基于扩展随机Petri网的可重组制造系统建模与分析方法.pdfVIP

第42卷第12期 机 械 工 程 学 报 v01．42No．12 2006年l2月 Dec． 2OO6 CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING 基于扩展随机Petri网的可重组制造 系统建模与分析方法水 谢楠1’2李爱平1 (1．同济大学现代制造技术研究所上海200092； 2．东华大学机械工程学院上海200051) 摘要：可重组制造系统(Reconfigurablemanufac彻血gsystem，RMs)可根据市场变化进行组态调整和组元升级，系 Petri stochastic 统的建模与分析方法必须能适应上述特点。提出基于扩展随机Petri网(Extendednets，EsPN)的模块 化建模方法，将RMS不同的加工资源对应于相应的EsPN基本模块，并通过过渡变迁合成EsPN模型，该模型能 适应任意分布的制造系统，可更加精确地反映生产过程。在此基础上采用基于行为表达式的分析方法，得到系统 性能指标，该分析方法可不必画出可达图而直接得到系统性能关系函数，使分析过程更加直观、简洁。可重组电 动机生产线的实例证明了该建模与分析方法的有效性。 关键词：可重组制造系统扩展随机Pe仃i网行为表达式建模性能分析 中图分类号：THl65TP391 定时延与库所或变迁联系在一起，除了能分析系统 O前言 结构外，还能分析系统的循环周期性能(如系统吞吐 随着制造业全球化竞争的加剧、用户需求的多 括两台设备、两台机器人和两辆小车)进行了分析， 样化和产品更新换代的加快，对产品的要求为：更 计算了系统运行周期及在制品数量。然而，由于大 多的产品变化，更短的产品生命周期，更低的产品 量随机现象的存在，确定时间的Pe仃i网对真实系统 Petrinets， 成本和更高的产品质量。可重组制造系统ll刮∞con—的模拟还不充分。随机Pe仃i网(Stochastic stochasticPetri SPN)及广义随机Petri网(Generalized figurablemanufacnlringsystem，RMS)作为变结构复 杂制造系统的一种，它强调根据市场订单的变化组 织成新的配置方式，通过组态调整和组元升级来改 度，其计算结果更加精确，其中GSPN因减少了SPN 变自身生产能力和生产功能，从而适应市场的变 状态空间而得到更广泛应用【引。ROBEI汀等19J对自 化。州S的建模及性能分析的结果是制造系统设 动生产线进行了建模，并进行了自动线的性能分 计、规划、评价及调度的基础。RMS的建模方法是 析。J斟等!loJ提出了一个基于GsPN的分析框架， 通过一定的方式抽象地建立能够精确揭示ItMS本对能力受限的柔性自动可重入生产线进行建模、分 质的动态随机模型，并描述RMS性能与要素之间 析和控制。但是，真实的制造系统是个复杂过程， 的关系，给出定量的系统性能分析结果。 其中既包括了确定时间的变量也包括了随机时间