基于随机故障序列的制造系统动态可靠性仿真

采用随机故障序列、Petri网理论和蒙特卡洛仿真评估制造系统的动态可靠性.给出随机故障序列、序列重要度以及关键部件的定义,阐述随机故障序列的分析流程.基于随机Petri网理论建立系统可靠性分析模型,得到系统状态标识表:由状态标识表构建可达树,根据可达树求得系统的随机故障序列集.利用最小路集方法判定系统故障与否,分析仿真过程中避免部件过度故障问题及其解决方法;利用蒙特卡洛仿真计算随机故障序列的发生规律,评估系统的动态可靠性.通过计算每一个故障序列发生的次数、频率和持续时间等指标,确定影响系统可靠性的关键部件和瓶颈环节,为系统可靠性增长提供了理论依据.完成某供油系统动态可靠性案例分析,仿真结果验证所提出方法的正确性和有效性.     

制造系统动态可靠性建模理论及其应用

在分析传统可靠性设计理论存在缺陷及面临挑战的基础上，评述动态可靠性建模主要方法。利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于系统故障分析和动态可靠性计算中，提出了基于故障Petri网的动态可靠性建模方法。以某挖掘机液压系统为例，研究了制造系统故障的Petri网静态描述和动态可靠性计算方法，求解得到系统可靠性数值指标。应用表明，随机Petri网在故障传播描述以及系统动态可靠性分析方面具有优势.     

GPIB高速数据传输协议的Petri网模型及分析

建立了GPIB高速数据传输协议的Petri网模型,用可达树方法分析了协议Petri网模型的动态性质,从而证明了协议的可靠性和合理性.     

基于含不可观变迁Petri网的码垛机器人零件加工系统故障检测方法

研究了基于含不可观变迁Petri网的码垛机器人零件加工系统故障检测问题。结合机器系统运行过程中的故障特征,对Petri网在机器系统故障诊断中的应用进行了研究,提出了包含不可观变迁Petri网的基本可达树和诊断分析函数的概念及基本可达树故障检测算法。以码垛机器人零件加工系统为例,建立了Petri网系统模型,应用基本可达树故障检测算法进行检测,故障检测结果符合码垛机器人零件加工系统实际运行情况,验证了该方法的有效性。     

基于GSPN模型的系统动态可靠性仿真研究

分析了传统可靠性建模方法存在的缺陷,提出基于广义随机Petri网（GSPN）的复杂系统动态可靠性建模方法,将变迁分为瞬时变迁和赋时变迁,采用赋时变迁表示零部件故障及其维修过程,以禁止弧表达系统故障与修复状态的转换,建立典型可修复系统动态可靠性分析的GSPN模型。针对因非指数分布、状态空间爆炸等导致的GSPN模型求解难题,提出基于蒙特卡罗仿真的求解方法,通过对变迁发生次数及其持续时间、库所状态等参数的统计,计算系统动态可靠性指标。以挖掘机液压回路为例,验证了所提方法的可行性。     

基于随机故障序列的多态系统可靠性分析

针对系统中的部件具有多种失效模式的动态可靠性问题,利用随机故障序列对其进行可靠性建模及分析。以串联系统、并联系统等基本模型为例,建立基于随机故障序列的可靠性分析模型。利用Markov过程理论求解随机故障序列的发生概率,并以净化泵组为例,对其多状态动态可靠性进行分析。     

阀门非关键状态影响的当量故障率计算方法研究

目前基于阀门系统当量失效概率的可靠性研究中,多数情况下系统非关键状态未被考虑,导致了可靠性评估结果不充分。提出了一种新的当量失效概率计算方法,通过故障模式与后果分析法中失效数据与当量故障系数比较计算得到考虑失效后果差异的失效概率数据。在此基础上,采用马尔可夫模型及概率论中数学期望方法得到期望状态转换次数,并与所有状态存在概率结合得到量化分析系统非关键状态影响的失效概率数据,从而得到采用所提方法计算的"当量失效概率"。最终通过零部件的当量失效概率运用Birnbaum重要度计算分析方法,确定对系统可靠度影响最为关键的部件。算例分析结果表明,采用所提方法计算得出的当量失效概率相对于传统当量失效概率计算方法,能更好的体现出系统非关键状态对于可靠性的影响。     

基于Petri网的复杂制造系统故障树分析

针对动态复杂制造系统故障诊断问题,提出了一种融合Petri网与故障树的系统故障建模方法.基于对偶和再吸收原则来简化Petri网模型,应用库所矩阵法对处理后的简单模型求其最小割集;基于Petri网优化建模的结果,运用OpenFTA故障树分析软件对其进行定量分析,求得各最小割集概率重要度,顶事件发生概率以及各底事件概率重要度.该模型在不锈钢方坯连铸机结晶器故障应用结果表明,与通常的故障树求解方法相比,对于复杂的故障树,用该集成模型可有效地进行故障树的定性、定量分析,节省计算时间成本,提高分析效率,并提高了故障诊断的正确性.     

