一种用于柔性制造系统仿真的图形Petri网软件工具

本文致力于图形Ｐｅｔｒｉ网软件工具—ＧＰＮＳＴ软件包的设计与实现。首先介绍了ＧＰＮＳＴ的结构和功能，分析了它在Ｐｅｔｒｉ网图形编辑和网结构分析方面的能力；其次正式定义了Ｐｅｔｒｉ网的扩展—赋时着色Ｐｅｔｒｉ网（ＴＣＰＮ），并且使用ＴＣＰＮ建立了柔性制造系统（ＦＭＳ）的简化仿真模型。利用这个模型，能基本实现ＦＭＳ的动态仿真，同时显示整个仿真的过程；最后将调度算法、启发式规则、ＴＣＰＮ模型和仿真结合起来，构成一个基于专家系统的调度器，产生出虽非最优，但是具有比较好结果的可行调度，有效地解决了动态仿真中的ＦＭＳ调度问题。     

一类区段赋时弧有色Petri网的可达性和可阻断性分析

为了描述和分析实际复杂产时系统,提出了一种新的时间限制Ｐｅｒｔｉ网模型,区段赋时弧有色Ｒｅｔｒｉ网模型。这种Ｐｅｔｒｉ网在有色Ｐｅｔｒｉ网的库所输出弧上标注以输入库所的颜色为自变量的时间区间函数,基于一种充分考虑了系统时间不确定性的激发规划,给我段赋时弧有色Ｐｅｔｒｉ网的发生元序列的时间界估计,并以此为依据,提出了基于状态类的可达性分析方法和可阻断性分析方法。     

实时并发离散事件系统的监控

用受控赋时Ｐｅｔｒｉ网为具有并发事件的实时离散事件系统建模，并研究了这类模型下的监控问题，给出了实现给定并发事件语言的监控器存在的充要条件和一种动态监控方法。     

基于Petri网的批处理调度研究

批处理过程存在于复杂的动态环境中,来自主客观的干扰及问题固有的易变性,会导致各种过程参数的变化,因此,需要研究对意外事件作出快速反应的动态调度方法,以捕捉生产环境的实时变化。该文针对批处理过程中最常出现的操作处理时间波动,提出了基于Petri网仿真技术的批处理过程动态调度方法。仿真结果表明,该方法能有效地改善调度性能,为批处理过程动态调度的研究提供了新思路。     

无界公平Petri网的进程表达式

Ｐｅｔｒｉ网的进程表达式是以该网系统的基本子进程集为字母的一个正规表达式．它用有限形式给出了网系统的所有（无限多个）进程的集合．作者于１９９５年给出了对任意给定的有界Ｐｅｔｒｉ网求其进程表达式的一个算法．这个算法对无界Ｐｅｔｒｉ网是不适用的,其原因在于子进程同构的概念在无界网系统中没有意义．对此,作者通过定义进程段行为等价的概念,导出了无界Ｐｅｔｒｉ网的进程表达式的一般形式,并借助无界公平网的特征     

智能选择启发规则的FMS实时调度方法

介绍一种基于Ｐｅｔｒｉ网模型、面向系统特征智能选择启发式派遗规则的柔性制造系统动态调度方法。仿真结果表明，其调度性能优于使用单一发式派遗规则的方法，适合于解决柔性制造单元中随机、动态调度问题。     

基于资源配置混杂Petri网的混杂系统生产过程建模

为了增强混杂Ｐｅｔｒｉ网解决资源共享和资源冲突的能力,定义一种新的混杂Ｐｅｔｒｉ网模型———资源配置混杂Ｐｅｔｒｉ网,提出了相应的使能和激发规则．将对连续变迁和离散变迁的控制作用引入混杂Ｐｅｔｒｉ网,同时,增加了资源配置变迁和资源释放变迁,用于有效分配可重复利用的资源．以典型的混杂生产过程为例,研究混杂系统生产过程建模．研究结果表明,所定义的模型描述能力强,模型语义正确合理,能够有效描述和分析混杂系统生产过程．     

