论文部分内容阅读
生产调度是实现计算机集成制造系统的关键和瓶颈.由于流程工业生产过程具有高度随机性和不确定性,生产产品的品种、质量和生产量严格地依赖于过程控制中操作的正确性和合理性,而过程控制变量的调整往往会使得生产调度不断发生变化.因此在实际系统中,生产调度应与对生产过程的监控结合考虑,才能真正实现流程工业的计算机集成优化生产.Petri网作为离散事件系统的常用建模和分析工具,不但具有良好的图形界面,而且具有很强的数学分析功能,特别适合描述、分析具有相互关联并发分支的过程.该文以混合Petri网为建模和分析工具,将流程CIMS中的调度问题和过程监控问题集成起来考虑,研究了面向流程工业生产调度与过程监控整体考虑的集成化建模、分析和仿真技术.文中主要做了以下四个方面的工作:首先,在对流程CIMS中调度问题和监控问题的结构进行分析的基础上,提出了流程工业调度与监控集成系统的概念,并基于多智能体系统的基本原理,对集成系统的体系结构进行分析;其次,通过对流程工业调度与监控集成系统的建模过程和关键因素进行分析,建立了其层次扩展混合Petri网模型.再次,通过对层次扩展混合Petri网的定性行为的分析,将层次扩展混合Petri网中定义在过程库所上的连续时间模型和定义在变迁上的事件分别采用时间约束来简化,提出层次扩展时间约束Petri网的概念;并在常见的网拓扑如顺序、并发、同步、冲突等结构下,对时间约束Petri网的可成功调度的约束条件和调度区间进行分析;在此基础上,对网模型中子网库所对应的子网结构的时间性质进行分析,提出了一系列基于子网的简化规则,并通过定理证明简化规则满足一定的时间性质.最后,对层次扩展混合Petri网的仿真方法进行研究.若将层次扩展混合Petri网中的子网库所用相应的结构子网来代替,此时网模型便成为赋色时间约束混合Petri网.