（機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)論文）基于petri網(wǎng)與flexsim的生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真.pdf

西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 頁(yè) 摘要 生產(chǎn)物流系統(tǒng)是制造系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是企業(yè)物流系統(tǒng)的重要組成部分。 生產(chǎn)物流系統(tǒng)的優(yōu)化可以降低物料搬運(yùn)成本、提高生產(chǎn)效率及設(shè)備利用率、 減少生產(chǎn)周期等，進(jìn)而提高整個(gè)制造系統(tǒng)的t ( 時(shí)間) 、c ( 成本) 、q ( 質(zhì)量) 、 s ( 服務(wù)) 等性能指標(biāo)。而生產(chǎn)物流系統(tǒng)由于具有不可逆性，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外 越來(lái)越多學(xué)者利用仿真的方法來(lái)研究。本課題以某軍工廠為應(yīng)用背景，應(yīng)用 p e t r i 網(wǎng)建模和f l e x s i m 仿真相結(jié)合的方法，對(duì)該生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行分析與研 究。主要工作如下：在調(diào)研某軍工廠的生產(chǎn)物流系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了 生產(chǎn)物流系統(tǒng)現(xiàn)存的悶題；用p e t r i 網(wǎng)建立加工生產(chǎn)線與裝配線生產(chǎn)線的p e t r i 網(wǎng)模型；在建立p e t r i 網(wǎng)模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用f l e x s i m 軟件對(duì)整體的生產(chǎn)物流系 統(tǒng)進(jìn)行仿真：分析仿真結(jié)果，提出了優(yōu)化方案。 根據(jù)初步運(yùn)行的數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)化了生產(chǎn)物流系統(tǒng)，由此證明應(yīng)用p e t r i 網(wǎng)與f l e x s i m 相結(jié)合的方法，對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真是非常有效的方法。 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)物流建模p e t r i 網(wǎng)仿真f l e x s i m 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第1i 頁(yè) a b s t r a c t p r o d u c t i o nl o g i s t i c ss y s t e mi sas u b s y s t e mo fm a n u f a c t u r es y s t e m ，a n di ti s a l s oa ni m p o r t a n c ep a r to fc o r p o r a t i o nl o g i s t i c ss y s t e m i tc a nr e d u c em a t e r i e l c o n v e y i n gc o s t ，e n h a n c et h ee f f i c i e n c yo fp r o d u c t i o na n de q u i p m e n tu s i n g ，a n d d e c r e a s ep r o d u c i n gc y c l ea n ds oo n ，s ot h a th e i g h t e nt h ec a p a b i l i t yi n d e x e so f t i m e ，c o s t ，q u a l i t ya n d s e r v i c ec t c i nt h ew h o l em a n u f a c t u r es y s t e m h o w e v e r ，a s p r o d u c t i o nl o g i s t i c ss y s t e mh a si r r e v e r s i b l en a t u r e ，t h e r ea r em a n yn a t i o n a la n d i n t e r n a t i o n a ls c h o l a r ss t u d yt h i sp r o g r a mu s i n gs i m u l a t i o nm e t h o di nt h ep a s tf e w y e a r s w i t ht h eb a c k g r o u n do fc e r t a i na r s e n a l ，t h et h e s i su s e sp e t r in e t sm o d e l i n g a sw e l la sf l e x s i ms i m u l a t i o nt oa n a l y z et h ep r o d u c t i o nl o g i s t i c ss y s t e m t h e m a i nc o n t e n ti sa st h e f o l l o w i n g ：f i r s t ，b a s e d o n i n v e s t i g a t i n g p r o d u c t i o n l o g i s t i e ss y s t e mo fc e r t a i na r s e n a l ，t h et h e s i sa n a l y z e st h ee x i s t i n gp r o b l e m si n t h es y s t e m s e c o n d ，u s i n gp e t r i n e t sm e t h o d ，t h eb u i l d i n go fm o d e lo f m a c h i n i n ga n da s s e m b l yp r o d u c tl i n ei sm a d e t h i r d ，o nt h eb a s i so fp e t r in e t s m o d e l ，f l e x s i ms o f t w a r ei su s e dt os i m u l a t et h ew h o l ep r o d u c t i o nl o g i s t i c s s y s t e m f i n a l l y , t h er e s u l to fs i m u l a t i o ni sa n a l y z e da n dt h eo p t i m i z i n gp r o j e c ti s b r o u g h tf o r w a r d 。 