斐氏網路圖為基礎之彈性製造系統建模與效率分析

Modelling and Performance Analysis of a Flexible Manufacturing System Based on Petri Nets

王中行(Chung-Shing Wang) ； 劉大銘(Ta-Ming Liu) ； 趙柏鴻(Po-Hung Chao)

《大葉學報》 10卷2期 (2001/12) Pp. 107-116

https://doi.org/10.7119/JDYU.200112.0107

摘要

本文主要係探討彈性製造系統中工作物件與加工機台間的關係，藉由斐氏網路圖（Petri Nets）來描述之，並針對經過模組化的彈性製造系統圖形進行分析。具體完成的目標有二；第一，藉由斐氏網路圖特性中活性（liveness）指標，分析彈性製造系統是否有死鎖（deadlock）現象。第二，藉由時間性的圖形事件，建構一個週期性的製造系統，而將具有時間效率的圖形事件數學化，求取最佳的執行效率。本研究以彈性製造系統單元為依據，藉由斐氏網路圖建立系統模型，進行系統死鎖偵測與預防，並應用時序斐氏網路圖（timed Petri Nets），藉由時間性的圖形事件，建構加工件所有的工作排程模型，求其工作效率，繼而從中求取最佳排程；另方面，在不同的時序斐氏圖網路圖，其可能有同形的狀態圖形，亦可藉由同形狀態圖形的轉換，簡化一個龐大複雜的斐氏網路圖，而有助於彈性製造系統的執行效率分析。

關鍵字

斐氏網路圖 ； 彈性製造系統 ； 建模 ； 活性 ； 死鎖 ； 效率分析

並列摘要

In this paper modelling of the workstations and the machining parts in a flexible manufacturing system is described. Petri Nets (PN) are a graphical and mathematical tool applicable to a flexible manufacturing system. Two approaches to analyse of such models are presented: (1) Deadlock detection and avoidance are performed by the live property of PN. (2) Timed Petri Nets for building a cyclic manufacturing system are used for optimal performance analysis. To illustrate the methodology presented in this paper, a timed Petri Nets to describe parts and machines in a flexible manufacturing cell is implemented. Performance-preserving reduction nets are proposed which simplify the original nets to an analytical form for use. Using PN to analyse and verify a flexible manufacturing system is a specific and convenient method.

並列關鍵字

Petri Net ； flexible manufacturing system ； modeling ； deadlock ； liveness ； performance