无界时延混合Petri网(UTHPN)的可覆盖性演变图及性质

时延混合Petri网(THPN)是由David最早提出的一类混合Petri网模型,而构造时延混合Petri网的演变图是对其性质进行分析的有效方法. 赵义军等在文[1]中给出了有界时延混合Petri网的演变图构造方法及性质分析,但对无界的时延混合Petri网,其演变图却不能用同样的方法构造出来.在本文中,通过引入无界量符号w,给出了UTHPN的可覆盖性演变图的构造方法,并在此基础上讨论了UTHPN的有关性质.

基于混合Petri网的蓝宝石衬底生产线碳流动态建模与应用

蓝宝石衬底广泛用作LED产品的衬底材料,其加工精度高且工序复杂,主要包括切片、倒角、研磨、退火、上蜡、铜抛、软抛、清洗环节。蓝宝石衬底在加工过程中存在设备能耗高、能效低且辅料回收利用率低等问题,从而导致生产成本高且对环境产生不利影响。以碳排放为表征量,对蓝宝石衬底生产线碳流动态建模开展研究。首先,定义了蓝宝石衬底生产线碳流系统边界,分析了蓝宝石衬底生产线中能量流、物料流和碳流,建立了蓝宝石衬底生产线碳流动态模型,并提出了基于生产性能与经济效益的两种碳效率评价指标;其次,根据碳排放与工艺过程的强耦合特性,基于混合Petri网对蓝宝石衬底生产线碳流动态特性进行了建模与仿真;最后,通过应用实例验证并求解了生产线的碳效率。

基于一种混合Petri网的列车运行系统的建模与分析

针对列车运行系统中连续变量和离散事件的混合描述问题,提出一种混合Petri网建模方法。相对于已有的列车运行系统建模方法,该方法用连续库所和连续变迁描述系统中连续变量的变化过程;采用关联方程表示连续托肯中相应的连续属性的变化;定义相对应的变迁触发规则表示连续变量、离散事件、人参与等多种因素的相互作用。由列车运行系统的混合Petri网模型分析表明,该方法可以有效地描述连续变量与离散事件的交互,并能够进行列车运行过程中的速度限值、监测点距离、离散事件发生的时间区间的分析。由于列车运行系统是一类典型的混杂系统,该方法具有普适性。

基于时延Petri网模型的机器人装配任务规划

采用时延Petri网针对有代表性的柔性装配单元进行建模 ,柔性装配单元包括装配机器人、拧螺钉机器人、变位器和加工中心等自动装配和制造中的常用设备 ,具有较大的通用性。推导了顺序作业和并行作业的时间消耗计算方法 ,针对具体任务提出了任务规划的时间优化算法 ,通过仿真和试验两种方法对最优规划序列进行了验证。该项研究可在作业时间要求严格的场合产生优化的装配任务序列 。

协同设计中基于混合Petri网的云工作流表示模型

针对目前协同设计中业务过程描述能力不足和柔性差等问题,从并发性、可伸缩性和协同性等五方面进行分析,提出了一种在空间上三维分布的Petri网建模方法.将组合、颜色和定时约束Petri网引入协同设计的流程建模之中,设计了协同设计下云工作流业务流程的HPN(hybrid Petri net)模型;运用随机Petri网的思想对协同设计各流程流转、工作效率等进行分析,详细分析了其性能指标,验证了模型的可达性,并从业务冲突及模型分解等方面提出了优化.

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。

离散事件系统的混合型Petri网控制器(英文)

考虑由具有不可控变迁的受控Petri网建模的DES的控制器综合问题 .提出了兼具DES的逻辑型和结构型二种控制器优点的混合型Petri网控制器 :在系统状态的获取和跟踪上具有结构型控制器的优点 ,而在控制作用的实施上则具有逻辑型控制器的优点 .全文通过实例说明了混合型Petri网控制器的设计方法 .

