的供应链可靠性诊断模型。对直觉模糊产生式规则按照变迁激发前后变迁和库所之间的与或关系,将供应链可靠性诊断模型模糊推理规则划分为四种类型,得到了变迁触发前和触发后的与或直觉模糊推理规则。同时提出了相应的模糊推理算法,并通过实例验证了模型和算法的有效性,能够及时发现供应链系统故障。     

基于共识与Choquet积分的模糊Petri网可信度确定方法*

针对模糊Petri网可信度确定过程中,决策结果可接受程度较低和未考虑影响因子间关联的问题,提出基于群体共识测度与Choquet积分确定模糊Petri网可信度的方法。设计了基于决策者与群体评估信息偏差修正的自适应共识测度算法,获取可接受程度较高的群体评估信息。构建最大2-可加模糊测度Marichal熵模型求解影响因子间的交互作用系数,根据交互作用系数、默比乌斯变换和模糊测度之间的关系确定模糊测度,利用Choquet积分算子集结群体评估信息得到模糊Petri网可信度。将此方法用于确定燃气轮机故障诊断模糊Petri网输入库所可信度,并与未考虑共识测度和影响因子间关联的方法进行比较,计算结果验证了该方法的有效性和可行性。     

Designing genetic regulatory networks using fuzzy Petri nets approach

In this paper, we have successfully presented a fuzzy Petri net (FPN) model to design the genetic regulatory network. Based on the FPN model, an efficient algorithm is proposed to automatically reason about imprecise and fuzzy information. By using the reasoning algorithm for the FPN, we present an alternative approach that is more promising than the fuzzy logic. The proposed FPN approach offers more flexible reasoning capability because it is able to obtain results with fuzzy intervals rather than point values. In this paper, a novel model with a new concept of hidden fuzzy transition (HFT) to design the genetic regulatory network is developed. We have built the FPN model and classified the input data in terms of time point and obtained the output data, so the system can be viewed as the two-input and one output system. This method eliminates possible false predictions from the classical fuzzy model thereby allowing a wider search space for inferring regulatory relationship. The experimental results show the proposed approach is feasible and acceptable to design the genetic regulatory network and investigate the dynamical behaviors of gene network.     

并行计算的Petri网建模和FPGA实现

在分析现有Petri网建模及其FPGA实现方法的基础上, 首先探讨了并行计算的Petri网建模方法, 将并行计算任务分解成多个并行处理单元, 用IOPT网为系统进行建模; 然后提出了构造监控层和算法层的双层结构以实现模型到FPGA实现的具体映射, 有效解决了Petri网模型中变迁只能表示简单加减运算的问题。通过矩阵乘法的应用示例, 表明了上述方法的正确性和通用性。最后提出了进一步的研究方向。     

基于Petri网的分布式系统并发进程的死锁检测

分布式系统中的并发进程具有明显的并发、异步及分布性,而Petri网是模拟与分析并发、异步、分布式系统的有效工具.为此通过引入Petri网,给出了分布式系统局部并发进程等待的Petri网模型及死锁检测方法,提出了全链路合成的概念,利用全链路合成技术组装了全局并发进程等待的Petri网模型,给出了判断整个系统是否出现死锁的充分必要条件.     

模糊Petri网在风电机组故障诊断中的应用

针对风力发电机组故障诊断建模中动态行为较难描述的问题,结合模糊Petri网的图形描述能力及模糊推理性,提出故障诊断的模糊Petri网模型及其相应的故障诊断方法,根据故障发生的实际情况给出正反两种推理算法。用齿轮箱故障的实例加以验证,证明了该方法的正确性及在风电机组故障诊断中应用的可行性。     

A model of fuzzy spatio-temporal knowledge representation and reasoning based on high-level Petri nets

In many application areas there is a need to represent human-like knowledge related to spatio-temporal relations among multiple moving objects. This type of knowledge is usually imprecise, vague and fuzzy, while the reasoning about spatio-temporal relations is intuitive. In this paper we present a model of fuzzy spatio-temporal knowledge representation and reasoning based on high-level Petri nets. The model should be suitable for the design of a knowledge base for real-time, multi-agent-based intelligent systems that include expert or user human-like knowledge. The central part of the model is the knowledge representation scheme called FuSpaT, which supports the representation and reasoning for domains that include imprecise and fuzzy spatial, temporal and spatio-temporal relationships. The scheme is based on the high-level Petri nets called Petri nets with fuzzy spatio-temporal tokens (PeNeFuST). The FuSpaT scheme integrates the theory of the PeNeFuST and 117 spatio-temporal relations.The reasoning in the proposed model is a spatio-temporal data-driven process based on the dynamical properties of the scheme, i.e., the execution of the Petri nets with fuzzy spatio-temporal tokens. An illustrative example of the spatio-temporal reasoning for two agents in a simplified robot-soccer scene is given.     

基于双枝模糊逻辑和模糊着色Petri网的攻击模型

定义了一种基于双枝模糊逻辑和模糊着色Petri网的网络攻击模型, 从对攻击起促进和抑制作用这两方面对网络攻击进行综合考虑与分析, 同时对模糊规则库中的不同变量用不同的颜色来区分, 因此可构成一个简明的BBFCPN模型。在此基础上, 给出了BBFCPN模型的基本推理规则和推理算法。针对攻击实例的分析进一步验证了提出的模型及相关推理算法。     

基于Petri网的数字系统建模和VHDL实现

基于Petri网的数字系统的建模及其硬件实现方法已经得到了广泛的研究,然而现有的方法主要适用于同步电路,由此提出了一种基于Petri网的数字系统建模和VHDL实现的新方法。首先定义了一种广义同步自控网系统,解决了数字系统的Petri网建模问题。基于一种带优先级的多输入多时钟D触发器,设计了对应的软IP核,进而探讨了广义同步自控网系统模型到VHDL代码的具体转换方法。设计的CAD工具支持数字系统的建模、功能分析与代码转换功能。通过设计示例表明了所述方法和相关工具的有效性。