生产系统Petri网建模与仿真的优化方法

对基本Perti网进行了扩充,包括有色扩展、时间扩展、层次扩展、工作流变量扩展和逻辑变迁的扩展,使之能够对流程活动的核心属性做出描述,从活动的水平和流程结构的角度对系统的性能进行深入研究,并提高现有模型的可重用性。在此基础上,提出了优化的着色赋时Perti网模型,使之能够支持制造企业生产系统流程再造,并提出了一种建立在层次化、模块化和标准化基础上的生产系统建模和仿真方法。这种方法可以将实际系统细化为多个层次的模型,并将生产系统局部作更详细的分析,从而避免了分析整个系统的复杂性。而且,可以通过调整模块和修改模块构造新系统,从而实现生产系统再设计的快速化和柔性化。     

生产系统约束的系统分析与再造方法

分析流程再造理论在实践中所遇到的问题及其原因，提出了生产系统约束的系统分析和再造方法。这一方法对现有的生产系统约束分类进行改进，将约束分为硬约束和软约束，提出对不同类别的约束采取不同的解决措施；建立基于系统动力学的工作流模型。以反映人的因素对流程产生的影响。并采用过程挖掘技术实现对生产系统约束的追踪、控制及改进。这一方法的目的是拉制再造范围，明确再造重点，降低流程再造的风险，克服再造过程中由于约束转移带来的问题，并注重人的因素在流程再造中的作用，从而系统解决生产系统约束。最后，对所提出的方法进行实证分析。     

基于流程模块化的虚拟制造单元构建方法

为提高多品种小批量制造企业功能式布局制造系统中构建虚拟制造单元的敏捷性, 提出了以流程模块化为基础构建虚拟制造单元 的方法, 并利用零件聚类和工艺聚类两种聚类相结合的方法对零件加工流程进行模块化分解, 从而形成制造系统的流程模块库, 在此基础上构建虚拟制造单元. 这种聚类方法的优势在于能够通过标准模块调用达到降低虚拟制造单元的控制难度的目的, 从而 提高虚拟制造单元的构建速度, 最终减少生产提前期, 提高制造系统的敏捷性.     

钢铁企业工序能耗模型及其到混杂Petri网的转换

模型方法是研究钢铁企业生产过程中复杂能源消耗系统的重要手段,也是企业系统节能的基础。本文针对现有模型存在的问题,根据钢铁企业能源流程的自身特点,引入系统层次化思想,从工序角度描述能耗状况,提出一种针对钢铁企业的层次化资源驱动工序能耗建模(HRPM)方法,基于该方法实现某钢铁企业焦化工序实例的建模,为复杂能源消耗系统的建模提供可行方法;并给出了HRPM到混杂Petri网模型的转换机制,为分析系统的行为特性打下基础。     

基于时间Petri网的循环物质流动态投入建模与仿真优化

针对循环经济园区生产企业普遍存在的物料冗余投入的问题,以时间Petri网建模与仿真技术为依托,对物质流单元模块建立了时间Petri网模型,实现了对物质流系统投入方案的优化.首先利用时间Petri网强大的符号表达优势,对物质流系统的时序性和环节间的依赖性进行了公式化表达;继而通过模型分析,用数学算法量化了在逆向循环流的约束下,单循环和多循环物质流系统的物料最优投入量和最佳投入时间点,并用时间Petri网对其进行了图形化表达;最后以青海省某盐湖企业为例,对氯化钾生产物质流进行建模分析,给出了物料投入最优时间戳,并定量计算了原料节约率.通过案例实证分析可以看出,利用时间Petri网模型对循环物质流系统建模优化后,可以大幅地提高物料利用效率,从微观层面为循环经济减量化的实施与推广提供了技术支撑.优化算法适用于大中小型循环经济企业,而对于面临"循环而不经济"问题的中小型企业更具有实施意义.     

基于petri网的装备维修流程通用模型研究

简要介绍了多层次Petri网模型.在论述了Petri网技术优点的基础上,提出采用层次化的Petri网技术来建立装备系统维修保障流程仿真模型,并举例详述了该模型的建立.     

