Hierarchical Colored Timed Petri Nets for Maintenance Process Modeling of Civil Aircraft

Civil aircraft maintenance process simulation model is an effective method for analyzing the maintainability of a civil aircraft. First, we present the Hierarchical Colored Timed Petri Nets for maintenance process modeling of civil aircraft. Then, we expound a general method of civil aircraft maintenance activities, determine the maintenance level for decomposition, and propose the methods of describing logic of relations between the maintenance activities based on Petri Net. Finally, a time Colored Petri multi-level network modeling and simulation procedures and steps are given with the maintenance example of the landing gear burst tire of a certain type of aircraft. The feasibility of the method is proved by the example.

基于HTCPN的飞机出动架次率仿真测算方法

针对“热保障”条件下飞机出动架次率难以测算的问题,提出一种基于分层赋时着色Petri网(HTCPN)的飞机出动架次率仿真测算方法。首先,根据飞机基层级维修保障工作,建立飞机连续出动模型与保障流程;其次,运用Petri网理论和CPN tools软件,构建基于HTCPN的机务保障全过程计算机仿真模型;最后,通过算例分析找出制约飞机出动架次率的重要影响因素。结果表明,所提方法不仅能够找出影响飞机出动的重要因素,还能为飞机出动架次率测算提供技术支撑,具有一定工程应用价值。

基于Petri网与遗传算法的半导体生产线建模与优化调度

针对半导体生产线调度复杂、难以优化的问题,本文提出一种基于层次有色赋时Petri网技术和遗传算法相结合的优化调度方法.该方法利用层次化的思想结合自顶向下建模方法对半导体生产线进行模块化建模,模型不仅能够反映生产线待加工产品的多条加工路径及其资源约束,还可以对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述,得到对生产系统更完善更精确的刻画.通过在遗传算法编码中考虑投料策略、工件选设备规则、批加工调度规则和单件加工设备规则等因素得到更加有效的调度方案,提高了模型的优化程度.在此基础上,对实际半导体生产线的不同调度方案分别进行仿真,并对仿真结果进行比较,从而验证了建模方法的正确性及调度策略的有效性.

基于HTCPN的工程项目群工作流建模与仿真

在工程项目群实施阶段框架模型构建的基础上,基于分层赋时着色Petri网定义了工程项目群实施阶段工作流模型。借助CPN Tools仿真平台,以某工程项目群实施阶段为例进行了实例建模与仿真,验证了基于分层赋时着色Petri网构建工程项目群实施阶段工作流模型的有效性。该工作流模型能够全面、准确地描述项目群复杂系统的实施全过程,为实现项目群管理中的进度风险分析和流程优化提供技术与方法的支持。

基于DoDAF和Petri网的预警作战体系研究

预警作战是一种与"时间窗口"因素密切相关的作战样式。采用Do DAF规范化描述方法,建立了预警作战体系的部分体系结构产品,包括作战高级概念图、作战节点连接关系图、作战活动模型图等。针对一个典型的预警作战任务示例,建立了该体系的HTCPN模型,并使用CPN Tools工具进行了50 000次仿真试验,统计了仿真结果,并分析了影响任务成败的关键因素。

基于HTCPN的胃癌诊疗路径建模与应用

为建立随病情发展而变化、满足患者体质和需求的诊疗路径,采用分层赋时着色Petri网(HTCPN)进行胃癌诊疗建模分析。利用Petri网时间分析算法和成本分析算法,对并行方案评估对比,获得最终临床路径。通过模拟不同身体状况、不同需求的患者,自动生成了各阶段诊疗方案,并与真实病历基本吻合,可以为胃癌诊疗提供有效的决策支持。

基于Petri网与IFA的3D NoC测试调度优化研究

针对三维片上网络(3D NoC)测试调度困难、并行测试效率低的问题,提出了一种层次着色赋时Petri网(HCTPN)与改进萤火虫算法(IFA)相结合的方法.该方法通过HCTPN模型分层描述系统调度过程和局部测试细节,并将测试调度方案与变迁发生序列相关联.为了优化模型中的路由计算变迁,针对3D Torus拓扑结构设计了一种改进路由算法.在此基础上,使变迁发生序列映射为萤火虫个体,同时采用融合了反向学习机制与差分进化算法的IFA来寻找最优序列.实验结果表明,HCTPN模型能清晰刻画测试的调度过程、资源约束、优先级等特性;改进路由算法能有效减少测试调度过程中的路由时间;IFA能高效求得测试调度最优解,测试时间较其他方法最大程度上降低了18.9%,有效提升了测试效率.

