基于Petri网的半导体生产线建模

总结了Petri网在半导体生产线建模中的应用,着重针对半导体生产线大规模,可重入,可靠性,混合加工方式,不确定性等特殊复杂性,对多种扩展Petri网模型进行了分析和比较,并进一步探讨了基于Petri网模型和扩展Petri网模型的半导体生产线建模方式,指出了存在的问题,并探讨了可能的研究方向。     

基于Petri网与SimEvents的半导体晶圆生产线建模与仿真

SimEvents与Petri网相结合是一种很好的复杂生产线建模仿真方法,应用这一方法建立了一条300mm晶圆生产线的仿真模型.描述了其Petri网模型建立的总体流程和各个详细步骤,以及在SimEvents环境下实现Petri网模型并进行仿真的关键技术.在此基础上,对晶圆生产的不同调度方案分别进行了仿真,并把仿真结果进行了比较,从而验证了仿真建模方法的正确性.     

一种Petri网层次模型建模工具的设计与实现

为解决使用Petri网建模遇到的状态空间爆炸问题,提出使用层次模型,采用分层细化逐步求精的方法建立Petri网分层模型.设计并实现基于图形用户界面的普通边界为1的Petri网分层建模工具软件.用户在交互方式下建立Petri网层次模型,并可修改、删除、存储、分层平面化、简单功能模拟、导入和导出可复用Petri子网和将模型翻译为预定义的模型描述语言源程序.     

基于Petri网的容错系统分层建模

扩展Petri网的结构,将一般的控制管理系统改进为具有容错功能的控制管理系统,应用扩展Petri网对其进行分层建模,包括系统的基础层、检错层、恢复层。采用故障恢复策略并使用带有基于Petri网分层模型中状态标识的行为跟踪、行为检错和行为改错增加控制管理系统的容错功能,并分析了模型的正确性。     

基于分层Petri网的仓储管理建模与验证

文中综合理论研究和仓储管理项目的维护经验.应用Petri网理论,介绍了Petri网的存储机制,并提出了基于工作流和Petri网分层建模的实施策略、操作步骤和一套简明案例.详细介绍并给出了采用自动工具WoPeD2.0对部分建模实例的验证分析和修改过程,分析讨论了Petri网的存储机制及在模型验证中的支柱作用.经分析验证,得出实验结果正确无误.研究工作重点是提供一套基于Petri网建模分析的实施步骤和简明案例,旨在推动这一形式化方法在工程领域的广泛应用.     

基于Petri网的Stateflow建模方法的研究与应用

以输送机器人生产线控制系统设计为例,提出将基于Petri网的Stateflow建模仿真方法应用于PLC控制软件的开发过程中。首先利用Petri网对系统控制功能进行分析,结果表明系统在运行时序上存在并行冲突,采用Petri网的数学建模功能协调冲突后,通过可达图验证了此Petri网模型是安全无死锁的;其次在上述基础上将Petri网与Stateflow组成元素相对应并进行转换;最后利用Simulink构建模型进行系统仿真分析,证明输送机器人生产线控制逻辑正确,状态转移有效。     

基于库所有色Petri网的故障诊断算法研究

基于库所有色Petri网的故障诊断技术充分利用Petri网在故障分析和诊断中的优势,以船舶电站故障数据集为基础构造模型;并结合故障诊断实际对传统有色Petri网作适当改进,实现图形化故障树的分层分类着色显示,并以简单的矩阵运算实现故障诊断,从而有效弥补了传统Petri网在实际应用中的缺陷,适应了故障诊断的分析和建模需要。     

基于时序Petri网的火电厂管控信息系统模型研究

为了优化火电厂管控信息系统,提出了基于时序Petri网的火电厂管控信息系统模型研究.首先提出了时序Petri网的分层建模方法,并给出了时序Petri网对复杂系统的建模步骤;其次,建立了整个火电厂管控信息系统的时序Petri网模型;再次,为了更好地分析和优化Petri网模型,对其进行了简化;最后,证明了简化后的时序Petri网大大减少了库所和变迁的数量并保持了原网的功能性.     

基于分层面向对象Petri网的软件建模方法研究

为了增加和扩展Petri网的表现能力,提出了一种分层的面向对象Petri网HOOPN,并且对HOOPN的正式的语法和语义进行了详细的阐述。HOOPN建模方法在很大范围上支持面向对象的抽象、封装、继承和多态等典型特征。HOOPN同样也支持很多的建模和分析机制,最后的应用实例建模与分析证明了HOOPN的有效性。     

基于Petri网/JavaBean的物流系统建模仿真技术

针对制造业的复杂物流系统,采用分层有色Petri网进行建模,并提出一种基于JavaBean的HCPN仿真技术。介绍了使用Petri网和JavaBean相结合构造物流仿真系统的方法。     

Hybrid Petri net based modeling for biological pathway simulation

Hybrid Petri net (HPN) is an extension of the Petri net formalism, which enables us to handle continuous information in addition to discrete information. Firstly, this paper demonstrates how biological pathways can be modeled by the integration of discrete and continuous elements, with an example of the λ phage genetic switch system including induction and retroregulation mechanisms. Although HPN allows intuitive modeling of biological pathways, some fundamental biological processes such as complex formation cannot be represented with HPN. Thus, this paper next provides the formal definition of hybrid functional Petri net with extension (HFPNe), which has high potential for modeling various kinds of biological processes. Cell Illustrator is a software tool developed on the basis of the definition of HFPNe. Hypothesis creation by Cell Illustrator is demonstrated with the example of the cyanobacterial circadian gene clock system. Finally, our ongoing tasks, which include the development of a computational platform for systems biology, are presented.     

