基于隨機(jī)高級Petri網(wǎng)的FMS建模及其性能分析技術(shù)研究.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)(FMS)是高度復(fù)雜的系統(tǒng)，具有耗資大、風(fēng)險高、技術(shù)密集等特點，其設(shè)計和實現(xiàn)過程非常復(fù)雜。因此，在柔性制造系統(tǒng)投入實施和運行之前，需要利用合適的方法對其進(jìn)行準(zhǔn)確地建模，并對其構(gòu)成要素及整體靜態(tài)和動態(tài)特性加以分析。這樣可以在系統(tǒng)設(shè)計之初，發(fā)現(xiàn)并克服系統(tǒng)模型可能存在的致命錯誤，盡量避免因設(shè)計欠佳而影響系統(tǒng)建成后的實際運行效率，甚至制造系統(tǒng)不能正常工作的問題。目前，Petri網(wǎng)不僅能描述FMS資源的共享、沖突、互斥、并發(fā)和不確定性

2、，而且能對資源進(jìn)行定量和定性分析，因此，Petri網(wǎng)已成為柔性制造系統(tǒng)的建模和分析的主流技術(shù)之一。然而，Petri網(wǎng)中的標(biāo)記是不加區(qū)別的，容易出現(xiàn)“狀態(tài)空間爆炸”的問題，使得復(fù)雜系統(tǒng)的模型不易讀、不易理解，影響模型的分析結(jié)果，最終導(dǎo)致系統(tǒng)沒有達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計。因此，如何對Petri網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，建立更為有效的建模方法，具有重要的理論和實際應(yīng)用價值。 本文主要研究基于隨機(jī)高級Petr網(wǎng)的柔性制造系統(tǒng)建模及其性能分析技術(shù)。基于隨機(jī)高級

3、Petri網(wǎng)理論，對柔性制造系統(tǒng)FMS的建模和分析方法進(jìn)行系統(tǒng)、深入地研究；關(guān)鍵解決FMS的Petri網(wǎng)表示、Petri網(wǎng)到隨機(jī)高級Petri網(wǎng)的轉(zhuǎn)化、隨機(jī)高級Petri網(wǎng)的分析這三大問題，主要完成以下研究內(nèi)容： 1)分析柔性制造系統(tǒng)FMS的特點，簡單介紹FMS的各種建模分析技術(shù)；概述Petri網(wǎng)和隨機(jī)高級Petri網(wǎng)(SHLPN)的概念及特性，為下一步的研究工作奠定理論基礎(chǔ)： 2)分析柔性制造系統(tǒng)FMS的隨機(jī)高級Pet

4、ri網(wǎng)建模方法。首先給出如何將Petri網(wǎng)的元素(托肯、庫所、變遷和連接弧)映射到FMS的概念，進(jìn)行基于隨機(jī)高級Petri網(wǎng)的FMS模型的形式化描述和表示，然后處理系統(tǒng)建模的問題，研究FMS的隨機(jī)高級Petri網(wǎng)模型的構(gòu)造問題。最后，通過一個典型的實例，詳細(xì)闡述FMS建模過程中的幾個關(guān)鍵點，包括Petri網(wǎng)的化簡規(guī)則和Petri網(wǎng)到隨機(jī)高級Petri網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，以及最終自下而上構(gòu)造實例的隨機(jī)高級Petri網(wǎng)模型； 3)討論隨機(jī)高級