基于随机故障Petri网的液压系统可靠性建模与分析

文章针对复杂系统动态可靠性建模的困难，利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于系统动态可靠性分析领域。基于模块化思想，提出随机故障Petri网的动态可靠性建模方法，有机地集成了二元决策图算法与马尔可夫过程理论的优点。通过液压系统实例验证了该方法的有效性。     

一种扩展了条件和概率信息的Petri网

为了使Petri网具有根据Token中记录的信息和当前处理情况,进行处理路线选择和分析各个变迁及所有可能变迁集执行概率的功能,提出了一种扩展了条件和概率信息的Petri网.该网为经典Petri网的库所和变迁扩展了输入条件集、概率输出条件集及选择函数.通过条件概率Petri网的表示定义了其建模图的表达方法,通过运行过程分析描述了该网的运行原理,通过可达、死锁路线发现及概率计算的方法分析了各个变迁、所有可能变迁集及死锁路线的执行概率,并给出了死锁的解决策略.最后利用条件概率Petri网对叶片的制造过程进行建模分析,显示了其对复杂业务流程建模和指导优化资源配置的能力.     

基于Petri网理论的动态系统可靠性建模方法研究

利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于机械系统可靠性分析领域。研究了基于Petri网理论的故障事件及其逻辑关系的表达方法，探讨了将Petri网应用于复杂动态系统可靠性建模的方法，给出了应用示例。     

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.     

Stochastic behavior analysis of complex repairable industrial systems utilizing uncertain data

The purpose of this paper is to present a novel technique for analyzing the behavior of an industrial system stochastically by utilizing vague, imprecise, and uncertain data. In the present study two important tools namely Lambda-Tau methodology and particle swarm optimization are combinedly used to present a novel technique named as particle swarm optimization based Lambda-Tau (PSOBLT) for analyzing the behavior of a complex repairable system stochastically up to a desired degree of accuracy. Expressions of reliability indices like failure rate, repair time, mean time between failures (MTBF), expected number of failures (ENOF), reliability and availability for the system are obtained by using Lambda-Tau methodology and particle swarm optimization is used to construct their membership function. The interaction among the working units of the system is modeled with the help of Petri nets. The feeding unit of a paper mill situated in a northern part of India, producing approximately 200ton of paper per day, has been considered to demonstrate the proposed approach. Sensitivity analysis of system's behavior has also been done. The behavior analysis results computed by PSOBLT technique have a reduced region of prediction in comparison of existing technique region, i.e. uncertainties involved in the analysis are reduced. Thus, it may be a more useful analysis tool to assess the current system conditions and involved uncertainties.     

基于扩展一阶混合Petri网的机械制造系统碳流动态建模方法

机械制造系统是生产与能源的强耦合系统.针对其耦合特性,提出一种基于扩展一阶混合Petri网的碳流动态建模方法.对机械制造系统碳流动态特性进行分析,建立相应的系统边界,由系统边界分析制造系统的生产构成、运行模式,并导出能量、物料平衡方程以及碳排放量计算公式,为模型的建立奠定数量分析基础.针对机械制造系统能耗的连续性及离散状态对连续过程的影响等,在原一阶混合Petri网的基础上,引入控制弧、抑制弧相关元素以增强建模语义,并给出模型的形式化定义及规则说明.以某制造系统自动生产线为例,建立相应的多目标函数及约束条件,仿真优化其能量流、物料流的时域特性,并计算碳排放量,对所建模型进行验证,为企业实施低碳制造奠定一定的理论基础.     

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.     

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。     

一种基于Petri网的顺序共享资源AMS＊s

Ｐｅｔｒｉ网控制器自动设计及控制程序自动生成方法的研究是自动制造系统ＡＭＳｓ和柔性制造系统ＦＭＳｓ领域研究的热点问题之一〔２～６〕。本文以ＡＭＳｓ计划和调度产生的生产序列ＰＳ和资源需求序列ＲＲＳ为基础，为顺序共资源ＡＭＳｓ设计了一种规格说明语言，以自动生成ＡＭＳｓＰｅｔｒｉ网模型的矩阵形式，并给出了转换步骤。由于引入了资源状态反馈，故生成的Ｐｅｔｒｉ网模型是无死锁的。最后，用一个实例说明了设计过程。     

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。