D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1996.04.010 第18卷第4期 北京科技大学学报 Vol.18 No.4 1996年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1996 智能模拟技术在生产计划优化中的应用 贺城红)王桂兰)贺毓辛”周仁义) 1)北京科技大学金属塑性加工系，北京1000832)宝山钢铁（集团）公司，上海201900 摘要在延时Petri网的基础上，提出一种更适合生产计划模拟的扩展延时Petri网(E-TPN). 将它与专家系统相结合，设计并建立了生产计划专家模拟系统，借助于该系统对生产计划进行 模拟运行和优化，能得到较优的利于调整的计划 关键词模拟，专家系统Peti网，生产计划 中图分类号F406.2 热送热装一体化生产系统是高效率、高柔性的大型FMS(Flexible Manufacturing System)系统，应用人工智能与系统模拟相结合的专家模拟系统可以模拟此系统的生产计划 运行和实时调度过程，以较少的时间和代价获得满意的计划，) 当然，建立专家模拟系统需要一个能描述实际生产系统的结构和动态特性的建模工具， Petri网正好可以满足这种要求.本文在延时Petri网(Timed Petri-Nets)的基础上，引人计 划规则和调度规则，提出扩展的延时Peti网(E-TPN),以描述生产系统的结构和动态特 性，从而提高它的推理能力和决策能力，实现生产计划优化仿真 1生产系统的E-TPN模拟模型的建立 定义E-TPN为一个8元组：E-TPN={P,T,L,O,M,W,DP,R}.式中： (I)T为变迁集合，P为位置（库所）集合，且P∩T=Φ，PUT≠Φ (2)I,O分别为输人、输出集合，且IUP×T={(p,)peP,tET},OUT×P-{(,P)t∈ T,DEP. (3)M为标识集合，M={m(p),m(p2,…}={mal,ma2,…. (4)W为时间集合，W,定义为两个转换间弧上的持续时间，W,→+R. (5)DP为决策点集合，也称为柔性调整位置集合，是一个非空有限集 (6)R为DP上的计划、调度等规则的集合，r,为有色标识，表示DP()上的规则. 为描述系统的动态行为，还需给出变迁触发的条件和规律，即变迁触发规则.E-TPN的 变迁触发将由标识及标识在弧上的持续时间和调度等规则决定 以宝钢连铸一热轧生产系统为例介绍E-TPN的建模.该系统由2台双流连铸机、1 个板坯库、3台加热炉、粗轧机组、精轧机组和运输辊道组成， 不难建立此系统的TPN模型)，相应的各机组的E一TPN模型如图1所示： 1995-03-27收稿 弟一作者女26岁硕上：第 1 8卷 第 4期 1 9 9 6年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i yt o f S e i e n e e a n d T e c h n o l o g y B e i ji n g V o l . 1 8 N O 一 4 A u g . 1 9 9 6 智 能模拟技 术在生产计划优化 中的应用 贺城红 ’ ) 王 桂 兰 ’ ) 贺毓辛 ’ ) 周仁 义 2 ) 1) 北京科技大学金 属 塑 性加 工 系 , 北京 10 00 8 3 2) 宝 山钢铁 ( 集团 )公司 , 上 海 2 01 9 0 摘要 在延 时 eP itr 网的基础上 , 提 出一种 更适合生 产计划模 拟 的扩展 延时 eP itr 网 (E 一 T PN) . 将它 与 专家系统 相结合 , 设计 并建立 了生 产计 划专家模 拟系统 , 借 助于 该系 统对生产计划 进行 模拟运行和优化 , 能得到较优 的利于调 整的计划 . 关键词 模拟 , 专家系统 用e itr 网 , 生产计划 中图 分类号 F 4 06 . 2 热 送 热 装 一 体 化 生 产 系 统 是 高 效 率 、 高 柔 性 的 大 型 F M s ( F l e x ib l e M a n u ar e ut ir n g yS set m ) 系 统 , 应 用 人 工智 能 与系 统模拟 相 结合 的 专家模 拟 系 统可 以 模 拟此 系 统 的生 产计 划 运行和 实 时调 度过 程 , 以 较少 的时 间和代 价获 得 满意 的计划 〔’ ,2] . 当然 , 建 立 专家 模拟 系 统需要 一个 能描 述 实 际生产 系统 的结 构 和动 态特 性 的建模 工 具 , P e tr i 网 正好可 以 满 足 这种 要 求 . 本 文在 延时 P e t r i 网 ( T im e d P e t r i 一 N e t s ) 的基 础 上 , 引 人计 划规则 和 调 度 规则 , 提 出 扩展 的 延 时 P et ir 网 (E 一 T P N ) , 以 描述 生 产 系统 的 结构 和 动 态特 性 , 从而 提高 它 的推 理能 力 和决策 能力 , 实 现生 产计 划优 化 仿真 . 1 生 产 系统 的 E 一 T P N 模拟模型 的建立 定义 E 一 T P N 为 一个 8 元 组 : E 一 T PN 一 { 尸 , T, I, 0 , M, 城 D P , }R . 式 中: (l) T 为 变迁 集合 , 尸 为位置 ( 库所 )集 合 , 且 尸 n =T 巾 , 尸 u T 羊 少 (2) I , 口 分 别为输人 、 输 出集 合 , 且 I u 尸 / 介{勿 , )t 巨6 尸 , 抢 T } , o u T X 介{ (t, )P tI 份 ,T P ` 尸 } . (3 ) M 为标 识集 合 , 材= { m 勿 l ) , m 切2 ) ,… … } 一 { m 。 , , m aZ , … … } . (4) 砰 为 时 间集 合 , 代 定义 为两 个转 换 间弧 上 的持续 时 间 , 砰 。一 + .R ( 5) D P 为决 策 点集 合 , 也称 为柔 性调 整位 置集 合 , 是 一个 非 空有 限集 . (6) R 为 D P 上 的计 划 、 调 度 等规 则 的集合 , : ,为有 色 标识 , 表 示 D (P O上 的规则 . 为 描述 系 统的 动态 行 为 , 还需 给 出变迁 触 发的条 件 和规律 , 即 变迁 触 发规则 . E 一 T P N 的 变 迁触 发将 由标 识及标 识在 弧 上的 持续 时 间和调 度等 规则决 定 . 以 宝 钢连 铸— 热轧 生 产系 统为 例介 绍 E 一 T P N 的建 模 . 该 系统 由 2 台 双流 连铸机 、 l 个 板坯 库 、 3 台加 热 炉 、 粗 轧 机组 、 精 轧机组 和运 输 辊道 组成 . 不 难建 立 此 系统 的 T PN 模 型 3[] , 相 应的 各机 组 的 E 一 T PN 模 型 如 图 1 所 示 : 1 9 9 5 一 0 3 一 2 7 收稿 第 一 作者 女 2 6 岁 硕 土 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 04. 010