基于多层次Petri网的复杂产品分布协同研发体系设计方法

首次提出面向复杂产品研发的分布协同系统多层次Petri网模型。以新支线飞机ARJ21的分布协同研发系统为例,模型通过粒度清晰化实现知识流程的分层,通过可达性检验发现研发整体流程和模块开发子流程中的瓶颈与障碍,进而实现了系统流程再造,提高了研发效率。该方法突破以往的经验设计思路,实现了研发系统设计的科学化与工具化。     

时序约束下Guard-Stage-Milestone业务模型的一致性验证与异常处理

Guard-Stage-Milestone(GSM)作为一种以Artifact为中心的企业业务建模方法,获得了国内外学术界和工业界的广泛认可,已成为当前研究的热点.然而,目前GSM方法普遍局限在数据和流程结构层面,没有考虑外在的企业各种业务或规章制度中的时序约束需求.针对这一迫切需求,提出了一种时序约束下GSM业务模型的一致性验证与异常处理方法.分为两个阶段:1)将GSM业务模型转化为Petri网模型,再把外部的时序约束映射到Petri网模型中.2)提取Petri网模型中的路径并进行时序一致性验证;如果出现异常,将问题转化为线性规划模型并进行自动求解.不但能够解决GSM业务模型的时序约束验证问题,而且能指导用户进行模型持续优化和改进.最后,通过一个企业的实例验证了其有效性.     

面向对象Petri网离散制造系统生产调度建模研究

将面向对象技术与Petri网结合作为建模工具,针对离散制造业的研究现状及其生产调度特点,进行离散制造系统生产调度建模;选用满足交货期的成本最低原则作为调度目标,运用最优化方法进行目标优化.通过对FMS的建模及目标优化,证明利用该方法建模能准确反映生产调度的加工路径及其资源约束,将复杂系统高度抽象,模型易于扩展.     

基于一类扩展Petri网的机车电路仿真建模及其实现

机车电路仿真建模是开发各种机车电路仿真系统的基础.根据机车电路的特性,在基本Perti网的基础上对变迁作出分类,提出一类扩展的Petri网并给出其关联矩阵和状态转移方程.利用这一类扩展Petri网对东风4B型(DF4B)机车电路进行仿真建模和分析.在此基础上,通过Delphi程序设计语言以及Matlab仿真计算工具实现所建模型,并在实际的仿真系统中得到了应用.     

BOTTLENECKS IN PRODUCTION NETWORKS： AN OVERVIEW

1. Introduction Performances of a production system, such as the throughput, the circle time and the average delay, etc., are affected by the capacities of machines and resources available in the system. Some of them may affect the system performances more than others. Usually, the limitation of a system can be traced to the limitation of one or two machines or one or two kinds of resources, commonly called bottlenecks. From system point of view, bottlenecks are the congestion points of the sy…     

离散事件系统任务处理瓶颈分析

Ｐｅｔｒｉ网是离散事件系统建模与分析的有效工具之一．本文介绍了随机Ｐｅｔｒｉ网瓶颈的概念,给出了一般随机Ｐｅｔｒｉ网最大处理能力的数学模型,研究了具有多路输入源之ＳＰＮ的瓶颈与处理能力分析的快速算法,讨论了在处理能力等价意义下将一类结构有决策且有环的ＳＰＮ变换成结构无决策且无环的ＳＰＮ的实现方法．最后给出了一个防空指挥控制系统信息处理瓶颈与处理能力分析的实例．     

AHP和ANN模型在晶体生产组织评价中的应用研究

以石英晶体谐振器生产组织为例 ,应用 ANN与层次分析法 (AHP)相结合的方法 ,通过反映在该期中产品生产的质量因素来对产品生产组织过程的情况进行评价 ,提出新的思路 .设计出评判模型并应用于实际中 ,表明这是一种具有实用性的方法.     

