面向企业制造执行系统的工作流建模及仿真优化

针对当前制造企业的增效难题,通过对企业制造执行系统(MES)中的业务流程进行工作流建模、仿真和性能分析,以实现包含并行结构的业务流程性能优化.首先,面向具体业务场景提出生产流程的定义,基于Petri网进行工作流建模,并对模型结构的正确性进行检验;其次,对上述工作流模型进行时间维度扩展形成广义随机Petri网(GSPN),然后运用同构马尔科夫链对模型进行动态性能指标分析.最后,运用仿真软件对模型进行参数模拟,并结合相关性能指标对模型中的并行结构进行性能优化.试验结果表明,研究方法为MES的流程构建分析提供了完整支持.     

广义随机Petri网在工作流建模中的应用研究

工作流管理技术是20世纪90年代初兴起的软件技术,其实现的关键在于工作流概念模型的建立。Petri网(GSPN)作为一种图形化的数学建模工具,适合于工作流领域的建模需求。提出了基于广义随机Petri网的工作流建模方法,运用可达图法对工作流正确性和可靠性进行检查。利用GSPN与马尔可夫链的同构关系,采用GSPN和马尔可夫链相结合的工作流性能分析方法,为工作流性能的有效评估提供理论依据。实例验证该方法是有效性的,有利于工作流管理系统的实现。     

制造系统工作流设计的校验和性能分析方法

基于广义随机Petri网提出了对工作流的 流程和资源角色分配的转化规则。在此基础上, 得出了在虚拟企业中，重组流程、资源和角色的网模型正确性和稳定性应该具备的条件是：安全、活性和标记守恒。对制造系统重组变化性能的定量分析，可以通过对工作流转化的广义随机Petri网的稳定状态概率进行模拟计算和评价，它为敏捷化快速重组优化找到了有效的手段。最后，通过实例说明了判定和分析的一般步骤。     

基于流体随机Petri网的工作流响应时间计算

提出了一个基于流体随机Petri网的工作流响应时间评价方法，该方法的主要优点是工作流任务的处理时间可取任意的概率分布，因此与已有的方法相比具有更高的准确性．以工作流的随机工作流网模型为起点，首先讨论了利用随机工作流网建模需解决的诸如时间变迁冲突等相关问题，举例说明了如何将随机工作流网模型转化为流体随机Petri网模型，最后给出了该种流体随机Petri网模型的稳态方程，说明工作流的平均响应时间可由对流体随机Petri网模型稳态方程的求解得到．另外指出了目前应用该方法存在的困难及将来可能的研究方向．     

基于Petri网的工作流建模及时间性能分析

为求得与实例到达率相关的工作流模型平均完成时间,对Petri网模型进行了扩展,定义了扩展时延Petri网,分析了工作流串联、并联、选择、循环4种基本模型,给出了利用排队论和随机Petri网理论计算工作流模型时间性能指标的新方法。应用该方法对工作流4种基本模型的实例进行时间性能评价,并在Exspect环境进行了模拟测试。实验结果表明,在4种模型中最大相对误差在2%左右,从而证明基于扩展时延Petri网的方法是分析工作流系统时间性能的有效方法。     

基于Petri网的工作流并行算法的研究

为了模拟企业工作流的业务流程,实现企业业务过程的自动执行和监控,提出了一种新的工作流Petri网模型及其并行算法。(1)根据工作流系统和Petri网模型的特点,给出了工作流模型与Petri网的映射关系;(2)对基于Petri网模型的四种工作流网基本模型进行并行性分析,提出了一种新的工作流Petri网并行模型;(3)结合Petri网并行划分算法和新的模型进行融合与优化,提出一种新的工作流并行优化算法;(4)以应用实例对工作流并行优化算法进行验算与分析。结果表明,新的工作流Petri网模型及其并行算法可行有效。     

