[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

说明书

一种基于Petri网的制造系统生产效率最大化资源配置方法，先建立制造系统Petri网模型，然后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，并输入原材料数量、随机生成初始资源数量配置种群，分别计算初始种群中所有个体表示的资源数量配置下的系统的生产周期、生产率及其对应的适应度值，然后利用遗传算法进行生产效率最大化资源配置优化，进化到最终代数后输出最大生产率和最优资源数量配置；本发明在满足预算的前提下，优化资源数量配置来使得制造系统生产率最大化，合理分配预算来提高企业的生产效率，缩短生产周期，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及制造系统技术领域，具体涉及一种基于Petri网的制造系统生产效率最大化资源配置方法。

技术背景

制造企业包括一个或多个制造系统，制造系统是由多个单独的异种制造资源组成，制造资源包括(但不限于)机床和制造设备、测量资源、传感器、制动器、辅助资源等。自90年代早期以来，制造系统的性能优化受到广泛关注，利用各种属性，包括(但不限于)：成本、生产率、安全性、质量、效率和维修，确定制造系统的性能。其中，在满足制造系统一定预算的前提下，如何配置资源数量使得制造系统的生产率最大化的研究能够合理分配成本，提高生产率增大企业效益，使得效益最大化。通常一个制造系统可以抽象为一个离散事件系统，Petri网作为一种研究离散系统的有效工具，已广泛应用于建模和分析柔性制造系统，如车间系统和装配线。

目前还没有基于Petri网和智能算法对制造系统生产效率最大化的相关文献公开。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提出一种基于Petri网的制造系统生产效率最大化资源配置方法，在满足一定预算的前提下合理配置资源数量使得制造系统生产率最大化，能够合理的配置资源数量和资金，增大企业效益，使得收益最大化，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于Petri网的制造系统生产效率最大化资源配置方法，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。

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，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^·.；