基于賦時有色Petri網離散制造過程控制系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、隨著自動化生產能力不斷的提高，以柔性制造為主要生產方式的企業(yè)日漸增多。柔性制造系統(tǒng)(FMS)是離散事件動態(tài)系統(tǒng)(DEDS)的一個典型分類，其是由統(tǒng)一的信息控制管理系統(tǒng)、物料運輸及貯存系統(tǒng)和一系列數(shù)字控制加工設備組成，能適應加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)。而柔性制造系統(tǒng)的運行，除了對預訂的加工工藝進行工作外，在系統(tǒng)中還會出現(xiàn)各種突發(fā)性的情況。在資源有限的情況下，如何對資源進行有效的配置，是提高整個系統(tǒng)生產效率的關鍵所在。為提升效率，對整

2、個生產系統(tǒng)直接進行改造是極其不現(xiàn)實的，所以要利用計算機仿真技術對整個系統(tǒng)進行建模，根據生產實際改變模型相應變量，從而得到相應的結論。
　　系統(tǒng)調度與控制的研究方法常見的有:啟發(fā)式算法派遣規(guī)則，馬爾科夫鏈法，排隊網絡方法，數(shù)學方法，人工智能等。但這些方法多以穩(wěn)態(tài)、獨立性為假設前提，系統(tǒng)中不一定完全能夠滿足這些要求，所以不能保證得出結論的正確性。Petri網具有直觀、易懂和易用的優(yōu)點。不僅可以有直觀的圖形表示也有嚴謹?shù)臄?shù)學表達公式。既

3、可以用于靜態(tài)結構分析也可用于動態(tài)行為分析，所以，以Petri網建模和Flexsim仿真相結合的方案對柔性制造系統(tǒng)進行分析。
　　首先運用Petri網對整個的系統(tǒng)所涉及的對象進行建模，該模型是對整個系統(tǒng)的靜態(tài)邏輯結構進行建模，著重表達各個對象之間的邏輯關系，基本Petri網可以對一些簡單的邏輯關系進行很好的表達，但當Petri網所描述的對象數(shù)量增加時，Petri網中的節(jié)點數(shù)量會呈指數(shù)爆炸增長。為了減少整個網系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)量，本文引入了

4、帶有顏色因素的Petri網，即有色Petri網。通過對網中的流動資源——托肯，賦予顏色，也就是相同或不同的特征值，以此來給Petri網進行分層，來減小整個網系統(tǒng)的規(guī)模?；綪etri網所有的動作都是瞬時完成的，實際系統(tǒng)的加工時間，物流消耗時間等在Petri網中的表達則需要引入時間因素。
　　Petri網只對系統(tǒng)進行了靜態(tài)邏輯結構建模。Flexsim仿真軟件則可對生產系統(tǒng)進行動態(tài)仿真。Flexsim是一款3D可視化的仿真軟件，其不僅

5、有面向對象的建模技術，還可以對建模系統(tǒng)的數(shù)據進行分析。通過Petri網與Flexsim之間的轉換，根據Petri網設置相關參數(shù)，運行并得出數(shù)據。
　　通過建立生產系統(tǒng)的仿真模型，分析了模型中存在的沖突、死鎖等情況，本文提出了容量預警機制來反饋調節(jié)系統(tǒng)的發(fā)料速度。對于生產平衡率的問題，提出了運用啟發(fā)式算法的SPT規(guī)則，合理的解決了生產過程中資源流動與利用的問題，有效地改進了生產設備的平衡率。對生產系統(tǒng)的控制調度、優(yōu)化改造是一種很好的