基于Petri网的遥感卫星业务运行管理单元模型设计与仿真

本文首先介绍了Petri网和四种工作流原语向Petri网映射的方法及其性能分析算法;然后通过研究遥感卫星业务运行管理单元的业务运行流程,实现了基于Petri网对遥感卫星业务运行管理单元常规模式和应急模式的工作流程的层次化建模;最后利用Petri网仿真软件Visual Object Net 对常规模式和应急模式的工作流程进行仿真并分析其时间性能。仿真结果表明本文所建立的基于Petri网的工作流模型是正确的,并且业务运行流程在采用应急模式时,业务运行管理单元节省了大约60%的系统运行时间,故该模型运行效果良好。     

基于HTPN战时通信装备维修保障系统建模

为了调整和优化通信装备维修保障系统中各类资源配置,采用DEVS(Discrete EVent System Specifications)与时间Petri网建模理论相结合的方法,对战时通信装备维修保障系统进行分层次建模,构建了战时通信装备维修保障系统层次时间Petri网(HTPN:Hierarchy Time Petri Net)模型,并讨论了模型的具体应用。该模型克服了普通Petri网建模的不足之处,使模型变得直观、简单,并有利于模型分析和仿真实现。通过此模型还可分析得出通信装备最短的维修时间,为装备维修的决策阶层提供决策支持,进一步提高了军队装备维修保障的能力。     

随机Petri网对装备维修保障的建模与分析

利用Petri网与马尔可夫链的同构关系,采用Petri网与马尔可夫链理论相结合的维修保障系统性能分析方法,对系统性能有效评估提供了理论依据。通过两个不同实例分析了系统状态空间、各状态在稳态下的期望概率、系统可靠性和维修人员的工作强度。实例表明,相比传统的建模方法,在分析装备维修保障各状态间的逻辑关系和系统动态过程中,随机Petri网具有显著的有效性和优越性。     

基于Petri网的工作流时间建模

针对工作流系统的特点对时延Petri网模型进行扩展,提出了一种新的工作流建模方法.并以某一检查案例为工作流模型,进行了工作流建模和时间性能分析.     

应急物流救援系统的Petri网建模与性能分析

为了更有效地分析应急物流救援系统的性能,在分析Petri网特性及主要功能的基础上,以大型自然灾害或突发事件为背景,引入随机Petri网建模方法建立应急系统模型,进行性能分析。首先根据应急物流救援系统流程图构建Petri网模型,对模型的可达性、活性、安全性进行分析以验证模型的有效性;然后利用马尔可夫随机过程与其同构的特性构建系统的马尔可夫链,建立线性方程,引入算例,通过主要性能指标的定量分析反映系统问题;最后针对系统问题提出建议。该模型能够形象地描述出流程发生的先后次序和异步并发关系,其成熟的性能分析方法能够有效发掘影响系统运作效率的关键环节,为分析系统流程提供了可行的方法,所提建议为优化应急物流救援系统提供了参考。     

基于广义随机Petri网的贵港生态工业园资源利用率分析

资源利用率是评价生态工业园运行绩效的重要指标,资源高效利用是生态工业园建设的基本要求.本文以广义随机Petri网作为建模工具,以贵港生态工业园作为研究对象,通过构建贵港生态工业园物质循环网络的广义Petri网模型,利用广义随机Petri网模型与马尔科夫链的同构关系,分析了贵港生态工业园关键资源的利用率以及重点加工环节运作效率,指出了贵港生态产业园资源利用过程中有待改善的环节,为贵港生态工业园的优化和改进提供了依据.     

基于随机Petri网的系统性能评价

性能评价是计算机网络和计算机系统研究与应用的重要理论和支撑技术。综述了作者在基于随机 Petri网(SPN)的系统性能评价方面的研究工作 ,内容包括多服务器多队列网络、 SPN非乘积解系统的判定与界限求解、非乘积解系统模型的分解和近似求解、网络系统自相似业务到达、SPN模型的精化设计、含有非 Markov过程的排队 Petri网、基于 SPN的工作流系统、基于 SPN模型的缓冲优先调度策略、扩展时段时序逻辑的推理机制等方面。今后应加强对非Markov模型、综合模型及分解压缩技术等的研究     