a c c o r d i n gt ot h ed i g i t a l sg o t t e nf r o mt h ee x p e r i m e n t ，t h em e t h o do fp e t r i n e t sa n df l e x s i mp r o v e sv e r ye f f e c t i v eo nt h em o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no f p r o d u c t i o nl o g i s t i e ss y s t e mf o ri to p t i m i z e st h es y s t e m k e yw o r d s ：p r o d u c t i o nl o g i s t i c s ； m o d e l i n g ；p e t r in e t s ；s i m u l a t i o n ； f l e x s i m 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不 包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得西南科技大學(xué)或 其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究 所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 簽名：杳毒氛 e t 期：o 7 石髟 關(guān)于論文使用和授權(quán)的說(shuō)明 本人完全了解西南科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校 有權(quán)保留學(xué)位論文的復(fù)印件，允許該論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布該論 文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 簽名：毒杏杰、 導(dǎo)師簽名： 日期：刃 f 歹- 乞 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 頁(yè) 1 緒論 1 1 本文的研究意義 作為與能流、信息流并列的物流，是繼資源、勞動(dòng)力之后的第三利潤(rùn)源 泉，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用m 。物流的情況能夠反映企業(yè) 的整體生產(chǎn)狀況，減少物流成本，可以說(shuō)是解決現(xiàn)代生產(chǎn)制造企業(yè)中物流成 本高的理想方法“，。而有效的減少物流成本的方法是通過(guò)建模仿真及時(shí)解決 物流平衡和需求平衡中的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)生產(chǎn)中的瓶頸和關(guān)鍵路徑，優(yōu)化 企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行方案，充分挖掘設(shè)備潛力，提高通過(guò)能力，降低庫(kù)存水平，降 低能耗，加快資金周轉(zhuǎn)，從宏觀優(yōu)化中爭(zhēng)取顯著的經(jīng)濟(jì)效益“，。作為物流中 重要組成部分的生產(chǎn)物流，它的研究更具特殊意義。 生產(chǎn)物流系統(tǒng)的優(yōu)化，是企業(yè)縮短生產(chǎn)周期和提高競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，所以對(duì) 生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真，具有非常重要的意義。它可以在生產(chǎn)企業(yè)規(guī)劃初 期把擬建中的企業(yè)和與產(chǎn)品生產(chǎn)物流有關(guān)的原料資源、產(chǎn)品生產(chǎn)加工、產(chǎn)品 工藝數(shù)據(jù)、庫(kù)存信息、搬運(yùn)、產(chǎn)品出庫(kù)等活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，非常逼真地 在計(jì)算機(jī)上模擬生產(chǎn)制造過(guò)程：可以在方案或設(shè)備投入實(shí)際使用之前模擬該 規(guī)劃方案和設(shè)備的應(yīng)用情況，從而預(yù)先發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免人力、物力和財(cái)力的 浪費(fèi)。優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)物流系統(tǒng)；減少物流作業(yè)時(shí)間；提高企業(yè)的物流效率， 以此實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)的合理化，加速企業(yè)資金的周轉(zhuǎn)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng) 力。 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與現(xiàn)存問(wèn)題 1 2 1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 企業(yè)生產(chǎn)物流模式的現(xiàn)狀“1 ： ( 1 ) 物料需求計(jì)劃( m r p ) 物料需求計(jì)劃( m r p ) 是一種將企業(yè)供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、銷(xiāo)售物流集成 在一起的“一體化”系統(tǒng)“，。在2 0 世紀(jì)8 0 年代延伸為制造資源計(jì)劃 ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g ) m r pi i 。到2 0 世紀(jì)9 0 年代，又出現(xiàn)了 e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 的概念，它進(jìn)一步發(fā)展了m r p i i 的理論和 方法n ，。 ( 2 ) 準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)( j i t ) 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2 頁(yè) 準(zhǔn)時(shí)制乍產(chǎn)( j i t ) 是將必要的零件以必要的數(shù)量在必要的時(shí)| 1 日j 送達(dá)生產(chǎn) 線，并且將所需的零件，以所需的數(shù)量，在正好的時(shí)問(wèn)送達(dá)生產(chǎn)線。 ( 3 ) 精益生產(chǎn)( l e a np r o d u c t i o n ) 精益生產(chǎn)又叫精良生產(chǎn)，其目的是以最小的投入獲得最大的產(chǎn)值，以最 快的速度進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，最大限度地為企業(yè)謀求利益”，。它的核心思想在 于“消除浪費(fèi)，強(qiáng)調(diào)精簡(jiǎn)組織機(jī)構(gòu)”和“不斷改善”。 ( 4 ) 敏捷制造( a g i l em a n u f a c t u r i n g ) 敏捷制造的基本含義為“，：以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，以 高素質(zhì)協(xié)同良好的工作人員為核心，實(shí)行企業(yè)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)集成“1 ，形成快速響應(yīng) 市場(chǎng)的社會(huì)化制造體系n “。 ( 5 ) 基于約束理論( t h e o r yo fc o n s t r a i n t ) 的生產(chǎn)物流計(jì)劃和控制 約束理論t o c ( t h e o r yo fc o n s t r a i n t ) 可以改善和解決生產(chǎn)物流系統(tǒng) 中的“瓶頸約束資源”問(wèn)題，它的基本原理是針對(duì)在制產(chǎn)品找出影響生產(chǎn)進(jìn) 度的最薄弱環(huán)節(jié)，集中主要力量保證這些環(huán)節(jié)滿負(fù)荷工作，以縮短生產(chǎn)周期， 降低在制品庫(kù)存。 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真的現(xiàn)狀： 生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真是指應(yīng)用建模與仿真工具建立模型，模擬實(shí)際 的生產(chǎn)物流系統(tǒng)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有很多建模方法與仿者軟件。建模方法有：g r a i 法、i d e f 法、g i m 法、s i m ：g i s i m 法、基于模糊圖論的生產(chǎn)物流系統(tǒng)建 模方法、基于遺傳算法的物流建模方法等。