生产计划与控制--制造系统的建模方法.ppt

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1、第4章制造系统的建模方法4.2活动循环图法4.4Petri网建模理论4.4.1Petri网的基本概念4.4.2Petri网的扩展形式4.4.3基于Petri网的事件关系分析4.4.4基于Petri网的系统性能分析4.4.5Petri网建模与分析实例4.5排队系统模型4.5.1排队系统的基本概念4.5.2顾客到达时间间隔和服务时间分布4.5.3排队系统的应用案例4.6库存系统模型4.6.1库存系统的基本概念4.6.2确定型库存模型4.6.3随机型库存模型1活动循环图法（ACD）--基本原理离散事件系统建模方法之一——活动循环图法（A

2、ctivityCycleDiagram，ACD）ACD认为：系统中的每个实体都按照各自的循环方式发生变化－－静止状态和活动状态。这两种状态在循环交替出现。ACD以○表示静止状态，以□表示活动状态，以有向箭头→表示静止状态与活动状态之间的转换。当系统中有多个实体时，有向弧就要使用不同的颜色或线型，以示不同实体的区别。2活动循环图法（ACD）--建模方法与建模过程根据研究对象的不同，可以建立系统不同层次的ACD模型，即高层次模型可以进一步分解为低层次的模型。ACD法注重“个体”的活动，系统状态的变化是全部个体状态变化的集合。ACD法的

3、缺点：当系统庞大、复杂时，活动循环图将十分复杂；ACD法只描述系统的稳态，而不研究系统的瞬态（如动作的开始、结束等）；ACD法缺乏定量的分析工具。3活动循环图法（ActivityCycleDiagram，ACD）ACD法中的术语：实体活动队列实体行为模式直联活动和虚拟队列合作活动4活动循环图法（ACD）--举例一个由一位工人看管若干数控机床的加工车间。工人的任务是：（1）若刀具完好，则安装工件按运行按钮；（2）若若刀具损坏或需要更新，则先重装刀具，然后按运行按钮。上述工作仅当机床完成一次自动加工工序并停止运行时工人才能执行。假定每

4、台机床均可加工各种工件，不会发生刀具、工件短缺现象。希望通过建模仿真来研究工人的忙闲率。（1）识别实体和属性①工人。“安装工件（RESET）”、“安装刀具（RETOOL）”、“其它活动（AWAY）”、“等待（WAITING）”。②机床。：“安装刀具”、“安装工件”和“加工（RUNNING）”。5活动循环图法（ACD）--举例（2）画实体活动周期图绘制实体活动周期图必须遵循以下两个原则：①交替原则②闭合原则6活动循环图法（ACD）--举例（3）系统活动周期图7活动循环图法（ACD）--举例（4）增加必要的虚拟实体（5）确定模型的参变

5、量和属性描述变量参数：机床数量；参变量：“累计加工的工件数”和“累计加工时间”等；属性变量：“加工工件时间”、“安装刀具时间”、“安装工件时间”、“饮茶时间”等；服务规则：……8活动循环图法（ACD）--建模步骤（1）识别实体和属性；（2）分析各类实体的活动与状态及其变化的顺序；（3）画出个实体的ACD；（4）将实体ACD连接成系统ACD；（5）增添必要的虚拟实体；（6）表明活动发生的约束条件和占用资源的数量；（7）给出模型参数、参变量计算方法及属性描述变量取值方法模型，以及排队规则。94.4Petri网建模与仿真4.4.1Pet

6、ri网的概述4.4.2Petri的基本概念4.4.3Petri网的运行规则4.4.4Petri网的变迁间的关系4.4.5Petri网的行为特性4.4.6Petri网的行为特性分析方法4.4.7Petri网的分类4.4.8Petri网建模举例4.4.9高级Petri网4.4.1Petri网的概述离散事件系统建模方法之三——Petri网（Petrinet）1962年，德国人CarlAdamPetri首次使用网状模型模拟通信系统，后发展成为Petri网理论。Petri网能够描述系统的结构特征，并能对系统的动态性能进行分析。与其它建模方法

7、相比，Petri网建模具有下述优点：①Petri网具有准确的图形化建模能力和严密的数学基础，能够定性描述和定量分析系统中顺序、并发、随机和冲突等事件关系；114.4.1Petri网的概述②以Petri网模型为基础可以生成系统的控制逻辑代码及仿真逻辑代码；③通过仿真或数学方法，由Petri网模型分析系统的有界性、活性及可重用性等系统逻辑特性以及产量、设备利用率等性能指标。④Petri网提供了比其它建模工具更为丰富的模型信息。80年代以后，Petri网开始应用于制造系统的仿真、调度和控制建模以及系统性能分析中。124.4.2Petri

8、的基本概念Petri网的基本概念：resourcestatetransitionplaceeventconditioncapability134.4.2Petri的基本概念Petri网的定义：Petri网有两种表示方式：一种是形式定义，另一种是图形