基于资源配置混杂Ｐｅｔｒｉ网的混杂系统生产过程建模

为了增强混杂Ｐｅｔｒｉ网解决资源共享和资源冲突的能力,定义一种新的混杂Ｐｅｔｒｉ网模型———资源配置混杂Ｐｅｔｒｉ网,提出了相应的使能和激发规则．将对连续变迁和离散变迁的控制作用引入混杂Ｐｅｔｒｉ网,同时,增加了资源配置变迁和资源释放变迁,用于有效分配可重复利用的资源．以典型的混杂生产过程为例,研究混杂系统生产过程建
模．研究结果表明,所定义的模型描述能力强,模型语义正确合理,能够有效描述和分析混杂系统生产过程．

     

基于Petri网的图标编程系统设计与实现

为了描述图标间的相互作用和它们的动态行为,作者提出了一个基于Ｐｅｔｒｉ网的图标编程系统．本文讨论了组成该系统各成分的功能,并设计了网络分析图的生成算法．通过实例说明了系统工作过程和Ｐｅｔｒｉ网理论在可视化程序设计中的重要作用．     

基于Petri网的计算机模拟研究

Ｐｅｔｒｉ网作为目前离散动态系统建模中最活跃的建模技术之一,不仅有充分的模拟能力和丰富的分析方法,还便于使用,因而特别适合于模拟方面的研究．本文就以Ｐｅｔｒｉ网的建模方法和动态分析方法应用于供应链的模拟研究     

基于Petri网和人工势场的柔性制造启发式优化方法

制造系统优化调度是NP难组合优化问题,而自动导引车(AGV)路径规划与任务分配紧密耦合,又极大加剧了问题的复杂性.基于此,提出一种基于Petri网和人工势场的启发式优化方法.首先,将制造系统的工艺工序描述为一个任务Petri网,将AGV系统描述为一个路径Petri网,将两个网合成在一起;然后,利用Petri网的拓扑结构,为网络结点设计势能参数,从而为Petri网赋予一个人工势场;接着,利用人工势场设计制造系统加工时间的启发式函数,并构建Petri网人工势场启发式A*算法,其中包括最大势差启发式函数和总体势差启发式函数,并验证最大势差启发式函数是可采纳的;最后,进行两组数值实验,实验结果表明,最大势差A*算法能够得到最优解,且平均计算效率比Dijkstra算法提高57%,但是无法满足大任务量的调度需求,而总体势差A*算法比最大势差A*算法平均计算效率提高至少1个数量级,能够在有限时间内求解AGV任务分配和路径规划的联合问题.     

基于有色Petri网和IPSO的并行测试系统任务调度研究

并行测试以减少测试时间和降低测试成本的强大优势成为下一代自动测试系统ATS发展的热点;针对ATS中并行测试任务调度复杂、难以优化问题,提出了一种有色Petri网和改进粒子群优化(IPSO)算法相结合的任务调度优化算法;采用有色Petri网建立并行测试系统模型,得到并行测试的动态特性;采用IPSO算法搜索最优的任务调度路径,得到以测试时间最短为目标的最优任务调度方案;最后,将该算法应用到某型雷达电路板并行测试系统中,研究结果表明,与遗传算法GA相比,该算法效率更高,更利于工程应用。     

Petri net dynamics-based scheduling of flexible manufacturing systems with assembly

This paper presents a heuristic search method based on Petri nets for scheduling flexible manufacturing systems with assembly (FMSA) by partially generating the reachability graph. FMSAs are modeled by two types of timed place Petri nets, called generalized symmetric (GSN) and asymmetric nets (GAN). GSN is a sub-class of GAN. The special Petri net structures of GSN and GAN allow us to efficiently solve their state equations for solutions that constitute a part of the proposed heuristic function. Considering the dynamic information of nets such as concurrency and synchronization, the part of the heuristic function is adjusted since state equation solutions may over-estimate the real cost. The adjustment is based on a lower bound of the real cost and on dynamically comparing the partial estimated cost and partial real cost during the search process. Extensive simulation study shows that in most cases this work obtain better solutions than prior work.     