调度问题的HPN模型研究

本文介绍了层次Ｐｅｔｒｉ网模型（ＨＰＮ）的概念。层次Ｐｅｔｒｉ网的特点在于它不仅可以在某一层次上模拟系统的局部行为，而且还可以通过一定的关联机制来表现系统的整体特性。本文还通过研究调度问题的ＨＰＮ模型，探讨了如何应用ＨＰＮ来分析调度问题，为进一步研究调试方法提供了基础。     

A Petri-Net Approach to Modular Supervision With Conflict Resolution for Semiconductor Manufacturing Systems

In a semiconductor manufacturing system, particular human operations may violate desired requirements and lead to destructive failure. For such human-in-the-loop systems, this paper proposes a supervisory framework which guarantees that manual operations meet required specifications so as to prevent human errors in operation using Petri nets. Moreover, a modular technique with an intersection mechanism is proposed in order to cope with the state-space explosion problem of large-scale systems. A rapid thermal process in semiconductor manufacturing systems is provided to show the practicability of the proposed approach. Note to Practitioners - This work was motivated by the requirement of remote monitoring and supervision of semiconductor manufacturing systems. In such human-in-the-loop and large-scale systems, certain human operations may violate desired safety requirements and result in catastrophic failure. Moreover, the overall complexity of most existing Petri net modeling and analysis approaches significantly increases with the size of the considered systems. This paper suggests a modular supervisory scheme for modeling and synthesis of supervisory agents using Petri nets. The proposed method contributes a promising tool for preventing abnormal operations from being carried out to semiconductor manufacturing systems which, if appropriately modified, may be also applied to other types of discrete event systems.     

混合Petri 网及其在混合系统中的应用探讨

针对混合系统的建模，提出一种混合Petri网(HPN)模型，并用数学语言严格地定义和描述与此Petri网有关的基本概念和一些性质。以一个生产系统为例，用Petri网来描述并分析此生产系统，并用VisObjNet软件包仿真此生产系统。     

A generalized Petri net modeling approach for the control of re-entrant flow semiconductor wafer fabrication

Re-entrant flow manufacturing lines, such as occur in semiconductor wafer fabrication, are characterized by a product routing that consists of multiple visits to a workstation or group of workstations during the manufacturing process. In this paper, a modeling approach is based on the use of generalized Petri nets for a re-entrant flow manufacturing line is presented. Specifically, three Petri net models representing a re-entrant flow line with three work centers and six machines are modeled. How these models may be used to represent a variety of queuing disciplines and work release policies is discussed.     

基于自控网系统的混杂控制

混杂控制系统通常是复杂的非线性控制系统,难以用统一的模型进行建模. David和Alla提出的混杂Petri网,虽然可以解决一般混杂系统的建模问题,并得到了广泛的应用,但对于传统的如PID这类控制器,缺乏统一建模的能力.探讨了基于广义自控网系统的混杂控制方法,实现了对混杂控制器中监控器和数字控制器进行统一的Petri网建模.仿真实例设计了基于广义同步自控网系统的电加热炉控制系统,给出了可根据不同温度状态实施多种控制策略的变结构数字控制器模型,并详细分析了控制器的性能,证明了广义自控网系统具有十分强大的建模能力和广泛的应用前景.     

晶圆制造单元的Petri网建模和性能分析

晶圆制造是半导体制造过程中的一个重要环节,晶圆制造单元的性能直接影响晶圆制造的成本。为了有效地分析晶圆制造单元的动态性能,分别对加工设备存在瓶颈和搬运机器人存在瓶颈的两种情况,进行了赋时Petri网建模研究,建立了晶圆制造单元的赋时Petri网模型。在此基础上,进行了稳态生产率分析,同时用实例验证了模型的有效性和实用性。     

基于Time Petri Nets的实时系统资源冲突检测

Time Petri Nets在实时系统的建模和性能分析中得到广泛应用,而冲突是Petri网及其扩展模型的重要行为,解决冲突是正确分析模型动态行为的关键.目前随机Petri网、混合Petri网和区间速率连续Petri网的冲突检测方法由于没有考虑到时间约束因此无法在TPN网中使用.时间约束的引入使得Time Petri Nets模型的使能和触发语义比Petri网模型的语义复杂,冲突检测变得更加困难.为了计算冲突发生的时间和概率,首先根据时间约束,给出了变迁持续使能时延迟区间的计算方法,并证明了该方法的合理性和完备性;然后在此基础上定义并证明了Time Petri Nets模型中不冲突的检测方法;并提出了Time Petri Nets模型的冲突检测方法,给出了冲突时间区间和变迁实施概率的计算方法;最后通过实例验证说明了该方法的正确性和有效性.