基于混合Petri网建模的纺织生产调度研究

针对纺织生产调度兼有连续性和离散性的特点,选择混合Petri网(HPN)作为建模工具,为其生产过程建立模型,将纺织生产的各加工工序使用统一的形式进行描述。在此模型基础上,根据满足交货期前提下的成本最低原则,综合考虑制造成本、拖期罚款和库存保管等因素,使用数学规划方法对纺织生产调度问题进行优化求解。最后使用纺织生产中的实际数据进行仿真,求得最优调度,验证了该方法的有效性。

混合语义时间Petri网模型

提出了时间Petri网的混合语义模型,通过在变迁及其非冲突变迁集的最小上界处设置强制实施点,排除冲突变迁对变迁可实施性的影响,达到既能扩大模型调度范围又可保证任务调度时限性的目的,以解决现有语义模型在调度分析上的缺陷.进一步证明了混合语义模型的图灵等价性及标识可达性问题的不可判定性,然后界定了3种语义模型的时间语言接受能力.最后提出了状态类分析方法,用于模型的可调度性分析和时间计算,并以一个柔性制造系统为例,比较和验证了3种语义模型的调度分析能力.

基于扩展Petri网的混合流程生产过程建模

提出了一种扩展的 Petri网建模语言 (Hy Net) ,该语言将面向对象技术、谓词逻辑和微分方程融入高级Petri网中 ,把托肯 (token)作为对象 ,利用弧变量将库所 (place)中托肯携带的信息传递到其后置变迁。这些信息可用来控制变迁的使能条件、规定变迁的活动和计算变迁的激发延续时间。因此 ,这种语言具有很强的模型描述能力 ,利用它所建的模型具有很好的柔性。作为案例 ,文中利用该语言建立了一个具体的混合流程企业的生产过程模型。

基于直觉模糊Petri网的混合推理方法

针对现有的基于模糊Petri网(Fuzzy Petri Nets,FPN)和直觉模糊Petri网(Intuitionistic Fuzzy Petri Nets,IFPN)的推理方法在求解只涉及知识库中部分规则的问题时存在推理过程复杂、效率不高,而且不能对问题产生的原因进行分析等缺陷,提出一种基于IFPN的混合推理方法.该方法将反向推理与正向推理相结合,首先把所要求解的问题转化为目标库所,并引入关联库所、关联变迁和子模型等概念;其次运用反向推理寻找目标库所的关联库所和变迁并构建推理子模型,从而获取问题产生的潜在原因并简化推理模型;最后以子模型作为推理模型,运用正向推理求解目标库所的token值,解决了直接运用原模型进行推理时过程复杂且效率不高的问题.与此同时,通过在模型中引入阈值以及"路径"和"有效路径"等定义,排除无效关联库所,从而找出了问题产生的真正原因.实例验证表明该方法可行且有效,与现有方法的对比分析表明该方法克服了现有方法的缺陷.

基于广义微分Petri网的混合系统仿真方法

针对混合动态系统仿真的特点,建立其广义微分Petri网仿真模型,将混合系统的仿真统一于同一建模框架下。在此框架下,离散事件和连续状态变化对混合系统演化的推动作用均可以通过仿真模型中的变迁激发来完成。通过对广义微分Petri网的仿真过程进行分析,给出了基于该模型框架的仿真算法,并对仿真过程中出现的由资源共享引起冲突现象及其解决方案进行分析,最后讨论了仿真系统的死锁及其避免问题。

基于时延Petri网的交通信号配时方案建模与分析

针对一般情况提出一个建立道路交叉口交通信号配时方案时延Petri网模型的方法.该方法将进入交叉口车流通行权的描述细化到了每一个行驶方向每一个转向,因此便于对系统模型各种性质进行分析以及适合将其作为基于Petri网的城市交通网络仿真模型的一个组成部分.讨论模型分析并针对一个实例给出了模型仿真运行的结果.

