基于时延Petri网与BSO的铝挤压线排产调度优化
吴亚丽;何淑婷;杨延西;冯连强;王富强;陈煜路
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2023(35)1
【摘要】针对工业生产中铝挤压生产线存在的工序繁杂、排产量大等导致的生产工期较长、效率低等问题,建立了铝挤压生产线的时延Petri网(timed Petri net,TdPN)模型并进行合理性分析;将头脑风暴优化算法(brain storm optimization,BSO)引入TdPN模型,提出了基于变迁序列个体编码解码方式的铝挤压排产调度问题优化调度算法。算法中采用模拟退火局部搜索机制改善BSO算法在后期的寻优性能,实现最小化批次完工时间的排产调度目标;仿真结果表明该方法能够缩短生产线排产工期提高生产效率,为工业生产排产调度问题提供了新的解决方法。
【总页数】12页(P178-189)
【作者】吴亚丽;何淑婷;杨延西;冯连强;王富强;陈煜路
【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院;陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室;中国重型机械研究院股份公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
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Petri网：模型、理论与应用 Petri网，也称为Petri图，是一种用来描述系统事件并发性、同步性和序列性的有向图。Petri网模型被广泛应用于计算机科学、系统工程、控制工程和化学工程等领域，成为了目前最流行的并发系统建模工具之一。 Petri网的基本元素 Petri网由一组有向弧和节点组成，包括以下几个基本元素： 1.库所（Place）：代表系统中的状态或原料库存等。 2.变迁（Transition）：代表系统中的事件或操作，用于改变状态或消耗库存。 3.有向弧（Arc）：连接库所和变迁，表示状态之间的转移或原料的消耗。 4.标志（Marking）：库所内的标志表示库存的数量或状态。 Petri网的基本形式 Petri网可以表示为二元组N=(P, T, F)，其中： 1. P为库所的集合； 2. T为变迁的集合；
3. F为弧集合，由以下两种类型的弧组成： a)输入弧（Inhibitor arc）：表示一个库所是变迁的前置条件，但是库所中的标志数量必须为零。 b)常规弧（Regular arc）：表示一个库所是变迁的前置条件，库所中的标志数量可以为任意值。 Petri网的理论 Petri网理论主要研究Petri网的语法、分析和应用。Petri网具有以下特点： 1. 易于可视化：Petri网可以用于描述具有并发性、同步性和序列性的系统，比传统的文本模型更直观。 2. 模型简单：Petri网只包含库所、变迁和有向弧三种基本元素，是一种简单、易于理解的模型。 3. 通用性强：Petri网模型可以表示各种类型的系统，例如工作流、协作系统、并发系统和控制系统等。 Petri网的应用 Petri网在计算机科学、系统工程、控制工程和化学工程等领域的应用非常广泛。 1. 生产调度：Petri网可以应用于生产调度中，用于描述生产
基于时延Petri网的制造系统资源优化配置研究 基于时延Petri网的制造系统资源优化配置研究 摘要：本文针对制造系统的资源优化配置问题，提出了一种基于时延Petri网的研究方法。首先，对时延Petri网的基本概念进行了介绍，并提出了系统的扩展Petri网模型。然后，基于该模型，建立了制造系统的资源配置模型，并提出了一种求解方法。最后，通过实例分析，验证了所提方法的有效性。 关键词：资源优化配置；时延Petri网；制造系统；求解方法 1. 引言 随着制造业的智能化和信息化发展，制造系统的资源配置问题变得越来越复杂。资源配置对于提高制造系统的效率和降低成本具有重要作用。因此，如何进行合理的资源优化配置成为一个研究热点。 2. 时延Petri网的基本概念 2.1 Petri网 Petri网是由普遍应用于描述离散事务的Petri提出的一种图 形理论。它可以描述系统中的动态行为和状态转换。 2.2 时延Petri网 时延Petri网是在传统Petri网的基础上引入时间概念的扩展，可以更加精确地描述系统行为。时延Petri网在Petri网的基础上增加了时延库所和时延变迁。 3. 制造系统资源配置模型的建立 3.1 系统的扩展Petri网模型 根据制造系统的特点，我们将其建模为一个扩展Petri网，其中包括库所、变迁、弧和标识。
3.2 资源配置模型的建立 基于扩展Petri网模型，我们将制造系统的资源配置问题转化为资源库所和资源变迁之间的关系。通过定义资源库所和资源变迁的属性，建立了系统的资源配置模型。 4. 资源优化配置的求解方法 4.1 优化目标的设定 根据制造系统的需求和约束，我们可以设定不同的优化目标，如最小化成本、最大化产量等。 4.2 求解方法的设计 为了求解资源优化配置问题，我们提出了一种基于启发式算法的求解方法。该方法通过迭代和优化算法，寻找最优的资源配置方案。 5. 实例分析与结果验证 为了验证所提方法的有效性，我们选取了某制造系统为实例进行分析与验证。通过对实例进行模拟实验，并与传统资源配置方法进行对比，证明了所提方法在资源优化配置中的优越性。 6. 结论 本文提出了一种基于时延Petri网的制造系统资源优化配置研究方法。通过建立资源配置模型和设计求解方法，可以有效地解决制造系统资源配置问题。实例分析结果验证了所提方法的有效性和优越性，为制造系统的资源配置提供了一种新的研究思路和方法 本文提出了一种基于时延Petri网的制造系统资源优化配置研究方法。通过建立资源配置模型和设计求解方法，可以有效地解决制造系统资源配置问题。实例分析结果验证了所提方法的有效性和优越性，为制造系统的资源配置提供了一种新的