基于HTCPN的飞机维修保障资源配置方法

针对飞机基层级维修保障资源配置问题,提出了一种基于分层赋时着色Petri网(hierarchical timed colored Petri net,HTCPN)的维修保障资源配置方法。首先,根据飞机基层级维修保障工作内容及流程,运用CPN Tools软件,构建飞机维修保障全过程的HTCPN仿真模型,设计仿真时钟折算方法。其次,提出维修保障资源配置规则,建立基于飞机出动架次率的维修保障资源配置模型。最后,算例分析结果表明所提方法能够迅速、准确地完成飞机基层级维修保障资源配置。所提方法为科学制定飞机基层级维修保障配置方案提供了技术支撑,具有一定的工程应用价值。

基于Petri网的临床路径评估与优化

为了对临床路径进行定量评估和优化,利用分层赋时着色Petri网进行建模分析,并以某医院乳腺癌临床路径为例,根据患者到达的时间分布规律,通过设置调整相关参数,在CPN Tools 3.4平台上进行仿真测试,得到了各时段住院天数、费用、最短住院天数资源配置等数据,从而为临床路径的定制、筛选和优化提供了有效的参考与支持。

基于赋时层次有色Petri网的Multi-Agent调度系统建模

介绍了基于Multi-Agent的分布式环境扫描系统的结构模型.依据赋时层次有色Petri网(HTCP-net)的理论,应用建模、仿真工具CPN Tools建立了基于优先级的任务调度算法和最短等待队列动态负载均衡调度算法的系统调度模型.仿真结果表明,该调度模型有效满足了系统周期性重复访问网站的任务需求.

基于HTCPN的飞机备件需求预测方法

针对航空兵部队飞机备件需求预测问题,提出了一种基于分层赋时着色Petri网(Hierarchical Timed Colored Petri Net,HTCPN)的飞机备件需求预测方法。根据飞机维修保障工作内容与流程,运用CPN Tools软件,构建飞机维修保障工作HTCPN总网仿真模型,以及故障维修工作HTCPN子网仿真模型。提出了备件需求量确定规则,建立了基于飞机出动架次率的备件需求预测模型。通过算例分析,验证了该方法的科学性和有效性。

基于HTCPN的型号产品协同设计工作流模型研究

型号产品协同设计工作流建模是协同设计过程管理的关键环节.针对型号产品协同设计的工作流模型特点,从项目粒度、开发周期和并行度三方面分析,建立了一个在空间上三维分布的工作流模型.分析了Petri网建模方法的不足,采用扩充了定义的HTCPN对型号产品机翼协同设计的工作流模型进行建模和仿真,并从可达性、死锁和任务冲突等性能方面分析了建模的正确性.最后通过在协同设计系统中的应用,表明该工作流模型是正确可行的.

基于HTCPN的实施延迟策略生产系统仿真研究

结合层次赋时着色Petri网(HTCPN)在系统建模方面的优点,构建了延迟与非延迟生产系统模型,指出延迟生产系统相较于非延迟生产系统在库存、满足客户个性化需求等方面的优势。为能准确、及时地获取客户定制信息,在延迟生产系统模型中嵌入制造企业与客户信息交互的平台,并应用CPN Tools对模型进行了仿真。研究结果表明:客户实时参与定制环节能够改善定制生产流程,缩短客户平均等待时间,提高企业定制生产能力,实现客户价值的提升。

基于Petri网的虚拟装配环境交互管理模型研究

对设计者交互操作的准确理解和快速响应,是提高虚拟装配的可操作性和实用性的关键问题。定义了一种层次时间有色Petri网(HTCPN),并以此为工具建立了虚拟装配环境下的交互管理模型。该模型以设计者操纵数据手套的位姿变换信息、对象间的碰撞检测信息以及装配约束识别信息作为输入,运行后输出具体的操作事件实现设计者在虚拟装配环境中的浏览、移动零部件、装配和拆卸调整等一系列交互操作活动。实践证明该模型满足了虚拟环境的实时和并发等动态性能要求,实现了虚拟装配过程中大量离散事件的处理及操作意图的响应。

