[发明专利]基于随机Petri网的流通加工系统建模算法

说明书

本发明涉及一种基于随机Petri网的流通加工系统建模算法，其技术特点是包括以下步骤：流通加工系统是一个动态离散系统，影响该系统的因素多具有并发性、异步性及随机性的特点，所以定性和定量分析流通加工系统较为复杂。以某农副产品加工基地农副产品的一次流通加工为研究背景，构建了反映该企业流通加工系统的实际组成及运行状态的随机Petri网模型，并对该模型进行了定性分析和定量分析，其中：定性分析是根据连续时间的随机Petri网同构于连续时间马尔科夫链的特点对模型的活性、可达性、有界性等进行了分析；定量分析是利用带有模糊参数的随机Petri网求解出库所繁忙的概率、系统变迁的利用率、系统平均延时时间及流入系统的标记流速。根据所得数据分析可知：应进一步优化加工环节，流入系统的标记流速还应加快。

技术领域

本发明属于流通加工系统技术领域，涉及一种基于随机Petri网的流通加工系统建模算法。

背景技术

流通加工系统是库存系统的一个关键环节，所谓流通加工，就是物品从生产到使用的过程中，根据客户需要所施加的组装、包装、分割、计量、分拣、贴标签、分装等简单作业的总称，是对生产加工的一种补充。常见的流通加工有冷冻加工、分选加工、精制加工、分装加工、组装加工。本发明涉及的是精制加工，主要包括产品的清洗、加工、包装等步骤。流通加工系统是一个动态离散系统，存在着大量不确定性，分析目标是得到更加准确的数值解，使系统的性能分析结果更加切合实际。

Petri网的图形表示和描述异步并发的能力为系统的建模提供了强有力的帮助。随机Petri网(Stochastic Petri net，SPN)是在P/T网的基础上，对每个变迁相关联一个服从指数分布的实施速率，它是用来描述动态行为同构于连续时间马尔科夫链(Markovchain，MC)的离散动态系统的，并被广泛应用于通信、同步等问题，然而相关研究所处理的动态离散系统(包括流通加工系统)多假定是精确系统，有一定的局限性。

综上所述，目前流通加工系统对不确定性处理尚有不足，需提供新的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、算法成本低一种基于带有模糊参数随机Petri网的流通加工系统建模算法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于随机Petri网的流通加工系统建模算法，包括以下步骤：

步骤1、建立带有模糊参数的随机Petri网模型；

步骤2、基于T_不变量的模型有效性分析；

步骤3、基于马尔可夫过程的模型有效性分析；

步骤4、根据随机Petri网的状态可达图同构于连续时间马尔科夫链的特点，可得到与其同构的马尔可夫链；

步骤5、根据已有MC可以得到马尔科夫过程的转移速率矩阵，得到稳定概率方程，求出稳定概率；

步骤6、根据求得的稳定概率进行模型性能分析，包括：库所繁忙的概率，系统变迁的利用率，系统平均延时时间，流入系统的标记流速。

进一步，所述的基于随机Petri网的流通加工系统建模算法，其特征在于：所述随机Petri网为如下八元组SPNFP：

其中，P是库所的非空有限集合，T是变迁的非空有限集合，F是有向弧的有限集合，K是库所的容量函数，W是库所到变迁的有向弧的权函数，M₀是初始标识，μ：μ＝(μ_ij)_m×n，μ_ij是竞争变迁发生的模糊算子，μ_ij∈[0，1]，其中是一个三角模糊数，是变迁t_i的变迁实施速率。

本发明的优点和积极效果是：