蚁群算法的全局收敛性研究及改进

针对蚁群算法(ACA)寻优性质优良,但搜索时间长、收敛速度慢、易限于局部最优解,从而使其进一步推广应用受到局限的问题,对算法的全局收敛性进行了深入的理论研究,并从改善全局收敛性的角度对算法作了一系列改进,最后对Bayes29这一典型的TSP问题进行了仿真实验。实验结果证明,改进后的蚁群算法具有很好的全局收敛性能。这为蚁群算法的进一步理论研究打下了很好的基础,对其在各优化领域中的推广应用具有重要意义。     

基于双重限制的公交网络SUE配流模型及算法

考虑站点泊车容量和运送能力双重限制条件下的公交网络系统随机平衡分配问题，建立了与其相等价的数学规划模型，并提出有效的迭代算法．由于线路容量的限制，会导致乘客的过载延迟，车辆排队会使过载延迟进一步增加．在该模型中，乘客的过载延迟时间可由相应容量约束的拉格朗日乘子计算得到，车辆排队延误时间由排队论的理论求得．最后，实例表明该模型和算法是合理和有效的．     

面向生产指标优化的选矿过程调度研究

针对选矿厂生产调度过程,本文提出了一种面向生产指标优化的选矿过程调度方法,该方法在保证精矿品位的前提下,尽量减少精矿库存,最大限度地利用设备能力.讨论了基于该方法的选矿生产调度系统的结构、功能和优化策略.采用该方法的调度系统的功能除了具备普通的调度系统的设备运行调度和资源调度功能外,还包括生产指标的优化,即以生产指标、工艺指标逐层分解和设定,逐层优化控制的思想,实现了管理和控制一体化.该系统运用于某钢铁公司选矿生产,提高了生产效率.该系统的成功实施为流程行业大系统的总体优化调度开拓了一个新方法,新思路.     

Supply chain optimization in context of production flow network

For large multinational companies, the complex production process of their finished goods usually contains plenty of stages, which constitute a production flow network. Each production stage in the production flow network can be undertaken by one or more suppliers. This study proposes a stochastic programming model for the production flow network oriented supply chain network design problem, which optimizes the decision of allocating stages to suppliers with the objective of minimizing the total expected costs of production and transportation among suppliers under uncertain demands of customers. A local branching based solution method is developed to solve the model. A case study on applying this model to a large automobile company is performed. In addition, some numerical experiments are conducted to validate the effectiveness of the proposed model and the efficiency of the proposed solution method.     

基于多属性效用的主战坦克武器系统作战能力评估

武器系统作战能力评估是数据结构复杂的多属性决策问题,具有重要的军事意义。针对武器系统作战能力评估时评估信息形式不统一、指标数据聚合困难以及不同性质指标无法对比分析等问题,提出了主客观相互嵌合的多属性效用评估方法,采用了基于心理活动规律的常数构造效用函数,建立了基于生产函数的指标效用聚合模型。首先,基于小组决策的方法,提出将距离优化模型与多专家评估权重有机结合,得到基于群体共识的有效指标权重。其次,考虑评估信息形式不统一、不同属性指标数据无法对比分析等问题,基于心理活动特点,构造了3类效用函数,将武器的各类数据信息统一转换为效用。最后,针对指标数据聚合困难的问题,基于生产函数的特点,建立了符合能力增长规律的效用聚合模型。案例分析表明:本方法能有效评估出主战坦克作战能力,且各指标数据均具有客观性和可对比性。最后分析了我国主战坦克能力增长途径,为装备改进以及新装备研制提供了参考。     

连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢2连铸生产调度模型与算法

针对连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢-连铸生产调度问题,建立了基于浇次开浇时间的炉次指派和作业排序模型.在该模型中,通过浇次开浇时间单位提前/拖期成本的惩罚值的控制可以协调炼钢-连铸和热轧生产环节之间的匹配关系.对所建立的模型,提出了基于遗传算法和线性规划的实用算法,并给出了源于实际生产数据的计算实例.