基于UML和Petri网相结合的MES系统的过程建模

论文摘要

MES系统具有众多模块,本文主要是针对MES系统的车间计划调度和运行控制模块,提出了基于UML和Petri网技术相结合的方法进行建模。统一建模语言(UML)可以为建模提供有力的支持,但是缺乏整体并发特征以及模型的验证和分析。Petri网作为软件系统建模的工具,能很好地描述和表达系统中的并行等关系,降低了建模难度,但是缺乏模块化的技术没有层次化的设计思想,模型理解困难,可重用性差。所以将二者相结合起来是最为理想的一种方式。这样不仅可以发挥各自的优势,形成一个更有效的建模技术,而且也可以直观反映系统的结构和功能分布。在两者相结合的基础上,本文对车间柔性制造系统进行了详细的建模,给出了主要模型并对其进行性能分析,包括死锁分析等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 MES 系统过程建模的研究现状
• 1.3 本文研究的内容与论文组织
• 1.3.1 论文的研究内容
• 1.3.2 论文的组织
• 第二章 基础知识介绍
• 2.1 Petri 网的基本知识
• 2.1.1 Petri 网的相关定义
• 系统）'>2.1.2 条件/事件系统（C/E_系统）
• 系统）'>2.1.3 库所/变迁系统（p/T_系统）
• 2.1.4 有色Petri 网的定义
• 2.1.5 面向对象的Petri 网
• 2.2 统一建模语言UML
• 2.2.1 UML 的发展及现状
• 2.2.2 UML 的基本性质
• 2.2.3 UML 的概念模型
• 2.2.4 UML 中有四种关系
• 2.2.5 UML 中的图
• 2.2.6 UML 规则
• 2.2.7 UML 中的公共机制
• 2.3 小结
• 第三章 基于 UML 和 Petri 网相结合的方法建模
• 3.1 UML-PNs 建模策略
• 3.2 UML 状态图和 Petri 网相结合建模方法的选用
• 3.3 00PN 在设计中的应用
• 3.3.1 00PN 的形式化定义
• 3.3.2 00PN 的特点与优势
• 3.3.3 OOPN 的建模步骤
• 3.4 UML 图到 petri 网的转换
• 3.5 UML-PN 方法的优点
• 3.6 小结
• 第四章 UML-PN 方法的应用
• 4.1 问题描述
• 4.1.1 基于OOPN 的单元运行控制结构及开发流程
• 4.2 基于UML-PN 的FMS 单元模型的建立
• 4.2.1 资源配置说明
• 4.2.2 柔性制造单元模型的静态分析
• 4.2.3 柔性制造单元机床子网的建立
• 4.2.4 柔性制造单元工件子网的建立
• 4.2.5 柔性制造单元机器人子网的建立
• 4.3 基于UML-PN 的FMSF 运行控制系统模型的建立
• 4.3.1 资源配置说明
• 4.3.2 工件类子网的建立
• 4.3.3 机床类子网的建立
• 4.3.4 NC 类对象子网的建立
• 4.3.5 运输类对象子网
• 4.3.6 托盘类对象子网
• 4.3.7 对象子网间的通信网建模
• 4.3.8 单元运行控制系统OOPN 模型
• 4.4 模型的动态分析
• 4.5 基于OOPN 控制系统的程序实现
• 4.5.1 采用UML 语言描述的Petri 网控制模型
• 4.5.2 控制程序结构
• 4.6 小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献