基于Petri网的民事诉讼流程建模及评价

法院民事诉讼流程的建模和评价是实现其流程重组、优化和改进以及资源合理配置的基础。该文提出了采用形式化建模语言Petri网来建模法院当前的民事诉讼流程,从而可以利用Petri网分析方法(可达图、不变量)对民事诉讼流程进行正确性分析,如不存在死锁、活锁等。在此基础上,通过考虑流程中各活动的执行时间,应用随机时间Petri网对诉讼流程进行性能分析,从而可以估算诉讼流程的平均周期时间、各资源的利用率等性能指标,为法院诉讼流程的重组、优化和改进提供了决策上的支持。     

一种离散随机Petri网的性能计算和分析方法

为了有效地计算离散事件动态系统Petri网模型的时间性能,用一种离散扩展随机Petri网建立系统的性能模型,采用基于T-组件网的化简技术,结合等效延迟时间和概率分布不变的计算方法,求解和分析Petri模型的时间性能参数.实验结果表明,变迁不仅可以被赋予任意的延迟时间和概率分布,而且计算结果也具有很高的精度,为离散事件动态系统的建模和性能计算与分析提供了一种有效的数值化计算方法.     

一种用于嵌入式系统建模的扩展PRES网

在嵌入式系统设计前期需要对系统建立适当的形式化模型并进行仿真分析。该文在分析现有Petri网模型的基础上,提出了一种EPRES(extended Petri net based onrepresentation for embedded system)模型,并具体给出了相应的结构定义、图形表示和行为规则。EPRES将库所分为控制库所和数据库所两类,引入变迁函数和变迁时延,可以对嵌入式系统的功能实现、资源消耗和时间约束进行描述和仿真分析。给出的使用EPRES对嵌入式系统建模的实例表明,该方法能够较好地解决嵌入式系统的建模问题。     

基于混和Petri网的公路仿真系统模型

公路仿真系统是连续变量动态系统和离散事件动态系统相互作用的混杂系统。通过分析公路仿真系统的混杂特征，在基于Multi—Agent的仿真框架下，提出利用混和Petri网描述系统中离散事件和连续变量相互作用的观点。在传统混和Petri网的基础上，建立了考虑时变特征的推广混和Petri网模型，并建立了基于推广混和Petri网的公路仿真模型体系。将该模型体系应用于驾驶员速度控制过程。应用结果表明，仿真效果良好。     

Research on Petri Net System Parallel Subnet Partitioning Completeness Theory and Algorithm

In order to solve the parallel algorithm of Petri net system with concurrent function, so as to achieve the parallel control and simulation operation of this system, this paper proposes the function partition completeness theory and algorithms of Petri net parallelization, thereby providing the theoretical support for the realization of Petri parallel algorithms. Firstly, according to the concurrent characteristics of Petri net model, we analyze the parallelism of Petri net system; then, by giving the solving process of place invariants and the function partitioning of Petri net, we propose the function partitioning conditions and determination theorem of Petri net parallelization, and conduct its theoretical proof and practical verification. On this basis, we conduct the theoretical study and analysis on the situation that Petri net system has several kinds of parallel function partitioning, propose the completeness theorem of parallelism function partitioning in Petri net system, and verify it. Finally, we give the algorithms, application examples and simulation experiment results of parallel function partitioning of Petri net systems based on place invariant. The theoretical proof and experimental results show that the function partitioning conditions and completeness theory of Petri net parallelization based on place invariant are correct, and the parallel algorithms under such theoretical basis are also correct and effective.     

基于Petri网的Web服务组合分析方法

为提高Web服务组合的运行效率,提出了基于有色Petri网的Web服务组合网系统概念,用于Web服务组合的建模和性能分析.以电子资源跨库查询过程为实例,构建实例的理想模型和缓存限制模型.模型支持Web服务组合协调节点间的网络延迟、数据依赖、控制依赖等因素.基于CPN Tools仿真平台,验证了模型的正确性,并在仿真实验中监测了查询延迟、查询成功率、缓存占用率等指标.结果表明,实施缓存限制策略前后,分布式模型比集中式模型均有更好的性能.