基于Petri网的航空复合材料可重入制造过程调度模型构建.pdf

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1、基于Petri网的航空复合材料可重入制造过程调度模型构建米口施晶晶口叶文华南京航空航天大学机电学院南京210016摘要：航空复合材料“手工铺层与热压罐固化”湿法成型生产方法属于一种典型的可重入制造过程。通过分析该生产方法的可重入、多约束等工艺特点．提出了基于扩展赋时着色Petri网的调度模型构建方法，并根据该方法给出了单热压设备上可重入制造阶段的ETCPN调度模型通过某复材厂实际生产数据分析表明，该ETCPN调度模型能够满足航空复合材料生产过程的建模需要．有利于A$与遗传算法相结合的总体调度策略的实施，模型具有较高可行性。关键词：航空复合材料可重入制造时间约束能力约束调度模型Petri网中图

2、分类号：TH165文献标识码：A文章编号：1000—4998(2014)09—0080—04航空复合材料(AviationCompositeMateria1．ACM)型．然后通过某复材厂实际生产的数据．对该ETCPN“手工铺层与热压罐固PC”湿法成型生产方法属于一种调度模型的可行性进行验证分析典型的可重入制造过程，即第三种制造方式⋯。可重入1航空复合材料生产流程及其特点制造是指工件会重复进入同一设备或设备组．而同一设备或设备组前有处于不同加工阶段的工件同时等待航空复合材料“手工铺层与热压罐固化”湿法成加工的生产方式可重人制造调度问题是一类较难型生产方法类似于堆积成型加工．生产流程如图1所的N

3、P问题．其相关研究目前主要集中于半导体等领示，该生产方法具有如下特点。域]然而．航空复合材料生产具有区别于半导体生(1)铺层与热压罐固化工序之间多次循环。因此产的诸多特点．比如时间与能力双约束等．因此不能直同一工件会多次进入热压罐进行固化．这属于典型的接应用从半导体等领域得到的相关研究成果可重入制造王彝等针对航空复合材料制造特点．建立起类(2)铺层过程中所用的胶液属于易变质材料，其似布朗模型的调度模型．运用基于规则的启发式方法从低温库出库后在生产车间环境下允许存放的时间有进行调度，其调度模型假设铺层之后直接人罐．这与实限，每次铺层工时t铺与固化前等待的总时间不能超过际情况不符．不能体现出航空

4、复合材料可重入制造过胶液允许的最大外置时间，因此，航空复合材料生程中的时间约束特征：赵艳丽_6]运用赋时着色Petri网产过程具有严格的时间约束对复杂病种的诊疗全过程进行建模研究．采用混合遗(3)热压罐价格非常昂贵，数量少，容量有限，某传算法解决临床路径调度优化问题．为临床路径管理些时间段不同工件不可避免地需要竞争热压罐的使用系统提供良好的决策时机：薛雷等提出了一种新的权．因此航空复合材料生产过程具有瓶颈设备能力约柔性制造系统调度方法．该方法利用了Petri网这一强束。有力的数学工具，将其作为调度模型构建手段．然后利(4)热压罐固化工序可以多件进行合罐。热压罐用搜索算法对模型的状态转换空间进

5、行启发式搜索．前等待固化的某些工件，如果固化工序的温度参数、压得到优化调度．能够很好地解决柔性制造系统调度问力参数、加工时间等相同。在保证固化性能的前提下，题。针对航空复合材料可重入制造系统，文献[6]、『7]只要不超出热压罐能力．应尽可能将这些工件进行合提出的总体调度方法值得借鉴．但其中赋时着色Petri罐处理网、增强型确定时间Petri网的建模方法应用能力：fi-概括地讲．“手工铺层与热压罐固化”湿法成型生限，不能体现重入次数等航空复材生产的重要特征．因产方法具有“合罐”特征．是带有时间、能力双约束的可此无法满足其建模需要．需要进行改进重入制造过程鉴于此，本文通过分析该生产方法工艺可重入

6、、多2基于扩展赋时着色Petri网的调度模型构建约束等特点，提出了基于扩展赋时着色Petri网的调度模型构建方法．给出了单热压设备上可重入制造阶段针对航空复合材料湿法成型生产方法所带有的的ETCPN(ExtendedTimedColoredPetriNet)调度模“合罐”、双约束、可重入等特征，笔者在赋时着色Petri网定义的基础上进行一定扩展．提出专门用于建立高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(编号：20113218110019)收稿日期：2014年2月ACM可重入制造过程调度模型的扩展赋时着色Petril国2014／9机械制造52卷第601期网ETCPN一方面．程工件；(1≤Z≤p，

7、P表示含有工件token的库所的个ETCPN继承了TCPN数)代表模型中含有工件token的库所：列数值代表的颜色、时间属性．其可重人次数累积值，表征已重人次数：&列数值表征中．颜色属性的引入。可工件色彩以避免像基本Petri网(6)V表示库所能力(体积)大小。那样对N个并行模块(7)=(，Y⋯)为变量集，位于有向弧上。(对应于Ⅳ个工件)分2．2ETCPN调度模型构建方法别进行建模模型比较根据ETCPN定义．