面向流程制造的数字孪生车间可视化监控系统研究

为了解决流程制造过程监控实时性差、准确性不足的问题,在数字孪生技术迅速发展且与制造业结合愈发紧密的背景下,提出基于生产要素数据、生产工艺流程与多工序设备实体对象的数字孪生车间可视化监控系统架构。从要素、状态、运行逻辑等多个维度对多工序耦合生产线实体对象进行孪生建模,基于OPC UA统一架构的数据采集传输,虚拟车间的实时驱动等关键技术,实现了流程制造设备状态、生产要素工艺全流程三维可视化监控。基于某流程制造企业制丝生产试验线开展了应用验证,为提升流程制造过程中全生产要素的预见性、联动性、自治性提供了方法和实现途径。

施工截流运输系统的赋时Petri网模型及其仿真实现

运输系统的规划直接影响施工进度的实现和工程建设的成败。本文利用Petri网适合于描述系统组织、结构和状态的变化及面向对象仿真技术易于构造相互作用的现实系统模型的特点,建立了赋时Petri网的三峡三期截流施工运输系统模型,并将面向对象技术溶入Petri网。运用仿真模型及方法优选施工机械设备的配置,较好地反映了施工系统状态的动态变化情况。计算与分析结果表明该仿真模型及方法是有效的、可行的。

基于面向对象时间Petri网的密码协议分析

利用面向对象技术和时间Petri网的优点,提出一种基于面向对象时间Petri网的密码协议分析方法。该方法可以降低建模复杂性和计算复杂性,提高建模效率,实现时间Petri网的高度模块化,能更好地适应密码协议分析过程中的重组和扩充。实例分析结果证明了该方法的有效性。

基于面向对象时间Petri网的智能电商物流服务系统建模

电商物流服务系统是一种集商流、物流、信息流和资金流于一体的大规模复杂系统,具有离散事件动态系统的一般特征。将面向对象技术与Petri网相结合,引入时间因素,应用于大规模复杂信息系统建模上,不仅能降低系统模型复杂度,还可以针对模块性能做定量分析。在分析研究电商物流服务系统主要功能和Petri网理论的基础上,给出了一种面向对象时间Petri网(OOTPN)的形式定义,描述了电商物流服务系统的主要对象和业务流程,采用面向对象时间Petri网构建了电商物流服务系统的OOTPN模型,分析了子网的相关时间特性,利用可覆盖性树、关联矩阵对子网的可达性、有界性、守恒性等性质进行了分析,证明了模型系统的可靠性和健壮性,体现了OOTPN模型具有模块化、图形化、结构化特点和可扩展、可重用、易于维护等特性。

面向对象的赋时着色Petri网在FMS中的建模与仿真

在对柔性制造系统建模时,一般Petri网对描述有一定的局限性,因此提出面向对象的赋时着色Petri网(OOCTPN)概念。在柔性制造系统的建模与分析中,以生产物流系统为研究对象,首先对系统按照功能进行模块划分,以基本Petri网对各子模块进行建模,然后将各子网赋予时间和颜色特征对系统进一步描述,再通过消息传递将各子网联系起来,以建立柔性制造系统的综合模型。最后,以汽车零部件的柔性制造系统为实例,建立OOCTPN模型并用Flexsim进行动态仿真,验证了该OOCTPN模型的正确性和可达性并证明该建模方法及所建模型的有效性。

Petri网及其扩展研究

Petri网是一种应用非常广泛的建模工具。首先给出了基本Petri网的概念,在此基础上对多种Petri网进行了广泛的研究,包括时间因素Petri网、有色Petri网、面向对象Petri网、模糊Petri网及受控Petri网,并针对每种Petri网的特点和应用范围进行了讨论,提出了Petri网当前发展的方向和急需解决的热点问题。

应用排序聚类对OOCTPN的建模研究

基于排序聚类算法,提出了一种面向对象的有色赋时Petri网(OOCTPN)的仿真模型。首先用排序聚类算法对生产任务进行生产流程分析,排出最小成本或者最短时间的生产流程;然后按照之前排好的流程用有色托肯进行控制,做出基于面向对象技术的有色赋时仿真模型。这种模型具有高度的柔性和可重用性,在生产单元发生变化时,有利于快速地重新构建仿真模型。最后,使用实例加以说明。

立体分层Petri网的对象化专家系统实现

Petri网是描述分布式系统的强有力工具 ,立体分层 Petri网是从系统的监控、行为和运行三个侧面分析实时分布式多智能体系统的建模和分析工具 .将立体分层 Petri网转化为对象化的高级 Petri网 ,利用和 RETE算法的结构相似性改善其软件实现方法 。

基于着色赋时面向对象Petri网的AUV系统建模研究

研究并实现一种着色赋时面向对象Petri网(CTOPN)建模方法,它将面向对象技术与着色赋时Petri网相结合,从而综合了两种方法的优势,降低了Petri网模型的复杂性,增加了时间描述,便于系统定量分析。首先给出CTOPN的形式定义,然后建立AUV系统的CTOPN模型,最后给出模型的死锁检测算法,从而验证模型无死锁,为系统仿真创造了条件。

基于面向对象时间Petri网的业务流程建模方法研究

Petri网是一种图形化的建模方法,具有直观、易用的特点,是业务流程建模常用方法。面向对象方法将对象通过消息传递关系组成一个系统,易于实现系统建模。结合两者的优点,提出了一种面向对象时间Petri网的建模方法,通过该方法建立的Petri网模型,可以避免传统Petri网复杂性等缺点,具有较好的模块性与封装性,在业务流程变动时降低了建模的复杂度与难度。