仿真軟件有：a u t o m o d 、 s i m a n i m a t i o n 、s h o w f l o w 、s t r e a m 、e m p l a n t 、r a l c 、f l e x s i m 、2 0 - s i m 、a r e n a 等仿真軟件。 1 2 2 現(xiàn)存問(wèn)題 建模與仿真方法存在的問(wèn)題： 現(xiàn)有的建模仿真方法大多都只適合系統(tǒng)的靜態(tài)描述，適合描述和分析動(dòng) 態(tài)系統(tǒng)的方法很少。p e t r i 網(wǎng)適合動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模，但是當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，p e t r i 網(wǎng)模型會(huì)非常的復(fù)雜，而且很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分析。基于以上原因亟需提出一 種適合描述分析復(fù)雜系統(tǒng)的建模仿真方法，然后在此方法基礎(chǔ)上針對(duì)具體的 生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行分析。 研究對(duì)象存在的問(wèn)題： 從宏觀上來(lái)看該工廠生產(chǎn)率低、成本高、員工積極性低、物料堆積嚴(yán)重、 生產(chǎn)不平衡。由于生產(chǎn)不平衡使同類(lèi)機(jī)器間的損耗情況相差很大，給生產(chǎn)系 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3 頁(yè) 統(tǒng)的折舊和設(shè)備更新帶來(lái)很大麻煩。當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模變得更大系統(tǒng)l f l 同類(lèi)型的 機(jī)器數(shù)量更多時(shí)，問(wèn)題就會(huì)更明顯。所以有必要分析優(yōu)化該工廠的生產(chǎn)物流 系統(tǒng)，找出問(wèn)題所在，提出優(yōu)化方案。 1 3 本文的主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn) 1 3 1 本文的主要研究?jī)?nèi)容 本文主要是針對(duì)具體企業(yè)的具體生產(chǎn)線建立生產(chǎn)物流系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿 真，分析系統(tǒng)問(wèn)題提出優(yōu)化方案，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)的目的。結(jié)合某軍工廠的生 產(chǎn)物流系統(tǒng)，利用p e t r i 網(wǎng)與f l e x s i m 相結(jié)合的方法，對(duì)加工與裝配車(chē)間的生 產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真。 本文中采用一種新的方法，即p e t r i 網(wǎng)與f l e x s i m 相結(jié)合的方法來(lái)對(duì)生產(chǎn) 物流系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真，主要思路是通過(guò)建立p e t r i 子網(wǎng)來(lái)對(duì)車(chē)間中各個(gè)生 產(chǎn)線單獨(dú)地建模，而對(duì)于整體的生產(chǎn)物流系統(tǒng)，如果用p e t r i 網(wǎng)來(lái)建立的模型 會(huì)非常的復(fù)雜，而在f l e x s i m 中就很容易實(shí)現(xiàn)，所以在f l e x s i m 中仿真生產(chǎn) 物流系統(tǒng)。如果只用f l e x s i m 來(lái)仿真，由于在f l e x s i m 中的仿真是動(dòng)態(tài)的，那 么在靜態(tài)圖中就很難表達(dá)清楚系統(tǒng)中各個(gè)模型的關(guān)系，而在p e t r i 網(wǎng)中就很容 易表達(dá)清楚。p e t r i 網(wǎng)與f l e x s i m 可以取長(zhǎng)補(bǔ)短。通過(guò)本文中對(duì)具體企業(yè)的驗(yàn) 證，可以證明這種新的方法可以達(dá)到非常好的效果。 具體研究?jī)?nèi)容如下： ( 1 ) 深入了解某軍工廠，主要針對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行分析研究； ( 2 ) 基于p e t r i 網(wǎng)建立加工與裝配車(chē)間生產(chǎn)物流系統(tǒng)的模型； ( 3 ) 利用f l e x s i m 軟件進(jìn)行模擬加工與裝配車(chē)間生產(chǎn)物流系統(tǒng)，從而優(yōu) 化整條生產(chǎn)線： ( 4 ) 分析p e t r i 網(wǎng)模型與f l e x s i m 中的實(shí)體模型，找出系統(tǒng)問(wèn)題所在， 提出優(yōu)化方案，優(yōu)化該企業(yè)的生產(chǎn)物流系統(tǒng)。 1 3 2 本文的創(chuàng)新點(diǎn) 本文的創(chuàng)新點(diǎn)為： ( 1 ) 將p e t r i 網(wǎng)應(yīng)用到生產(chǎn)物流系統(tǒng)的分析研究中； ( 2 ) 采用p e t r i 網(wǎng)與f l e x s i m 相結(jié)合的方法對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行建模與 分析。應(yīng)用該方法，對(duì)具體企業(yè)的生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行了建模與仿真，優(yōu)化了 該企業(yè)的生產(chǎn)物流系統(tǒng)，驗(yàn)證了這種方法對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真是 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第4 頁(yè) 一種非常有效的方法。 1 4 本文研究的理論基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu) 1 4 1 本文研究的理論基礎(chǔ) 本文的研究理論基礎(chǔ)為： ( 1 ) 系統(tǒng)論 。 系統(tǒng)論是物流學(xué)科的基礎(chǔ)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究物流活動(dòng)，尤其是企業(yè)物 流是現(xiàn)代物流學(xué)的核心，其中清華大學(xué)教授魏宏森等提出的較為完整和科學(xué) 的系統(tǒng)論八原理( 系統(tǒng)的整體性、層次性、開(kāi)放性、目的性、突變性、穩(wěn)定 性、組織性和相似性原理) ，為企業(yè)物流的研究奠定了基礎(chǔ)。 ( 2 ) 物流系統(tǒng)工程的理論和方法 物流系統(tǒng)工程，也稱(chēng)物流工程，是指在物流管理中，從物流系統(tǒng)的整體 利益出發(fā)，把物流和信息流融為一體，看作一個(gè)系統(tǒng)，把生產(chǎn)和銷(xiāo)售全過(guò)程 看作一個(gè)整體，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法進(jìn)行物流系統(tǒng)的規(guī)劃、管理和控 制，選擇最優(yōu)方案，以最低的物流費(fèi)用、高的物流效率、好的服務(wù)質(zhì)量，達(dá) 到提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)效益目的的綜合性組織管理技術(shù)。 ( 3 ) 現(xiàn)代物流管理理論 現(xiàn)代物流管理理論是建立在系統(tǒng)論、信息論和控制論的科學(xué)基礎(chǔ)之上的。 從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā)，要求物流系統(tǒng)及時(shí)地提供完整、準(zhǔn)確、必要的信息， 通過(guò)對(duì)這些信息處理，了解、掌握物流的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而控制物流。 ( 4 ) p e t r i 網(wǎng)理論 p e t r i 網(wǎng)是一種系統(tǒng)的數(shù)學(xué)和圖形描述與分析工具，是一種用于離散異步 并發(fā)系統(tǒng)的建模工具，主要用來(lái)描述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)事件之間的因果關(guān)系。它通 過(guò)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)造p e t r i 網(wǎng)，并對(duì)p e t r i 網(wǎng)進(jìn)行分析，從而揭示出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài) 特性等重要信息。 1 4 2 本文的結(jié)構(gòu) 本文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖1 - 1 所示。 第一章主要奔紹了本文的研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要研究?jī)?nèi)容、 現(xiàn)存問(wèn)題與文章結(jié)構(gòu)。 第二章首先簡(jiǎn)單介紹了生產(chǎn)物流的基本概念，然后詳細(xì)的分析了某軍工 廠的生產(chǎn)物流現(xiàn)狀，指出了當(dāng)前生產(chǎn)物流系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題，生產(chǎn)效率低， 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第5 頁(yè) 經(jīng)常出現(xiàn)物料堆積的情況等，提出了優(yōu)化生產(chǎn)物流系統(tǒng)的迫切性。 圖1 - 1本文內(nèi)容結(jié)構(gòu)示意圖 f i g 卜t t h ec o n t e n ts t r u c t u r es k e t c hm a po f t h i st h o s i 8 第三章首先對(duì)p e t r i 網(wǎng)的基本概念做了系統(tǒng)的闡述，包括p e t r i 網(wǎng)的定性 特點(diǎn)等。然后應(yīng)用p e t r i 網(wǎng)建立加工車(chē)間的模型，根據(jù)p c t r i 網(wǎng)模型表示了加 工與裝配車(chē)間的生產(chǎn)情況，在此基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)中各臺(tái)機(jī)器的利用率。 第四章首先介紹了f l e x s i m 仿真軟件的基本概念，然后在p e t r i 建立加 工與裝配車(chē)間模型的基礎(chǔ)上，在f l e x s i m 仿真軟件中仿真運(yùn)行整體的生產(chǎn)物 流系統(tǒng)。通過(guò)仿真找到生產(chǎn)物流系統(tǒng)的問(wèn)題所在，提出了具體的優(yōu)化方案。 1 5 本章小結(jié) 本章提出了一種建模與仿真方法，即p e t r i 網(wǎng)與f l e x s i m 相結(jié)合的方法。 通過(guò)建立p e t r i 子網(wǎng)來(lái)建立加工與裝配車(chē)間的模型，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用f l e x s i m 仿真整體的生產(chǎn)物流系統(tǒng)。通過(guò)f l e x s i m 仿真可以形象地展示系統(tǒng)中各環(huán)節(jié) 之問(wèn)的關(guān)系，可以直觀的找到生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的缺陷，還可以通過(guò)多次快速 仿真分析優(yōu)化模型，為系統(tǒng)優(yōu)化打下了基礎(chǔ)。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第6 頁(yè) 2 某軍工廠生產(chǎn)物流的研究 2 1 物流的基本概念 物流這一概念最初是1 9 0 5 年美國(guó)少校瓊西貝克爾出版的著作軍隊(duì)和 軍需品運(yùn)輸提出并解釋的，到現(xiàn)在物流已經(jīng)走過(guò)了一百年的歷史了。1 9 7 9 年6 月中國(guó)物資經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)派代表團(tuán)參加在日本舉行的第三屆國(guó)際物流會(huì)議， 代表團(tuán)第一次把物流這一概念介紹到了中國(guó)，到現(xiàn)在物流在我國(guó)已經(jīng)發(fā)展了 二十多年了。 物流是商品實(shí)物形態(tài)的流通，它主要解決生產(chǎn)與消費(fèi)的地點(diǎn)和時(shí)間差異。 2 0 0 1 年4 月國(guó)家頒布的物流術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物流下了這樣的定義：物流是物 品從供應(yīng)地向接收地的實(shí)體流動(dòng)過(guò)程。根據(jù)需要，將運(yùn)輸、儲(chǔ)存、搬運(yùn)、包 裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實(shí)施有機(jī)結(jié)合。企業(yè)物流是從企 業(yè)角度上研究與之有關(guān)的物流活動(dòng)，是具體的、微觀的物流活動(dòng)的典型領(lǐng)域， 制造業(yè)企業(yè)物流是為了將各種物料、零件、配件等物品從原始狀態(tài)轉(zhuǎn)成特定 的產(chǎn)品形態(tài)而生產(chǎn)的一種物品運(yùn)動(dòng)方式。圖2 - 1 為企業(yè)物流的流程圖。 圖2 - 1企業(yè)物流流程圖 f i g 2 - 1 t h ef i o wf i go fc o r p o r a l ：i o n l o g i s l ：c s 物流按照不同的分類(lèi)原則物流可以分為很多種，主要可以按系統(tǒng)性質(zhì)、 按作用、按空間范圍三方面來(lái)分類(lèi)。圖2 2 表明了物流按不同方式分類(lèi)的分 類(lèi)圖。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7 頁(yè) 物流 按系統(tǒng)性質(zhì)分類(lèi) 行業(yè)物流 f 社會(huì)物流 i 企業(yè)物流 按作用分類(lèi) 供應(yīng)物流 生產(chǎn)物流 銷(xiāo)售物流 回收物流 廢棄物流 l 按空閱范圍分類(lèi)j 星善筆蓁 l 地區(qū)物流 2 。2 生產(chǎn)物流 2 2 1 生產(chǎn)物流的定義 企業(yè)生產(chǎn)物流是指將原材料、燃料、外購(gòu)件投入生產(chǎn)后，經(jīng)過(guò)下料、預(yù) 處理、發(fā)料，運(yùn)送到各加工點(diǎn)和存儲(chǔ)點(diǎn)，以在制品的形態(tài)，借助一定的運(yùn)輸 方式，從一個(gè)生產(chǎn)單位( 車(chē)間、工位或倉(cāng)庫(kù)) 流入另一個(gè)生產(chǎn)單位，按照規(guī) 定的工藝過(guò)程要求進(jìn)行加工、儲(chǔ)存。生產(chǎn)物流擔(dān)負(fù)運(yùn)輸、存儲(chǔ)、裝卸物料等 任務(wù)，其實(shí)質(zhì)是生產(chǎn)過(guò)程中原材料、在制品、半成品和產(chǎn)成品等實(shí)體在生產(chǎn) 系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存或者等待的過(guò)程“- ，始終體現(xiàn)著物料以實(shí)物形態(tài)的流 轉(zhuǎn)過(guò)程，從而構(gòu)成了企業(yè)內(nèi)部物流活動(dòng)的全過(guò)程“。 生產(chǎn)物流系統(tǒng)是生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)所組成的有機(jī)整體的紐帶，又是生產(chǎn)過(guò) 程維持延續(xù)的基礎(chǔ)n ”。