Petri网系统的功能划分及其并行算法

针对Petri网系统的并行控制与执行,提出Petri网系统的功能划分及其并行算法。采用库所不变量技术对Petri网系统进行功能划分,给出非负库所不变量的功能划分算法。对进程内和进程间的并行性进行分析,给出消息传递环境下Petri网并行算法及应用示例。实验结果表明,该算法能较好地体现Petri网系统的实际运行过程,是实现Petri网系统并行控制和运行的有效方法。     

基于一种新型混杂Petri网的混杂系统建模与控制

为了增强混杂Petri网模型描述能力和克服一阶混杂Petri网模型语义错误的问题，定义一种新的混杂Petri网模型——广义混杂Petri网，提出了相应的迁移使能和迁移引发语义．通过划分标识等价类提出了广义混杂Petri网连续迁移瞬时引发速率的有效求解方法和模型行为演变分析方法．给出了广义混杂Petri网模型的混杂系统建模实例，同时结合模型行为演变和线性规划实现了混杂系统的优化控制．研究结果表明，所定义的模型描述能力更强，模型语义正确合理．能够有效描述和分析混杂系统．     

一类受控Petri网的反馈控制

受控Petri网是离散事件动态系统(DEDS)的一种控制理论模型.通过模型来研究实现 禁止状态避免的最大允许反馈控制是DEDS控制理论中的一个重要课题.文中对受控Petri网 的一个子类(非受控变迁子集的外延子网为TC网)讨论控制综合问题,给出求这类受控网中实 现禁止状态避免的最大允许反馈控制的一个算法.     

动态模糊Petri网模型及其应用研究

以模糊Petri网的基本定义，动态模糊集和动态模糊逻辑为基础，讨论了动态模糊Petri网的基本模型，建立了动态模糊Petri网与模糊Petri网之间的映射关系和转移算法，解决了与动态模糊知识的动态模糊Petri网表示相关的几个问题，最后给出了动态模糊Petri网中动态模糊性的计算方法和相应的推理方法。     

Optimizing the functioning of systems by means of neural network models of Petri nets

The paper describes a method for the optimization of systems represented by models based on Petri nets. For solving optimization problems, it is proposed to use a Petri net model implemented by an artificial neural network. The method is exemplified by its application to control an imitation of a Petri net.     

Petri网方法及其在制造系统研究中的应用

Petri网是描述、分析和控制离散事件动态系统最有效和应用最广泛的方法。本文先对Petri网的基础理论和重要性质加以介绍,然后对其在制造系统研究中的应用进行评述。     

On systematic methods to remove redundant monitors from liveness-enforcing net supervisors

Petri nets based deadlock prevention for flexible manufacturing systems has received much attention over the past decade, primarily due to the seminal work of Ezpeleta et al. in 1995. A Petri net based deadlock prevention mechanism is usually implemented by adding monitors or control places to a plant Petri net model such that liveness can be enforced. The significance of this methodology lies in that both a plant model and its supervisor are in a same formalism-Petri nets. Due to the inherent complexity of Petri nets, in theory, the number of additional monitors that have to been added to achieve liveness-enforcement purpose for an uncontrolled plant model is exponential with respect to the size of the model. This paper first proposes a systematic method to minimize the number of additional monitors in a liveness-enforcing Petri net supervisor such that the resultant net system has the same permissive behavior while liveness can still be preserved. Furthermore, for the liveness-enforcing Petri net supervisors of flexible manufacturing systems, which have some particular property, an algorithm is developed such that more permissive liveness-enforcing Petri net supervisors can be obtained after liveness-restrictive monitor removal. Compared with the existing techniques of eliminating redundant monitors in the literature, the complete state enumeration of a supervisor is avoided, which implies the high computational efficiency of the methods in this paper. Flexible manufacturing examples are used to demonstrate the proposed approaches.