基于GSPN方法的柔性制造系统过程模型和性能分析(英文)

应用广义随机Petri网方法,对柔性制造系统进行建模和分析,提出了控制策略和优化方法。针对柔性制造系统的离散性,对整个系统的过程模型进行分析。利用广义随机 Petri 网结合马尔可夫链的方法,确立了系统的配置参数,得出了系统的平均运行时间,机床的平均使用率,系统的生产率,故障概率,对系统的优化和生产效率的提高以及柔性的提高提供了理论支持。最后,通过柔性制造系统实例,对该方法进行了检验。

LNG动力船应急响应系统流程GSPN-MC仿真模型

为解决液化天然气(LNG)动力船中出现的LNG燃料泄漏的风险问题,提出广义随机Petri网(GSPN)同构其马尔科夫链(MC)的方法,仿真LNG动力船燃料泄漏应急响应系统流程。首先,描述LNG动力船燃料泄漏风险,建立燃料泄漏应急响应系统流程图;然后,构建LNG燃料泄漏应急响应系统流程的GSPN模型及其同构的MC;最后,结合LNG泄漏应急演习中的操作流程,仿真分析应急响应流程,获取系统的稳定状态概率等应急响应主要效能。结果表明:应急响应的前期准备和LNG储罐泄漏程度判断环节容易出现堆积现象;事态判断及后期处置总结耗时相对较长,应为流程优化的重点。

基于GSPN与状态图的拟态构造攻防建模与优化

当前针对拟态构造量化分析集中于建立安全模型,缺少对攻防成本的建模分析。针对不同攻击扰动与拟态系统动态重构、负反馈控制的防御特性,提出了基于广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Net, GSPN)与状态图的拟态构造攻防成本建模与优化策略。首先从攻击者角度建立系统的攻击图和脆弱性状态图,从防御者角度建立防御状态图。再通过改变不同余度的构造,平衡系统的可用性与成本代价。仿真结果表明,拟态构造具有高于0.999 7的可用性。相比传统热备份系统,在约6.7%的成本损耗下拟态构造可有效降低防御代价。

基于GSPN的多级串联系统可靠性建模与分析

对含8台加工设备和3个缓冲区的曲轴精磨串联系统展开了运行可靠性研究,通过区分延时变迁和瞬时变迁,将模型的状态空间划分为显状态和隐状态,构建了系统的广义随机Petri网(GSPN)模型,描述了系统的运行原理和动态过程。通过消去隐状态,构造并分析了广义随机Petri网模型的同构退化嵌入马尔可夫链,计算了系统各显状态的稳态概率,求解了曲轴精磨加工系统的稳态可用度,为分析含缓冲区多级串联复杂系统的动态过程提供了参考。

基于GSPN的嵌入式产品研发过程建模与优化

一个高效的产品研发流程可以提高企业的工作效率和市场的竞争力。针对嵌入式产品研发过程管理混乱、研发项目过程中时间管理控制不足等特点,运用广义随机Petri网理论和工作流技术建立嵌入式产品研发过程模型来优化当前的嵌入式产品研发过程,对模型进行定性分析和定量分析,得到模型正确性和工作流的关键性能指标。最后以此为基础实现嵌入式产品研发过程的优化,优化后的工作流模型符合企业的实际需求,缩短了工作流的平均执行时间。

一种基于GSPN的无人机数据链动态可靠性建模方法研究

针对无人机数据链具有多业务融合、结构复杂、动态重构等特征,而传统可靠性建模方法无法准确表征其同步、并发、分布、冲突、资源共享或竞争等现象的问题,开展了基于GSPN构建数据链业务动态可靠性建模方法研究。通过GSPN模型中的资源、库所、变迁等概念描述数据链系统中的各种资源、状态、行为以及协作关系,并以特定的随机变量表示部件状态及其持续时间,模拟系统动态运行过程。采用PIPE软件工具对无人机数据链上行遥控、下行遥测以及下行任务载荷传输的3大业务形式化建模描述,实现可靠性准确评价。案例表明,所提方法可为无人机数据链提供可信的可靠性评价方法。

