基于扩展随机Petri网的可重组制造系统建模与分析方法

可重组制造系统(Reconfigurable manufacturing system,RMS)可根据市场变化进行组态调整和组元升级,系统的建模与分析方法必须能适应上述特点。提出基于扩展随机Petri网(Extended stochastic Petri nets,ESPN)的模块化建模方法,将RMS不同的加工资源对应于相应的ESPN基本模块,并通过过渡变迁合成ESPN模型,该模型能适应任意分布的制造系统,可更加精确地反映生产过程。在此基础上采用基于行为表达式的分析方法,得到系统性能指标,该分析方法可不必画出可达图而直接得到系统性能关系函数,使分析过程更加直观、简洁。可重组电动机生产线的实例证明了该建模与分析方法的有效性。

基于有色广义随机Petri网的虚拟供应链仿真方法

该文首先介绍了虚拟供应链概念 ,然后提出了虚拟供应链仿真的基本思想和设计原则 ,提出了一种基于有色广义随机Petri网的虚拟供应链仿真方法 ,给出了库所、托肯、颜色相应的含义以及Petri网的初始值设定方法和引发条件。

扩展有色、时间Petri网及其在FMS建模中的应用

提出一种改进的有色、时间Ｐｅｔｒｉ网——扩展有色、时间Ｐｅｔｒｉ网，有效解决了模型规模和信息显示容量之间的矛盾，图形简洁紧凑，内涵丰富。

组织决策过程的随机有色Petri网模型

随机有色 Petri网可为组织决策过程提供描述框架和分析手段。基于 SCPN的计算机图形建模仿真工具研究组织设计变量对组织决策效率的影响 ,这些变量包括决策人之间的协调结构、决策人偏好、决策方法、决策目标数、备选方案数等。仿真实例结果表明 ,决策人之间的协调结构对决策效率有明显的影响。

基于有色随机Petri网的供应链系统模型分析

针对一般情况下虚拟企业供应链系统的构成,提出了一种基于有色随机Petri网的供应链模型.该模型将任意供应链抽象为相同结构有色随机Petri网系统,某一具体的供应链由模型初始标识和时间延时函数确定.通过对生产和运输过程的仿真,分析在给定结构和供货速率下供应链系统的运行状况.进一步将该模型分解,并利用同构的Markov链对该供应链模型进行性能计算,避免了由于状态爆炸带来的计算的复杂性.实例定性和定量地分析了供应链结构和速率对供应链系统的影响.

业务过程的扩展广义随机Petri网模型

为建立能够描述外部环境、业务操作耗时服从一般分布的业务过程性能模型,引入扩展广义随机Petri网。用容纳有无穷多托肯的输入库所描述建模对象外部环境,用闸门变迁控制外部环境对建模对象的输入,为非立即变迁绑定一个任意分布时间延迟随机变量。最后给出一个建模实例。

有色Petri网的扩展使用控制策略模型设计

为解决目前UCON模型和策略规范存在系统应用功能与安全策略集成性差、缺少事后义务和无并发性控制问题,通过定义行为、安全和并发规则,提出了一种扩展的使用控制策略,采用有色Petri网技术,达到形式化定义、分析的目的,为将来的研究工作提供基础。

基于广义随机有色Petri网的测试性建模方法

针对现有测试性模型简化系统故障与测试之间的关系,忽略故障模式之间复杂性的问题,提出一种基于广义随机有色Petri网(CGSPN)的测试性建模方法。在Petri网的理论基础上对故障模式复杂性进行分析,并用不同颜色表示严酷度等级,完成CGSPN模型的构建。应用编码方案区分同一故障的多种故障模式,有效降低建模难度。采用可达性算法获取相关性矩阵。引入三角模糊数算法获取专家知识,将专家数据作为先验信息与后验测试数据相结合,解决数据量少和不可靠问题。以某型导弹为例建立CGSPN模型,对其进行测试性分析,得到96.8%的故障检测率和100%的故障隔离率,在满足系统测试性指标要求基础上丰富了模型的内容,为装备的测试性建模提出了一种新方法。

随机高级Petri网在异构系统中的应用

传统的随机高级Petri网 (Stochastichigh levelPetrinets,SHLPNs)通过将多个同构子系统压缩成一个子系统 ,并将具有相同标记分布的多个标识压缩成一个标识 (复合标识 ) ,从而有效地减小模型规模和状态空间 .但该方法仅适用于若干同构子系统组成的系统中 ,本文将这种方法扩展 ,通过引入非对称的变迁实施谓词和扩展的复合标识 ,精确地模型并分析异构系统 ,同时也保持了SHLPNs在化简模型和状态空间方面的优越性 .

