基于隨機高級Petri網的FMS建模及其性能分析技術研究.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)(FMS)是高度復雜的系統(tǒng)，具有耗資大、風險高、技術密集等特點，其設計和實現過程非常復雜。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行準確地建模，并對其構成要素及整體靜態(tài)和動態(tài)特性加以分析。這樣可以在系統(tǒng)設計之初，發(fā)現并克服系統(tǒng)模型可能存在的致命錯誤，盡量避免因設計欠佳而影響系統(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、，而且能對資源進行定量和定性分析，因此，Petri網已成為柔性制造系統(tǒng)的建模和分析的主流技術之一。然而，Petri網中的標記是不加區(qū)別的，容易出現“狀態(tài)空間爆炸”的問題，使得復雜系統(tǒng)的模型不易讀、不易理解，影響模型的分析結果，最終導致系統(tǒng)沒有達到最優(yōu)化的設計。因此，如何對Petri網進行擴展，建立更為有效的建模方法，具有重要的理論和實際應用價值。 本文主要研究基于隨機高級Petr網的柔性制造系統(tǒng)建模及其性能分析技術?；陔S機高級

3、Petri網理論，對柔性制造系統(tǒng)FMS的建模和分析方法進行系統(tǒng)、深入地研究；關鍵解決FMS的Petri網表示、Petri網到隨機高級Petri網的轉化、隨機高級Petri網的分析這三大問題，主要完成以下研究內容： 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；概述Petri網和隨機高級Petri網(SHLPN)的概念及特性，為下一步的研究工作奠定理論基礎： 2)分析柔性制造系統(tǒng)FMS的隨機高級Pet

4、ri網建模方法。首先給出如何將Petri網的元素(托肯、庫所、變遷和連接弧)映射到FMS的概念，進行基于隨機高級Petri網的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的隨機高級Petri網模型的構造問題。最后，通過一個典型的實例，詳細闡述FMS建模過程中的幾個關鍵點，包括Petri網的化簡規(guī)則和Petri網到隨機高級Petri網的轉換，以及最終自下而上構造實例的隨機高級Petri網模型； 3)討論隨機高級