基于广义随机Petri网的装备战场抢修建模与分析

装备战场抢修是装备保障工作的重要内容,传统的装备战场抢修已经不满足现代条件下作战需要。为提高信息化条件下装备战场抢修的决策科学性和决策效率,运用广义随机Petri网对装备战场抢修过程进行建模分析,通过不变量判断模型的有效性,并根据广义随机Petri网和马尔可夫链同构特性求解模型主要性能指标。最后通过实例分析说明,该方法可以有效求解装备战场抢修的主要性能指标,验证了模型的有效性和合理性,同时也为装备战场抢修决策提供了一定的参考依据。

AADL模型可靠性分析评估工具

主要针对AADL(architecture analysis and design language)嵌入式系统体系结构进行可靠性建模,实现AADL可靠性模型到广义随机Petri网(general stochastic Petri net,简称GSPN)可靠性计算模型的转换,并基于GSPN可靠性计算模型对嵌入式系统进行可靠性评估.为了支持可靠性分析评估过程的自动化,根据模型转换的形式化方法,设计并实现了AADL可靠性评估工具(AADL reliability assessment model tool,简称ARAM),该工具集成在AADL体系结构设计工具OSATE(the open source AADL tool environment)中,并内置Petri网计算工具PIPE2(platform independent Petri net editor2),实现基于GSPN模型的可靠性分析评估.同时,结合航空飞行控制系统的可靠性分析评估介绍了ARAM工具的应用情况.

基于PETRI网模型的LEO/MEO/GEO三层卫星网络的性能分析

基于Petri网模型方法和仿真方法 ,对一种低轨 /中轨 /同步地球轨 (LEO/MEO/GEO)三层卫星网络进行了性能分析 .首先建立了卫星网络的广义随机Petri网 (GSPN)模型 ,采用SPNP6 .0软件进行了网络性能分析 .然后 ,将分析结果与采用OPNET软件对该三层卫星网络模拟的结果进行了比较 ,验证了模型的正确性 ,并得出了诸如在高网络负载的情况下三层网络结构的性能优于单层等新的结论 .

LEO/MEO双层卫星网络的性能分析

基于模型方法和软件仿真方法 ,对一种低轨 /中轨 (LEO/MEO)双层卫星网络进行了性能分析 首先建立了双层卫星网络的广义随机Petri网 (GSPN)模型 ,通过对模型进行分析和合理简化 ,采用SP NP4 0软件进行了网络性能分析 然后 ,将分析的结果与采用OPNET软件对LEO/MEO双层卫星网络模拟的结果进行比较 ,验证了模型分析方法的正确性 。

一种AADL系统可靠性模型转换方法

在原有构件依赖关系的基础上,提出一种架构分析与设计语言(AADL)系统可靠性模型的转换方法。该方法对AADL嵌入式系统体系结构进行可靠性建模,实现AADL可靠性模型到广义随机Petri网(GSPN)可靠性计算模型的转换。研究表明,该方法使AADL可靠性模型向GSPN模型的转换规则更加完备,能对嵌入式系统的可靠性进行准确与全面的分析与评估。

AADL模型到广义随机Petri网的转换工具

为了便于对体系结构设计和分析语言AADL可靠性模型进行可靠性评估,实现AADL模型到广义随机Petri网模型(GSPN)可靠性计算模型的自动转换,依据AADL模型到GSPN模型的转换规则,设计并实现了集成在开源工具OSATE上的模型转换工具。实验表明:该文的转换工具可以将AADL可靠性模型自动转换为GSPN模型。

