Вопросы формирования имитационной модели на основе сети Петри при решении задачи планирования производства

Аннотация

В представленной статье представлено описание системного подхода к решению задачи оперативно-календарного планирования производства на основе имитационного моделирования временными сетями Петри. В основе предложенного подхода — идеи автоматизированного синтеза сетевых моделей дискретных производственных систем и применения оптимизационно-имитационного подхода для поиска наилучшего плана производства. На основе разработанных теоретических положений представлен тестовый пример, характеризующий эффект от их применения. В качестве объекта исследования выбран типичная производственная система механической обработки. Формирование общей имитационной модели производственного процесса осуществляется из моделей основных типов технологических процессов, что значительно упрощает и ускоряет этот процесс. В практике применения сетей Петри сложность разработки моделей, их интерпретации, внесения изменений — это факторы, значительно ограничивающие их использование. В процессе решения задачи предварительного планирования производства определен и предложен для применения новый способ влияния на критерий оптимальности через задание различных отношений инциденций в сети Петри. Оптимизационная процедура сводится к поиску наилучшей структуры матрицы инциденций. В структуре матрицы инциденций выделены неизменяемая и изменяемая часть. Реализована возможность параметризации изменяемой части, что позволило сформулировать задачу оптимизации. Апробирован подход к решению подобной задачи на основе комбинации метода покоординатного спуска и перебора. Он позволил существенно сократить пространство поиска, а также находить производственный план по заданному значению целевой функции. Разработанный способ решения задачи оптимального планирования производства развивает теорию сетей Петри, делает ее более пригодной для моделирования сложных систем с разветвленной структурой и большим количеством взаимных связей, содержит новый подход к оптимизации процессов в оперативно-календарном планировании. Недостатком можно считать зависимость результатов решения задачи от правильности интерпретации состояний модели и, соответственно, направления градиента функции.