從流動(dòng)的角度出發(fā)，企業(yè)的生產(chǎn)物流系統(tǒng)可以分解為 流體、載體、流向、流量和流程五要素。生產(chǎn)物流系統(tǒng)區(qū)別于其它物流系統(tǒng) 的最顯著特點(diǎn)是它和企業(yè)生產(chǎn)密切聯(lián)系在一起，只有合理組織生產(chǎn)物流過(guò)程， 才有可能使生產(chǎn)過(guò)程始終處于最佳狀態(tài)。如果物流過(guò)程組織的水平低，達(dá)不 到基本要求，即使生產(chǎn)條件、設(shè)備、工藝等基本條件再好，也不可能順利完 成生產(chǎn)過(guò)程，更談不上取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，企業(yè)沒(méi)有生產(chǎn)物流就沒(méi) 有生產(chǎn)，生產(chǎn)物流系統(tǒng)組織不好，就沒(méi)有良好的經(jīng)濟(jì)效益n ”。 2 2 2 現(xiàn)代生產(chǎn)物流系統(tǒng)的基本組成 現(xiàn)代生產(chǎn)物流系統(tǒng)由管理層、控制層和執(zhí)行層三大部分組成m ，。其中管 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第8 頁(yè) 理層是一個(gè)計(jì)算機(jī)物流管理軟件系統(tǒng)，是具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、人工智 能要求較高的系統(tǒng)，是物流系統(tǒng)的中樞；控制層接收來(lái)自管理層的指令，控 制物流機(jī)械完成指令所規(guī)定的任務(wù)；執(zhí)行層由自動(dòng)化的物流機(jī)械組成控制物 流設(shè)備接受控制層的指令，控制設(shè)備執(zhí)行各種操作。圖2 3 為生產(chǎn)物流系統(tǒng) 各部分的功能圖。 理物料庫(kù)存 成物流作業(yè)計(jì)劃 測(cè)物流狀態(tài) 成物流作業(yè)指令 執(zhí)行物流作業(yè)指令 圖2 - 3生產(chǎn)物流系統(tǒng)功能圖 f i g 2 - 3 t h ef u n c t i o l lf i go fp r o d u c i n gi o g is t c ss y s t e m 2 2 3 影響企業(yè)生產(chǎn)物流的因素 生產(chǎn)物流主要的研究對(duì)象是制造系統(tǒng)，制造系統(tǒng)的活動(dòng)包括加工與裝配、 物料搬運(yùn)與存儲(chǔ)、檢驗(yàn)與測(cè)試及生產(chǎn)管理與控制。前三者為物理活動(dòng)，其中 加工與裝配改變工件的幾何尺寸、外觀或特性從而增加產(chǎn)品的附加值。制造 過(guò)程中物料的搬運(yùn)即形成了生產(chǎn)物流，是為了實(shí)現(xiàn)物料在制造系統(tǒng)中的流動(dòng)， 包括裝卸工件以及在不同的工作之間輸送工件。由于物料運(yùn)與儲(chǔ)存不增加產(chǎn) 品的附加值，成為了影響企業(yè)生產(chǎn)物流效率的主要因素n “，所以對(duì)生產(chǎn)物流 系統(tǒng)的優(yōu)化研究是非常有必要的。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第9 頁(yè) 2 3 某軍工廠簡(jiǎn)介與生產(chǎn)物流現(xiàn)狀分析 2 3 1工廠簡(jiǎn)介 本論文分析和研究的對(duì)象是中國(guó)最大的電連接器專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)工廠之一的 某軍工廠，該工廠創(chuàng)立于1 9 5 8 年，是國(guó)內(nèi)歷史最長(zhǎng)、生產(chǎn)規(guī)模最大、品種最 多的連接器專(zhuān)業(yè)化制造商，也是國(guó)家重點(diǎn)工程定點(diǎn)配套企業(yè)，是國(guó)內(nèi)連接器 行業(yè)的重點(diǎn)骨干企業(yè)，居國(guó)內(nèi)連接器市場(chǎng)占有率第一位。該工廠采用生產(chǎn)技 術(shù)與現(xiàn)代高科技相結(jié)合，他們的連接器產(chǎn)品已成為中國(guó)知名品牌。該工廠建 有省級(jí)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心一個(gè)，在全國(guó)同行業(yè)中，有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和新產(chǎn)品、 新技術(shù)開(kāi)發(fā)能力，有良好的質(zhì)量信譽(yù)。該工廠主要研制生產(chǎn)各類(lèi)圓形連接器、 線簧連接器、i e c 6 0 3 系列印制電路連接器、射頻連接器、d 系列矩形連接器、 2 0 0 m m 模塊化連接器、s m c 表面貼裝連接器、汽車(chē)連接器與線束及專(zhuān)用連 接器等。 2 3 2 生產(chǎn)物流現(xiàn)狀 該工廠主要生產(chǎn)的軍用電連接器中，以圓形連接器的生產(chǎn)為主，y b 3 4 7 0 圓形連接器是該工廠圓形連接器中的主要產(chǎn)品。產(chǎn)品中絕大部分主要非標(biāo)準(zhǔn) 件零件在本工廠自己加工，這些主要件包括：插座殼體、插頭殼體、連接環(huán)、 插孔套管、插孔體、六角螺母、螺母蓋、連接螺母、插針等。標(biāo)準(zhǔn)件多為外 購(gòu)件，外購(gòu)件包括：擋圈、卡圈、卡釘、密封墊圈、齒套、屏蔽環(huán)、波形墊 圈、眼環(huán)、帶臺(tái)鉚釘、襯墊扣環(huán)、吊環(huán)、鉚套、直式齒圈、螺釘、壓線板、 彎式墊圈、齒環(huán)、連接銷(xiāo)等。圖2 4 為該工廠物流流程圖。 圖2 - 4物流流程圖 f i g 2 - 4 t h ef i o wc h a r to fi o g is t i c s 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第10 頁(yè) 2 4 本章小結(jié) 本章介紹了物流與生產(chǎn)物流的基本概念、某軍工廠的情況，在此基礎(chǔ)上 分析該軍工廠的生產(chǎn)物流現(xiàn)狀，得出了該廠生產(chǎn)物流存在的問(wèn)題。為下一章 的建模分析、解決問(wèn)題提供了依據(jù)。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 1 頁(yè) 3 某軍工廠生產(chǎn)物流系統(tǒng)p e t ri 網(wǎng)模型建立與分析 3 1p e t r j 網(wǎng)的基本理論 p e t r i 網(wǎng)“”最早是由c a r l a p e t r i 博士于1 9 6 2 年在他的博士論文中提出，后 又經(jīng)p e t e r s o n 詳細(xì)定義并加以描述。早期p e t r i 網(wǎng)主要是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)與信息處 理領(lǐng)域，后來(lái)具有工程背景的研究人員將p e t r i 網(wǎng)方法用在工程系統(tǒng)尤其是自 動(dòng)制造系統(tǒng)的研究，經(jīng)過(guò)4 0 多年不斷地充實(shí)和發(fā)展，p e t r i 網(wǎng)理論已成為具有 嚴(yán)密數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、多種抽象層次的通用網(wǎng)絡(luò)。它著眼于系統(tǒng)中可能發(fā)生的各種 狀態(tài)變化以及變化之間的關(guān)系，適合于離散事件系統(tǒng)模型。如今p e t r i 網(wǎng)已被 廣泛的應(yīng)用于科研研究和工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中：在計(jì)算機(jī)學(xué)科中，p c t f i 網(wǎng)被用于線 路設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析，軟件工程，人工智能，形式語(yǔ)義，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù) 管理等等；在工業(yè)領(lǐng)域中，p e t r i 網(wǎng)被廣泛用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)線布局仿 真，生產(chǎn)調(diào)度，工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等。