混合Petri网及其在混合系统中的应用探讨

针对混合系统的建模 ,提出一种混合 Petri网 (HPN)模型 ,并用数学语言严格地定义和描述与此 Petri网有关的基本概念和一些性质。以一个生产系统为例 ,用 Petri网来描述并分析此生产系统 ,并用 Vis Obj Net软件包仿真此生产系统。

基于混合整数规划的一般Petri网死锁检测方法

信标的受控性是检测柔性制造系统(flexible manufacturing system,FMS)Petri网模型是否存在死锁的关键因素.对于普通Petri网,在任何可达标识下所有信标不被清空是检测网系统非死锁的充分条件.然而,该条件对于建模能力更强的一般Petri网并不适用,max可控性条件由此产生.研究证明,该条件对于一般Petri网的死锁检测过于严格了.虽然其后有很多研究者通过改进max可控性条件以求给出条件更宽松的一般Petri网非死锁的充分条件,但大部分的研究成果都仅仅局限于一种顺序资源共享分配系统Petri网模型S4PR(systems of sequential systems with shared resources)网.因此,本文在max可控性条件的基础上提出了新的名为max#可控的信标可控性条件,并在此条件的基础上实现了基于混合整数规划(mixed integer programming,MIP)的死锁检测方法.与现有研究成果相比,max#可控性条件更宽松,可适用于更多类型的一般网,为解决大规模柔性制造系统中死锁监督控制器的结构复杂性问题提供了有力的理论支撑.

基于着色赋时混合Petri网的精敏型供应链动态系统建模与仿真

精敏型供应链是精益型与敏捷型两种运作模式混合的动态系统。这类供应链系统的主要特点之一是把批量生产模式与定制生产模式有机结合,而且具有动态网络结构。批量生产活动呈相对较强的连续性,而定制生产活动以及订购、交付、运输活动则呈一定的离散性;同时,为了适应环境的变化,供应链成员实体的重组导致供应链系统结构具有动态性。因而可以将精敏型供应链看成是连续与离散状态混合的、结构可变的动态系统。根据上述考虑,针对汽车产品,提出基于着色赋时混合Petri网的精敏型供应链系统的动态模型,其中批量生产活动用连续Petri网描述,定制生产活动以及其它活动用离散Petri网描述,而结构动态重组用着色Petri网表达。仿真结果表明:着色赋时混合Petri网模型可以较好地描述精敏型供应链系统的运行机制和动态特性。

混合Petri网及其可达性分析

混合系统是由相互作用的离散事件动态系统和连续变量动态系统构成的复杂系统 .文中建立的混合Petri网能够描述、分析确定性离散事件 ,以及离散事件或连续演变的并发问题 ;该网可以覆盖离散Petri网和赋时Petri网 ,从而使离散事件系统、实时离散事件系统和混合系统理论研究统一到同一理论框架中 .

炼油生产调度的混合Petri网建模

文章首先分析了炼油生产调度问题,指出炼油生产调度是一个既具有连续时间特性,又具有离散事件特性的混合动态系统,针对这种特性,该文在研究了连续Petri网和混合Petri网之后,将混合Petri网用于炼油生产调度系统的建模,为解决炼油生产调度的实时性问题提供了有力工具。

云模型和混合Petri网相结合的系统可靠性评价

针对复杂系统可靠性评价中工作环境可变的情形,提出基于云模型和混合Petri网相结合的可靠性评价方法。首先采用云模型描述系统的环境适应能力指数,并将其作为混合Petri模型中连续库所的托肯值来控制该模型中变迁的变迁率,然后采用基于Petri网的蒙特卡罗方法对不同环境下的系统可靠性进行仿真求解,得到系统在不同时刻下的失效率。最后以一个C4ISR系统为例,验证了该方法在解决可变工作环境下的系统可靠性评估是可行的。

一种基于混合Petri网的批过程动态调度算法

针对批处理过程动态调度问题的特点 ,以赋色时间限制混合Petri网为工具 ,建立了批过程动态调度的混合Petri网模型 ,将批过程的调度问题映射为求Petri网中变迁的最优激发序列问题 .在此模型基础上 ,根据动态规划基本原理 ,以资源的终极利用即最短生产周期作为调度目标 ,提出了一种基于赋色时间限制混合网模型求取变迁的最优激发序列的方法 ,并针对实际情况中出现的复杂的中间产品存贮策略 ,讨论了在各存贮策略约束下该模型中时间限制区间的确定方法 ,最后以炼钢 连铸生产系统的过程调度为例 ,对该算法进行了仿真 .多次仿真结果表明 ,当任务和设备的初始时刻或者过程的动态过程发生改变时 ,调度结果各不相同 ,从而验证了该算法的有效性 .