基于Petri網(wǎng)的FMS建模及故障診斷方法研究.pdf

1、柔性制造系統(tǒng)作為適用于中、小批量和較多品種生產(chǎn)的高柔性、高效率的制造系統(tǒng),受到了理論界和工程界的廣泛關(guān)注和深入研究。采用柔性制造技術(shù),可以加速新產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加生產(chǎn)柔性,提高對市場的應(yīng)變能力,獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展與之相適應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)成為一項重要的研究課題。建模、故障診斷和可靠性分析是柔性制造系統(tǒng)能否實際應(yīng)用的成敗關(guān)鍵,其研究和應(yīng)用的成果已經(jīng)成為柔性制造系統(tǒng)總體應(yīng)用水平的一個重要標(biāo)志。本文利用Petri

2、網(wǎng)這一形式化和圖形化分析工具,對柔性制造系統(tǒng)的建模、故障診斷及可靠性分析方法進(jìn)行了深入的研究,主要研究工作和取得的成果歸納如下:
　　 (1)為適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點,提出一種柔性制造系統(tǒng)UML-OOPN層次化建模方法,給出UML模型向OOPN模型轉(zhuǎn)化的具體規(guī)則和算法,用不變量分析法完成了對系統(tǒng)的死鎖分析,發(fā)揮了UML和Petri網(wǎng)兩者的優(yōu)勢,支持柔性制造系統(tǒng)從需求分析到模型實現(xiàn)的全部生命周期。
　　 (2)為解

3、決面向?qū)ο驪etri網(wǎng)模型沒有時間約束,類型約束,無法對系統(tǒng)進(jìn)行定量分析的問題,將時間知識的表示與推理引入到面向?qū)ο驪etri網(wǎng)中,提出一種面向?qū)ο髷U(kuò)展著色時間Petri網(wǎng),建立了柔性制造系統(tǒng)的面向?qū)ο髷U(kuò)展著色時間Petri網(wǎng)模型,給出時間一致性的分析方法,采用關(guān)聯(lián)矩陣分析模型的可達(dá)性,實現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)的時間特性定量分析,驗證了建模方法的有效性。
　　 (3)為解決模糊產(chǎn)生式規(guī)則中的閾值和置信度難以確定的問題,提出一種自學(xué)習(xí)模

4、糊Petri網(wǎng),通過將知識模型進(jìn)行分層處理后,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力訓(xùn)練Petri網(wǎng)中的權(quán)值、閾值和確信度等參數(shù),給出基于自學(xué)習(xí)模糊Petri網(wǎng)對柔性制造系統(tǒng)的故障診斷過程,體現(xiàn)了該方法能并行推理,顯示故障動態(tài)傳播的優(yōu)點。
　　 (4)為解決隨機(jī)Petri網(wǎng)在對復(fù)雜大規(guī)模系統(tǒng)可靠性分析時面臨的狀態(tài)空間爆炸問題,提出一種分層隨機(jī)Petri網(wǎng)模型,采用分層隨機(jī)Petri網(wǎng)構(gòu)建了柔性制造系統(tǒng)的可靠性分析模型,給出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)體系,