工作流扩展模型及其性能等价分析

针对现有工作流模型表达能力的不足,基于工作流控制模式的最新研究成果,通过扩充和调整得到8种工作流基本控制模式。基于8种工作流基本控制模式,对WFMC定义的4种工作流基本模型进行扩展,得到了合理的、满足封闭性要求的6种扩展工作流基本模型,丰富了工作流模型的表达能力。从统计学角度推导了基于随机Petri网的选择、容错和嵌套模型的性能等价计算公式,给出了一种定量分析工作流模型性能参数的通用方法。

基于IDEF0与ESCPN的军事情报系统建模研究

深入分析了军事情报系统的复杂性、层次性、离散性和随机性等特征,综合运用形式化与非形式化建模技术,提出了IDEF0与ESCPN相结合的军事情报系统混合建模方法。以电子对抗情报系统为例建立了其IDEF0与ESCPN的评估模型,研究结果表明此方法为军事情报系统的建模、分析与评估提供了有益的思路。

一类考虑返修和产品多态性的多级串联制造系统建模与性能分析

针对一类考虑返修和产品多态性的多级串联制造系统性能分析问题,在考虑系统设备故障基础上,重点研究产品的返修和报废以及产品的多态性导致工位正常运行时加工状态差异对系统性能的影响,提出一种基于扩展Petri网(Extended-stochastic Petri nets,ESPN)的系统模块化建模方法,解决传统利用Markov模型和排队网络模型建模难以清晰描述系统内部产品流转换导致复杂状态变化的问题。将ESPN模型同构于嵌入Markov链得到工位状态空间,推导产品多态性导致的工位不同加工状态相对激发概率分布。以双工位单缓冲区的两级串联制造系统单元模型性能分析为基础,考虑缓冲区两边系统对单元模型的影响,基于重叠分解法对系统模型进行迭代求解,分析系统各项性能指标。某企业汽车动力总成装配线的实例验证了该建模与分析方法的有效性。

一种新型坦克火控系统建模方法

为全面、准确描述新型坦克火控系统逻辑层,提出了一种基于有色随机Petri网的新型坦克火控系统建模方法。首先研究了新型坦克火控系统的组成结构、信息结构与工作流程。然后对新型坦克火控系统进行了形式化的描述,并制定了其Petri网转化规则。最后建立了新型坦克火控系统的Petri网模型,并对其动态性能进行了分析。证明该方法可以有效对新型火控系统逻辑层建模。

防空武器系统作战建模与仿真

在对防空武器系统作战过程分析的基础上,用IDEF(integrated definition method)方法建立了防空武器系统作战过程的功能模型,并使用一种扩展随机有色Petri网(SCOPN)对武器系统作战的动态过程进行建模与分析,通过对武器系统作战过程的定量计算,验证了建模方法的可行性,为研究复杂系统提供了一种有效方法。

基于SCPN的柔性工作流可用性建模及分析

提出一种基于随机有色Petri网SCPN(Stochastic Colored Petri Net)的柔性工作流可用性分析方法。在探讨SCPN形式化定义的基础上,分别建立基本单元异常处理的SCPN模型和典型结构的异常处理的SCPN模型,有效地描述面向异常处理的柔性工作流系统的动态行为特性。最后,以某企业员工培训业务为例,得到系统可用度指标的变化曲线,验证了所提方法的有效性。

基于ESPN的制造系统多任务可靠性研究

以一个有三台机床并同时进行多个加工任务的制造单元为例,采用扩展随机Petri网对其进行多任务可靠性建模,该模型不仅可以适应任意分布的制造系统,同时克服了传统的可靠性建模方法无法兼顾制造系统生产过程的时间动态特性.在此基础上基于Petri网行为表达式,并将矩母函数思想引入其中,则不必生成可达标识图就可通过计算模型的传递函数,进而得到整个系统的多任务可靠度,由此可以更直观地反映具有多种加工任务的整个制造系统的运行性能.

并发事务无死锁的可串行化调度的形式化方法

并发控制是多用户数据库管理系统(DBMS)的重要内容之一。该文对其形式化方法进行了研究,建立了符合两段锁协议的扩展有色Petri网模型。利用该模型的可达标识图,给出了判断满足两段锁协议的调度是否死锁的充分必要条件,并由此构造出并发事务的无死锁的可串行化调度。

基于ESHLEP-N印染生产线的仿真

印染生产线是一个复杂的流程制造系统,存在着生产瓶颈不易诊断、设备利用率低等问题。在分析印染生产线工艺流程特点的基础上,建立了基于扩展随机高级判断Petri网的印染生产线模型,并把此模型转化为可执行的规格说明工具ExSpect仿真模型,通过实例验证了模型的可操作性与有效性,分析了具有优化生产运行作用的生产性能。

基于行为表达式的设备可用度分析方法

首先分析了设备运行过程中的不同劣化状态,提出了基于扩展随机Petri网的设备运行、劣化和维修过程建模方法,由于扩展随机Petri网的变迁可适应任意分布,因此所提方法能更加准确地反映设备的运行过程。然后在此基础上,采用基于行为表达式的方法分析了在不同维护策略下的设备可用度和激发速率之间的函数关系,该方法可有效地避免Petri网可达图状态爆炸的问题,使得分析过程更加清晰。最后通过实例分析,证明了该方法的有效性。

民航发动机车间维修能力近似平均值分析方法

为了评估民航发动机维修车间在当前维修能力下可保持的机队规模,提出了车间维修能力近似平均值分析方法。采用扩展随机Petri网建立了发动机在维修车间的转移模型,利用单维修等级下系统的性能指标对多维修等级性能指标进行了修正,采用平方变差系数方法实现服务时间从指数分布向正态分布的逼近,并评价了多等级与服务时间为正态分布的车间维修能力,分析了近似平均分析法与仿真方法的计算结果。比较结果表明:各维修中心等待队长最大相对误差为9.14%,此时零件检查、手工修理及机械加工为限制维修车间能力的瓶颈,因此,近似平均值分析方法是有效的。