[发明专利]一种基于Petri网的制造系统生产效率最大化资源配置方法

权利要求书

1.一种基于Petri网的制造系统生产效率最大化资源配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立制造系统Petri网模型；

步骤二：输入各道工序的加工时间、资源成本、最大预算以及遗传算法相关参数；

步骤三：输入原材料数量、随机生成初始资源数量配置种群；

步骤四：分别计算初始种群中所有个体表示的资源数量配置下的制造系统的生产周期、生产率及其对应的适应度值；

步骤五：利用遗传算法进行生产效率最大化资源配置优化；

步骤六：输出最大生产率和最优资源数量配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤一具体为：

根据实际生产线绘制Petri网模型，Petri网是一个四元组，用N＝(P,T,F,W)来表示，其中：P、T分别是库所和变迁的集合，F∈(P×T)∪(T×P)表示有向弧集合，W:(P×T)∪(T×P)→N表示各个有向弧的权值；

令x∈P∪T是Petri网N＝(P,T,F,W)的节点，x的前置集^·x定义为^·x＝{y∈P∪T|(y,x)∈F}，x的后置集x^·定义为x^·＝{y∈P∪T|(x,y)∈F}；相应地，X∈P∪T是节点的集合，X的前置集^·X定义为^·X＝∪_x∈X^·x，X的后置集X^·定义为X^·＝∪_x∈Xx^·.；

对于一个Petri网系统，为前置关联矩阵，为后置关联矩阵，分别指定从库所到变迁和变迁到库所的弧，其中m为库所数目，n为变迁数目；若库所p的输出弧指向变迁t时，Pre(p,t)＝1,否则Pre(p,t)＝0；若变迁t的输出弧指向库所p时，Post(p,t)＝1,否则Post(p,t)＝0。C＝Post-Pre∈Z^m×n是关联矩阵，其中Z＝{0,±1,±2,…}表示整数集；

定义原始材料库所集合其中m_r表示原始材料库所数目；定义资源库所集合其中m_e表示资源的库所数目，库所表示机器M_i，即在变迁t_i自环回路中的库所，一个变迁由一个资源控制，即，m_e＝n。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：

每一个变迁上的自环代表资源回路，变迁触发延迟向量用θ＝[θ(t₁),θ(t₂),…,θ(t_n)]^T表示，其中θ(t_i)表示每个变迁t_i的触发时间，即该变迁代表的资源M_i需要的加工时间；

资源成本用向量f＝[f(t₁),f(t₂),…,f(t_n)]^T表示，其中f(t_i)表示每个变迁t_i代表工序所需资源M_i的成本；

最大预算用B_u表示；

遗传算法相关参数包括最大遗传代数Ge、种群个体数目Np、交叉概率Pe、变异概率Pm。