[00128327]基于Petri网灵巧信标的自动制造系统死锁控制策略研究

一、课题来源与背景 自动制造系统AMS以多品种、小批量,经济和快速响应产品需求变化等特性,在目前的产品制造领域中占据了主导地位。而死锁问题是AMS设计时必须考虑和加以解决的。借助Petri网的建模能力强、便于分析和图形化等优点,相关学者和研究人员在AMS的建模,运行和性能评价等方面,尤其是死锁控制策略的设计取得了许多成果。 二、研究目的与意义 本项目主要进行了导致Petri网死锁和活锁（livelock）的灵巧信标,活性Petri网控制器实现代价评估和普通Petri网的活性最大可达数（maximally reachable number, MRN）等问题的研究,从而为。 三、主要论点与论据 （1） 基于G-system网SS的迭代式求解与max’-controlled,提出的G–system网的死锁控制策略所获取的活性受控G–system网系统许可行为数目,相比已有文献中的结果,得到了进一步的提升。 （2） 基于多目标参数线性规划方法,提出了对死锁预防策略（deadlock prevention policy, DCP）所构建的活性Petri网控制器实现代价的评价算法。通过表征所添加的控制库所（control place, CP）实施代价参数f1,对应的输入、输出变迁实施代价参数f2和综合满意度系数λ的求解,该算法对活性Petri网控制器给出了A级（λ＞0.8）,B级（λ∈[0.5,0.8]）和C级（λ＜0.5）的评判,弥补了相关空白。 （3） 基于Petri网的结构分析方法,提出了表征Petri网活锁状态SS的定义,相应的求解与受控算法。算例的数值验算结果表明：此算法能够迭代式求解出导致deadlock和livelock的SS,获取的活性受控Petri网系统（N*,M*）在结构复杂性与行为许可性上,比对已有文献中的结果,均得到一定程度的化简和提升,且适用于普通Petri网和一般Petri网的重要子类－S4R网。 （4） 通过对每个求解的基本信标和不满足可控条件的从属信标添加CP和控制变迁（control transition, CT）方式,提出了具有最大可达数的普通Petri网死锁控制策略。 四、创见与创新 1．针对建模能力和实用性更强的G-system网,本研究提出了表征其死锁状态的灵巧信标的求解算法,获取信标计算效率高,结构简化,许可行为多的活性受控G-system网系统。 2．针对目前活性Petri网控制器的设计仅考虑逻辑层面,而缺乏考虑物理层面的需求问题,本项目引入经济实现性,提出了活性Petri网控制器实施性能代价的评估算法。 3．对于导致活锁的信标,提出了表征Petri网活锁状态SS的定义,相应的求解与受控算法。 五、社会经济效益,存在的问题 目前文献中的死锁控制策略所获取的活性Petri网受控系统（N*,M*）的许可行为数目在最好情况下为最大许可行为数。而本文提出了具有最大可达数的普通Petri网死锁控制策略。这既不同于已有文献中的仅添加CP来消除死锁的策略,而且,相应的（N*,M*）可达数目与未受控的原网（N0,M0）是相同的,即最大可达数MRN,其行为许可性达到了峰值。同时也意味着AMS共享资源可得到进一步的充分利用。 目前存在的主要问题是如何构建实际的AMS实验平台,对上述的死锁控制策略的实用性加以验证。 六、历年获奖情况 该课题暂无获奖记录。 七、成果简介要向社会公开,请不要填写商业秘密内容 该成果简介不涉及任何商业秘密内容。