面向对象Petri网的输电网线路保护仿真

在单装置Petri网(PN)模型的基础上,提出了一种面向对象的输电网线路保护Petri网模型。该模型考虑了继电保护装置、断路器装置、重合闸装置间的配合关系,并利用面向对象技术降低了单个PN仿真单元的复杂性。为仿真多个保护装置间的配合关系,构建了时间决策单元和故障计算单元。时间决策单元可处理不同保护间的时间配合关系,故障计算单元通过与仿真单元的消息传递模拟保护动作过程。对某输电网线路保护进行仿真,结果验证了模型的有效性。

一种着色赋时的面向对象Petri网及在自动制造系统中的应用

着色赋时的面向对象Petri网(Colored Ti med Object-Oriented Petri Net,CTOPN)是在面向对象Petri网的基础上,添加了着色令牌和输入输出变迁函数的概念而形成的,是Petri网的扩展形式.给出了CTOPN的基本定义和建立CTOPN模型的方法,给出了CTOPN在自动制造系统(Automated Manufacturing Systems,AMS)中的应用实例,最后对模型进行了死锁分析.CTOPN可以准确地描述复杂系统的静态结构及动态特性,能够成为面向对象系统的一种形式化的建模工具.

面向可重构制造系统的设备建模

可重构制造系统的建模是分析和控制可重构制造系统的关键技术 ,而可重构制造系统中的设备建模是可重构制造系统建模的基础。本文提出面向可重构制造系统的设备的赋时面向对象 Petri网模型 ,并通过实例研究证实了其正确性。面向可重构制造系统的设备的赋时面向对象 Petri网模型能够表示可重构制造系统重构前后设备的作业安排的变化情况 ,因此它是可重构制造系统中设备的正确的形式化表示。

基于OCTPN的生产物流系统集成建模与仿真

以生产物流系统为研究对象,以Petri网为主要工具,提出了面向对象着色赋时Petri网(OCTPN)的建模方法。在以基本Petri网对生产物流各子系统建模的基础上,对制造加工与生产物流系统进行集成建模,建立了包括制造工艺模型和生产物流系统模型的层次化模型。最后,以汽车后桥车间的制造加工与生产物流系统为实例,建立了OCTPN模型,利用Petri网的活性、可达性等属性来分析该物流系统的现状,并用WITNESS软件对该模型进行仿真。结果表明该系统是活性的,不存在自锁,提高了机器利用率,达到了预期效果。

基于EOPN的晶圆制造系统实时调度仿真平台

针对半导体晶圆制造系统(SWFS)的组织构成、加工过程和生产模式的典型特点,以拓展型面向对象Petri网(EOPN)为工具对该复杂系统建立了模型,在准确描述晶圆制造过程的基础上采用面向对象技术设计并开发了一套SWFS实时调度仿真平台.该平台不仅能够真实再现半导体晶圆的反复重入型加工过程,而且能够集成多种实时调度与派工控制算法,以准确高效的仿真计算进行算法测试和相应系统绩效的评价与预测.SWFS实时调度仿真平台的开发成功对SWFS的建模、调度和控制等相关研究起到积极的支持作用.

智能仓库出入库系统优化研究

针对智能仓库出入库系统作业过程中出现的货物拥堵和设备利用率低等问题,对智能仓库出入库作业特点进行了研究,构建了智能仓库的出入库作业周期模型,采用面向对象赋时Petri网的方法建立智能仓库出入库系统的OOTPN(object oriented timed Petri net)模型,并对模型进行了死锁分析,同时也分析了模型有效性和可靠性。运用Flexsim仿真软件对建立的OOTPN模型进行仿真优化,实验结果表明,出入库工作能力直接影响堆垛机和处理器的利用率,增加出入库工作组可以有效地提高智能仓库的工作效率。

基于脆弱性关联模型的网络威胁分析

为了解决网络脆弱性建模存在的问题以及威胁评估方法中的不足,结合面向对象技术提出了基于扩展时间Petri网的脆弱性关联模型,通过定义攻击复杂度和危害度因素以及各评估指标的量化方法,给出了脆弱性关联模型的生成算法。结合网络威胁度的计算公式,运用改进的Dijkstra算法给出了无目标导向的网络威胁量化分析方法。该模型能够有效缩减状态空间的规模,适合对复杂网络攻击建模。实验证明了脆弱性关联模型的正确性及其优越的描述性能,基于该模型的威胁分析方法也更为合理、有效。

FMS实时控制系统动态建模方法(一)

在建立FMS物理对象的功能模型、状态转移图 (STD)、面向对象的Petri网 (OPN)模型的基础上 ,本文将着色Petri网与面向对象技术相结合 ,提出了一种实时控制系统的建模方法———面向对象的着色Petri网 (OCPN)建模方法。

虚拟制造系统概念与结构框架

通过分析离散制造系统的基本组成元素和离散制造过程的特点，将有色时间Ｐｅｔｒｉ网中的颜色元素进行面向对象的扩展，分别对离散制造系统的硬件组成、行为方式和控制方式建立模型．通过模型的仿真运行模拟离散制造过程的控制信息和数据的流动情况，为离散制造系统的设计、规划、调度、控制等问题的研究提供了一个有效的工具．

实时系统设计方法

The real-time system is used widely since the 1990's. In the paper some typical design approaches are introduced. Then the object-oriented design approach for real-time system and the use of UML is analyzed.