經(jīng)過(guò)短短數(shù)十年的發(fā)展，p e t f i 網(wǎng) 的抽象、描述能力已獲得巨大發(fā)展，其應(yīng)用范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng) 域，成為了研究離散時(shí)間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一種有力工具n ”“”。 p e t r i 網(wǎng)非常適合于建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，并且能對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分 析，它的圖形表示也為其應(yīng)用帶來(lái)了很好的直觀性。p e t r i 網(wǎng)應(yīng)用的主要途徑 之一是對(duì)于我們要研究的實(shí)際系統(tǒng)，先構(gòu)造得到其相應(yīng)的p e t r i 網(wǎng)模型，然后 通過(guò)對(duì)p e t r i 網(wǎng)模型的分析來(lái)了解實(shí)際系統(tǒng)的各種性能。但對(duì)一個(gè)規(guī)模大的系 統(tǒng)，可能會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)組合爆炸的危險(xiǎn)，從而給分析帶來(lái)很大困難。針對(duì)這個(gè) 問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者作了許多工作，他們提出了網(wǎng)化簡(jiǎn)、網(wǎng)運(yùn)算，定義了化簡(jiǎn) 子網(wǎng)、等級(jí)化簡(jiǎn)，以及針對(duì)特殊子網(wǎng)、特殊結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn)方法n 一2 nn ”。 p e t r i 網(wǎng)研究的系統(tǒng)模型行為特性包括：狀態(tài)的可達(dá)性、位置的有界性、變 遷的活性、初始狀態(tài)的可逆性、表示間的可達(dá)性、變遷間的堅(jiān)挺性、事件間 的同步距離和公平性等。p e t r i 網(wǎng)模型的主要分析方法依賴(lài)于：可達(dá)樹(shù)、關(guān)聯(lián)矩 陣和狀態(tài)方程、不變量和分析化簡(jiǎn)規(guī)則。隨著該理論的迅速發(fā)展，p e t r i 網(wǎng)表 現(xiàn)形式也在不斷改進(jìn)，并逐步呈現(xiàn)多樣化，其形式主要有：時(shí)間p e t r i 網(wǎng)、高級(jí) p e t f i 網(wǎng)、著色p e t r i 網(wǎng)m ”“，、網(wǎng)絡(luò)計(jì)時(shí)p e t r i 網(wǎng)、面向?qū)ο髉 e t r i 網(wǎng)、連續(xù)p e t r i 網(wǎng)、 廣義隨機(jī)p e t r i 網(wǎng)、集控p e t r i 網(wǎng)、而向?qū)ο笾悄躳 e t r i 網(wǎng)、模糊p e t r i 網(wǎng)、擴(kuò)展p e t r i 網(wǎng)。其中，賦時(shí)著色p e t r i 網(wǎng)n ”在解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題特別是有關(guān)系時(shí)間調(diào)度 的復(fù)雜過(guò)程中應(yīng)用廣泛一。由于p e t r i 網(wǎng)能夠清楚地描述作業(yè)進(jìn)程間的同步和 異步，能夠動(dòng)態(tài)地展示系統(tǒng)內(nèi)部元素的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。隨著p e t r i 網(wǎng)的不斷發(fā)展和 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第12 頁(yè) 完善，這一理論也越來(lái)越多地運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。兩個(gè)成功的應(yīng)用領(lǐng)域是性能 評(píng)價(jià)和通信協(xié)議，其它很有前途的應(yīng)用領(lǐng)域包括分布式軟件系統(tǒng)、分布式數(shù) 據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、并發(fā)和并行計(jì)算、柔性制造與工業(yè)制造系統(tǒng)、離散事件系統(tǒng)、邏 輯推理、形式語(yǔ)言、入機(jī)系統(tǒng)和決策模型等m ，。 3 1 1p e t ri 網(wǎng)的定義 一個(gè)p e t r i 網(wǎng)可表示為一個(gè)五元組n ”，p 一( p ，r ，i ，o ，m 0 ) 其中： ( 1 ) p 一 a ，p 2 ，見(jiàn) 是庫(kù)所( p l a c e ) 的有限集合，n 0 為庫(kù)所的個(gè)數(shù)； ( 2 ) t 一 f l ，f 2 ，j ) 是變遷( t r a n s m i s s i o n ) 有限集合，m 0 為變遷的個(gè) 數(shù)1 ； ( 3 ) i ：p x t 一是輸入函數(shù)，它定義了從p 到t 的有向弧的重復(fù)數(shù)或權(quán) ( w e i g h t ) 的集合。這里n 一 0 ，1 為非負(fù)整數(shù)集； ( 4 ) 0 ：t x p 一是輸出函數(shù)，它定義了從t 至i j p 的有向弧的重復(fù)數(shù)或權(quán) 的集合，這里n - 似1 ，為非負(fù)整數(shù)集一； ( 5 ) 腕：p 一為p e t r i 網(wǎng)的標(biāo)識(shí)，它為一列向量，其第i 個(gè)元素表示第 i 個(gè)庫(kù)所中的托肯數(shù)。m o 為初始標(biāo)識(shí)記，表示系統(tǒng)的初始狀態(tài)。一個(gè)帶有初 始標(biāo)識(shí)的網(wǎng)用( 孫r ，m 。) 表示”。 庫(kù)所、變遷及弧構(gòu)成了一有向圖，我們稱(chēng)其為p e t r i 網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖m ，。一個(gè)系 統(tǒng)的p e t r i 網(wǎng)模型的結(jié)構(gòu)元素包括：用圓表示的庫(kù)所( p l a c e ) 、用長(zhǎng)方形或粗 實(shí)線條表示的變遷( t r a n s i t i o n ) 及帶箭頭的弧( a r c ) m ，。庫(kù)所描述系統(tǒng)的可 能狀態(tài)，變遷代表系統(tǒng)的可能的事件，通過(guò)弧建立局部狀態(tài)與事件之間的聯(lián) 系，等價(jià)于自動(dòng)機(jī)中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)，表示使事件能夠發(fā)生的局部狀態(tài)( 因) 或事件發(fā)生所引起的局部狀態(tài)的變化( 果) n ”。系統(tǒng)的狀態(tài)通過(guò)庫(kù)所中是否 包含及包含多少托肯來(lái)描述在p e t r i 網(wǎng)模型，托肯用包含在庫(kù)所中的實(shí)心圓表 示，它反映著庫(kù)所代表的局部狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)情況n ”。若從庫(kù)所p 到變遷t 的輸入函數(shù)取值為非負(fù)整數(shù)，記為1 0 , ，f ) 一棚，則用從p 到t 的一有向弧旁 標(biāo)注c o 表示。，與d 均可表示為以x m 非負(fù)整數(shù)矩陣，o 與，之差c o i 稱(chēng) 為關(guān)聯(lián)矩陣“”。 