采用AADL的软件系统可靠性建模与评估方法

结构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)是应用于嵌入式领域的体系结构建模、分析和验证的重要手段。针对系统可靠性随着其规模、复杂度和性能需求的不断提升而愈显突出的问题,给出了一个基于AADL的软件系统可靠性建模与评估框架:首先建立AADL可靠性模型,然后将其转换为广义随机Petri网(generalized stochastic Petri net,GSPN)模型后再进行分析,最后根据分析结果判断是否需要进行模型改进。在研究已有的基本转换规则的基础上,重点讨论了系统中组件之间错误传播以及表示系统发生模式转换的Guard_Transition属性到GSPN的转换规则。以某飞行控制系统中数据发送和处理单元为实例,验证了所提转换规则和可靠性建模与评估框架的有效性。

基于HARQ机制的数据链通信性能分析

利用JTIDS数据链现有的编码体制提出了一种基于HARQ机制的数据链通信模式,以提高报文传输的可靠性。首先对JTIDS系统的时隙结构进行改进,建立了HARQ机制的反馈信道,以保证该通信模式的实现;然后分析了JTIDS数据链系统在莱斯信道环境下的符号误码率,并在此基础上采用Markov模型对基于HARQ机制的数据链通信模式进行性能分析,评估了在该机制下通信的吞吐量、报文到达率、报文服务率和报文传输服务时延;最后,利用GSPN网对基于HARQ机制的数据链通信模式进行仿真分析,仿真结果表明采用HARQ机制的数据链通信系统能够很好地改善在恶劣信道环境下的报文传输能力,提高报文传输的可靠性。

战区后方弹药仓库供应业务流程优化

为优化弹药保障的业务流程,提高战区后方弹药仓库保障效率,通过运用广义随机Petri网(generalized stochastic petri nets,GSPN)模型,对战区后方弹药仓库供应业务流程进行量化分析,从平均服务时间、资源利用率和模型平均吞吐能力3个方面对出库业务流程性能加以描述,从而发现制约弹药保障"及时、准确、可靠"的瓶颈所在。在此基础上,建立了改进的弹药出库业务流程模型并进行优化分析,对比原模型性能取得了良好的效果。

一种基于广义随机Petri网的BPEL建模

BPEL是一种广泛应用于支撑跨组织协同服务的组合标准.为分析BPEL语言构造业务过程的性能,基于广义随机Petri网,提出了一种BPEL模型,详细地刻画了BPEL的语法语义、活动的不同状态和执行机制,案例分析说明该模型可以有效支持服务组合定量分析.最后对未来工作进行了展望.

无线传感器网络LEACH协议的Petri网模型及性能分析

Petri网是分析网络协议一种有效的形式化建模工具,基于对无线传感器网络LEACH协议运行机制的分析,为协议建立广义随机Petri网(GSPN)性能模型,并用SPNP软件对建立的性能模型进行分析,模型数据验证了模型的有效性,同时讨论了性能模型对协议的低功耗改进所起的指导作用。

互联网和社会网络中的信息交互传播模型

WS或BA等复杂网络模型可描述各类真实系统的拓扑规律和复杂性 ,而Petri网在处理系统内部通信和控制方面则具有特殊的优越性 .

面向企业制造执行系统的工作流建模及仿真优化

针对当前制造企业的增效难题,通过对企业制造执行系统(MES)中的业务流程进行工作流建模、仿真和性能分析,以实现包含并行结构的业务流程性能优化.首先,面向具体业务场景提出生产流程的定义,基于Petri网进行工作流建模,并对模型结构的正确性进行检验;其次,对上述工作流模型进行时间维度扩展形成广义随机Petri网(GSPN),然后运用同构马尔科夫链对模型进行动态性能指标分析.最后,运用仿真软件对模型进行参数模拟,并结合相关性能指标对模型中的并行结构进行性能优化.试验结果表明,研究方法为MES的流程构建分析提供了完整支持.

基于Petri网的机场安检流的分析

在模型中,我们首先证明单位时间内的乘客到达数服从泊松分布。然后我们建立SPN(随机Petri网)模型,通过它和马尔科夫链的同构,我们可以计算出每个库所的平均托肯数。我们把它作为判断瓶颈区域的指标,并给出建议。同时分析了文化差异对于模型带来的影响。