基于HTCPN的分段生产物流系统建模与仿真:案例研究

船舶分段生产物流系统是一个典型的资源约束下的多项目调度复杂系统。根据S企业分段生产流程和资源的配置情况,利用层次赋时有色佩特里网(HTCP-net),结合提出的一种适合多项目调度的启发式规则,建立了分段生产物流系统模型。通过CPN tools进行仿真,验证了模型的正确性,发现了流程中的瓶颈,提出了合理的资源配置数量,通过对比证明了本启发式规则较适合船厂的多项目调度。文中的研究方法对复杂的造船流程的建模、仿真和分析具有一定参考价值。

基于HTCPN的牵引车动态优化调度

针对机场牵引车动态调度问题,基于层次赋时着色Petri网(hierarchical timed colored Petri net,HTCPN)搭建牵引车动态调度仿真系统。在充分考虑实际运行过程中各个步骤的随机性后,根据航空器实时发送的推出申请完成牵引车的动态分配。在保障航班延误最少的基础上依次实现不同车辆间工作负荷均衡度最高和车辆行驶总距离最短的优化目标,通过蒙特卡洛实验验证了优化的有效性。利用该系统完成对目标机场牵引车保障能力的评估,预测在不同航班密度下必要的牵引车配置数量。

基于分层赋时着色Petri网的临床路径建模

为了实现按病种设计的最佳医疗护理诊治方案和建立临床路径诊治系统,提出一种基于分层赋时着色Petri网(HTCPN)对复杂病种建立临床路径模型的方法,实现了对诊疗状态、信息流转及诊疗活动间的关系的可视化监控.基于标准元语言(SML)函数的设计,所建模型支持诊断决策信息和检查结果的实时输入,同时能够预测分析变异情况并实现路径的自动调整.设定任务时间戳对不同的患者到达速率分布进行数据仿真,基于仿真结果给出资源配置建议以改善临床路径实施效果.实验结果表明,基于HTCPN的临床路径在定性定量分析医疗诊治流程的基础上可以优化临床路径,继而为建立临床路径管理系统提供了依据.

基于Petri网的工业火灾应急响应行动时间分析

为预防石化工业储罐区火灾触发的多米诺效应,首先,构建基于层次着色时间Petri网（HCTPN）的储罐火灾应急响应模型,以库所表示状态或指令,以变迁表示应急响应行动,以托肯的移动表示系统的动态变化;其次,提出5种不同的时间模式,包括时间串行门、时间输出与门、时间输入与门、时间输出或门和时间输入或门,分析该模型的时间性能;最后,以某储罐火灾为例,通过CPN Tools仿真分析应急响应时间,评估多米诺效应发生的概率,并通过讨论2种场景探究应急响应行动的协作对多米诺效应的影响。结果表明：应急行动的并行模式比串行模式更省时间、更能预防多米诺效应;用所构建模型能有效地分析应急响应行动的时间性能。

基于赋时层次着色Petri网的混杂系统建模与行为分析

大型混杂系统的复杂性使建模与行为分析面临巨大挑战.为此,提出一种基于赋时层次着色Petri网的建模方法,以离散事件驱动为主线,将连续部分模型通过扩展变迁嵌入到离散模型中.离散部分和连续部分分别利用各自领域里的专业工具建模,通过通信接口交互实现混杂交互仿真,同时保证整个系统的数据一致性和时间同步性.在进行混杂系统行为分析时,根据Petri网的结构化分析方法得到混杂系统的不同行为模式,针对各模式进行多属性仿真分析.最后通过一个导弹防御系统的例子说明该建模分析方法的可行性.

基于HTCPN的装备维修仿真与资源需求确定

针对维修工作分析法(MTA)确定维修资源繁琐复杂,不能体现占用型资源的占用与释放过程的问题,提出了采用Petri网理论来描述维修过程的方法。考虑维修工作特点,对Petri网进行改进,使用层次时间颜色Petri网(HTCPN)建立装备维修过程模型。运用基于JAVA环境下的PIPE软件对模型进行分析和仿真,直观展示出资源占用、释放和消耗的过程,并提取维修过程所需维修资源。以某自行发射装备液压系统故障维修为例,验证了该方法的合理性和有效性。