3 1 2p e t ri 網(wǎng)的變遷規(guī)則 p e t r i 網(wǎng)的運(yùn)行，由在網(wǎng)中托肯的數(shù)目和分布情況來(lái)控制。標(biāo)記留駐在庫(kù) 所里，控制著變遷的運(yùn)行。一個(gè)p e t r i 網(wǎng)是由變遷的激發(fā)來(lái)運(yùn)行的。由于輸入 庫(kù)所中的托肯的減少以及輸出庫(kù)所中托肯的增加，使得p n 的標(biāo)識(shí)發(fā)生變化。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第13 頁(yè) 一個(gè)變遷只有當(dāng)它使能時(shí)才可以激發(fā)。當(dāng)一個(gè)變遷的每一個(gè)輸入庫(kù)所里的托 肯數(shù)不少于從這個(gè)輸入庫(kù)所到變遷的弧的條數(shù)時(shí)，變遷使能。 變遷t 使能的規(guī)則為n ( 1 ) 對(duì)于t 的每一個(gè)輸入庫(kù)所p i ，( f ) ，有肘( 只) 苫w ( 只，t ) ； ( 2 ) 對(duì)于t 的每一個(gè)輸出庫(kù)所p ，d ( f ) ，有k ( p ，) 2 m ( p f ) + 矽( f ，p f ) ； ( 3 ) 對(duì)于t 的每個(gè)既為輸入又為輸出的庫(kù)所，同時(shí)滿足上述兩個(gè)關(guān)系式。 其中為有向弧權(quán)重，k 為庫(kù)所容量，m 為庫(kù)所中托肯數(shù)m ，。 使能變遷觸發(fā)后，完成如下操作： ( 1 ) 從t 的輸入庫(kù)所中減去托肯； ( 2 ) 向t 的輸出庫(kù)所中加入托肯。 托肯的數(shù)量可以表達(dá)為“】 f m ( p ) 一肜p ，f ) p e l ( t ) ，p 譬o ( t ) 膨一 錙：斃m(xù) p e ，( f ) o ( t ) 卻, p e d ( f ) ( t ) ， l m ( p )其他 它的變遷使能規(guī)則為：在標(biāo)識(shí)m 下使能的變遷t 的激發(fā)將產(chǎn)生新標(biāo)識(shí) 塒：y p e p ：m 侈) 一掰) - 1 0 , ，f ) + d ( 辦f ) 。稱(chēng)標(biāo)識(shí)r l l 是直接從m 可達(dá)的，記 為m 【t m f 。圖3 1 所示的p n 為變遷使能的規(guī)則圖。在m o 下使能的t 1 激發(fā) 后，將產(chǎn)生新的標(biāo)識(shí)m 1 ： ， 圖3 - 1 p n 變遷使能的規(guī)則 f i g 3 1 t h er u i eo f p nt r a n s m i s s i o nt of ir o 辮l ( b ) - m o ( p 1 ) 一，( 見(jiàn)，毛) + d ( 髓，氣) 一1 - i + 0 0 ( p 2 ) 一m o ( p 2 ) - i ( p 2 ，) + ( ) ( p 2 ，t o o - 0 + i 一1 瑪( 島) 一1 0 ( p 3 ) 一，( 島，f 1 ) + d ( p 3 ，f 1 ) - 0 - 0 + 0 0 鴨q 4 ) 一m 0 0 4 ) - i ( p 4 ，f 1 ) + d ( p 。，f 1 ) - 1 - 1 + 0 0 11 塑蕉坌型堂塹p ! 塑出主墮二全塹童：旦墮壟如史主生! 全塹宣：壟 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第14 頁(yè) j 消耗與產(chǎn)生的托肯由l 。的輸入函數(shù)與輸出函數(shù)確定。可以總結(jié)為一個(gè)變 遷的激發(fā)是從它的輸入庫(kù)所中移走托肯，而將產(chǎn)g 的新的托肯分配到它的各 個(gè)輸出位置中m “”，。 3 1 3 基本p e t ri 網(wǎng)模型及分析 在用p e t r i 網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)建模過(guò)程中，關(guān)鍵在于選擇好模型的抽象程度，這種 選擇目前主要依靠對(duì)系統(tǒng)的分析和經(jīng)驗(yàn)，下面是一些最常用的基本p e t r i 網(wǎng)模 型“| l i l l i l ) 。 ( 1 ) 順序( s e q u e n c e ) 如圖3 2 所示，p l 中包含一個(gè)標(biāo)記，變遷t t 啟動(dòng)， p l 中的標(biāo)記移到p 2 中，導(dǎo)致t 2 啟動(dòng)，p 2 中的標(biāo)記移到p 3 中，也就是p l ，p 2 和 p 3 按照在圖中出現(xiàn)的順序執(zhí)行。用順序執(zhí)行可以模擬模型中一個(gè)線性執(zhí)行過(guò) 程。 p ， 圖3 - 2 f i g 3 2 順序 s e q u e n c e 圖3 - 3同步 f i g 3 - 3s y n c h r o n i z a t i o n ( 2 ) 同步( s v n c h r o n i z a t i o ) 如圖3 3 所示，變遷t 有多重輸入弧，只 有在p l 和p 2 中都存在一個(gè)標(biāo)記的時(shí)候，才能使t l 啟動(dòng)，也就是p 3 在p l 和p 2 執(zhí)行結(jié)束之前不能開(kāi)始執(zhí)行。 ( 3 ) 并發(fā)( c o n c u r r e n c y ) 如圖3 4 所示，在p e t r i 網(wǎng)模型中兩個(gè)具備條 件并且互不影響的事件可以獨(dú)立發(fā)生，變遷t l 啟動(dòng)，p l 中失去一個(gè)標(biāo)記， p 2 和p 3 同時(shí)各取得一個(gè)標(biāo)記這時(shí)變遷t 2 、t 3 都可以啟動(dòng)，且互不影響，稱(chēng)這種 現(xiàn)象為并發(fā)。 ( 4 ) 沖突選擇( c o n f l i c t c h o i c e ) 如圖3 5 示，如果兩個(gè)變遷至少共享一 個(gè)輸入位置，則兩個(gè)變遷在結(jié)構(gòu)上沖突，p l 中有個(gè)標(biāo)記，從這個(gè)給定的初 始條件看，t l 和t 2 都能啟動(dòng)，但不能同時(shí)啟動(dòng)，因?yàn)樗鼈児蚕韕 l 中的一個(gè)資 源。p 2 和p 3 中只有一個(gè)能取得標(biāo)記，也就是說(shuō)變遷t l 、t 2 是互相沖突的，只 能在t 1 和t 2 中選擇其中的一個(gè)執(zhí)行，這種現(xiàn)象稱(chēng)為沖突選擇。沖突反映了模 型中系統(tǒng)資源的競(jìng)爭(zhēng)狀況。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第15 頁(yè) 圖3 - 4 f i g 3 4 圖3 - 5沖突選攆 f i g 3 - 5 c o n f ii c t c h o i c o ( 5 ) 混惑( c o n f u s i o n ) 如圖3 - 6 所示，有時(shí)在一個(gè)p e t r i 網(wǎng)中同時(shí)存在 并發(fā)和沖突，而目并發(fā)的實(shí)施會(huì)引起沖突的消失或出現(xiàn)，稱(chēng)這種情況為混惑。 存在“混惑”的系統(tǒng)不是一個(gè)好系統(tǒng)。因?yàn)樵谶@種系統(tǒng)中，沖突忽隱忽現(xiàn)， 使得對(duì)系統(tǒng)的控制很難。 豳3 - 6 f i g 3 6 圖3 - 7 f i g 3 7 ( 6 ) 通訊( c o m m u n i c a t i o n ) 如圖3 7 所示，有兩個(gè)順序執(zhí)行序列，上 面順序執(zhí)行序列中變遷t 1 必須在位置p l 中有一個(gè)標(biāo)記時(shí)才能實(shí)施，而只有 當(dāng)t l 實(shí)施時(shí)，p 3 中方能獲得一個(gè)標(biāo)記。 ( 7 ) 資源共享( s h a r er e s o u r c e ) 如圖3 8 所示，只有當(dāng)位置p 4 中包含一 個(gè)標(biāo)記時(shí)，變遷t l 和t 3 才能實(shí)施。在對(duì)系統(tǒng)建模的時(shí)候，使用上面這些基本 p e t r i 網(wǎng)模型能夠模擬模型中一些實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特性。 ( 8 ) 循環(huán)( c i r c u l a t i o n ) 如圖3 9 所示，如果一個(gè)操作系列互相連接， 完成最后一個(gè)時(shí)會(huì)初始化第一個(gè)，那么這些操作就形成了一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第16 頁(yè) 圖3 - 8 f i g 3 8 圖3 - 9循環(huán) f i g 3 9 c ir c u i a t i o n 3 1 4p e t ri 網(wǎng)的性質(zhì) ( 1 ) 可達(dá)性( r e a c h a b i l i t y ) 可達(dá)性是p e t r i 網(wǎng)的一個(gè)重要行為特性，是用于檢測(cè)系統(tǒng)是否可以到達(dá)某 個(gè)具有特定功能表現(xiàn)的特殊狀態(tài)“”。 ( 2 ) 有界性與安全性( b o u n d e d n e s sa n ds a f e h e s s ) p n 的有界性與安全性是檢查被p n 所描述的系統(tǒng)是否存在溢出的有效尺 度。 ( 3 ) 活性( 1 i v e n e s s ) p n 活性意味著在任意從初始標(biāo)識(shí)m o 可達(dá)的標(biāo)識(shí)m 下，總可以通過(guò)逐步 激發(fā)某變遷序列來(lái)激發(fā)任意變遷。因此，若p n 是活的，則不存在鎖死。 ( 4 ) 可逆性( r e v e r s i b i l i t y ) 可逆性意味著模型可以自身初始化。這對(duì)于自動(dòng)從差錯(cuò)中恢復(fù)過(guò)來(lái)是極 為重要的。而目它還保證所有重復(fù)制造系統(tǒng)的周期特征。 ( 5 ) 重復(fù)性( c o n s i s t e n c ya n dr e p e t i t i o n ) 如果存在一個(gè)初始標(biāo)識(shí)m o 及個(gè)從它出發(fā)的變遷序列s ，所有( 部分) 變 遷無(wú)限的以序列s ，出現(xiàn)，那么該p n 就稱(chēng)為( 部分) 重復(fù)的。 ( 6 ) 守衡性( c o n s e r v a t i o n ) 給定一個(gè)p 一( p r ，i ，0 ，) ，若存在一矢量甜= ( q ，吡，q ) t 且 q ，o i = 1 ，2 ，兜，使得對(duì)于所有m e r 伽o ) ：m - o ) m 0 。則稱(chēng)該p n 相對(duì)于矢量 = g 1 ，1 ) 7 守衡。 ( 7 ) 持續(xù)性( p e r s i s t e n c y ) 如果在可達(dá)標(biāo)識(shí)m 下變遷t 有發(fā)生權(quán)，那么從m 發(fā)生了其它任意變遷或任 意不包含t 的變遷序列后，t 仍有發(fā)生權(quán)。如果一個(gè)p e t r i 網(wǎng)中對(duì)任意可達(dá)標(biāo)識(shí) 和任意變遷t ，上面所述性質(zhì)都成立，就稱(chēng)此p e t r i 網(wǎng)具有持續(xù)性。 ( 8 ) 公平性( f a i r n e s s ) 今 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第17 頁(yè) p e t r i 網(wǎng)的公平性質(zhì)旨在討論網(wǎng)系統(tǒng)中各變遷( 或變遷組) 發(fā)生之1 8 j 的相 互依賴(lài)關(guān)系。 ( 9 ) 強(qiáng)連接性 一個(gè)p e t r i 網(wǎng)p n 是強(qiáng)連接的，當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)每一對(duì)節(jié)點(diǎn)( 即庫(kù)所和變遷) x 和y ，存在一條從x 到y(tǒng) 的路徑。 3 1 5p e t ri 網(wǎng)的主要特點(diǎn) p e t r i 網(wǎng)的主要特點(diǎn)為： ( 1 ) 能很好地描述和表達(dá)系統(tǒng)中的并行、同步、沖突和因果依賴(lài)等關(guān)系， 而這些關(guān)系在離散時(shí)間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)( d e d s ) 建模中是經(jīng)常遇到的； ( 2 ) 有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，有語(yǔ)義清晰的語(yǔ)法，這為進(jìn)行形式化分析提供 了良好的條件。至今，已提出了多種p e t r i 網(wǎng)的形式化分析方法； ( 3 ) 以圖形方式描述系統(tǒng)，使復(fù)雜系統(tǒng)形象化，使人更易理解，降低了 建模難度，提高了模型的易讀性： ( 4 ) 可以分層次建立p e t r i 網(wǎng)圖，合適于描述分布式遞階結(jié)構(gòu)“】 ( 5 ) 與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，既可描述系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流。又可描述系統(tǒng) 內(nèi)部的物流，易于在控制模型的基礎(chǔ)上直接實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)。 3 2 某軍工廠生產(chǎn)物流系統(tǒng)模型的建立 上節(jié)中介紹了p e t r i 網(wǎng)的基本概念與建模方法。下面主要針對(duì)某軍工廠 的加工生產(chǎn)線與裝配生產(chǎn)線進(jìn)行建模分析。由于該軍工廠主要生產(chǎn)的軍用電 連接器中，以圓形連接器的生產(chǎn)為主。所以選擇圓形連接器中有代表性的產(chǎn) 品，y b 3 4 7 0 圓形連接器通用件作為研究對(duì)象。y b 3 4 7 0 圓形連接器通用件插 頭與插座的連接方式為卡口連接：接觸件端接方式為焊接；采用壓接方式可 拆卸接觸；采用卡釘螺旋槽。圖3 1 0 為y b 3 4 7 0 圓形連接器的三維造型圖。 由于企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在本節(jié)中，采用集成的方式 來(lái)建模，即先為每個(gè)生產(chǎn)單元構(gòu)造一個(gè)基本的p n 網(wǎng)，再通過(guò)一些共享的資 源在仿真軟件中將這些子網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來(lái)。該方法的應(yīng)用步驟為：對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)單 獨(dú)建模，此時(shí)不考慮子系統(tǒng)問(wèn)的相互作用。通常這些子系統(tǒng)都是比較簡(jiǎn)單且 易于檢驗(yàn)的。不同的子系統(tǒng)模型可能擁有一些共同的資源與操作，即在不同 的子模型中，表示相同資源的可用狀態(tài)或相同活動(dòng)的狀態(tài)的資源與操作。這 些資源或操作代表著子系統(tǒng)間的相互關(guān)聯(lián)。在每一個(gè)合成步，通過(guò)融合這些 西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第1 8 頁(yè) 圍3 - 1 0y b 3 4 7 0 圓形連接器三維圖 f i g 3 - 1 0 3 - df i go fy b 3 4 7 0r o t u n d i t yiin k e r 共同的資源或操作來(lái)將相應(yīng)子系統(tǒng)結(jié)合成一個(gè)較大的子系統(tǒng)。對(duì)每一步合成 后的子系統(tǒng)立郎迸行分析，這樣對(duì)最終結(jié)果的分析就得到簡(jiǎn)化了。當(dāng)合成完 成后，我們就得到了最終系統(tǒng)以及它的一些重要性質(zhì)。本節(jié)的主要任務(wù)就是 應(yīng)用p c t r i 網(wǎng)建立每個(gè)子系統(tǒng)單獨(dú)的模型，為后面的仿真工作打下基礎(chǔ)。 3 2 1加工車(chē)間p e t ri 網(wǎng)模型的建立與分析 為了p e t r i 網(wǎng)建模的方便，所以提出以下幾個(gè)假說(shuō)條件： ( 1 ) 車(chē)間的各個(gè)輸送設(shè)備運(yùn)