Библиографическое описание:ВОПРОСЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ СЕТИ ПЕТРИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА : научное издание / А. Н. Сочнев. - Текст : непосредственный // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. - 2023. - №1. - С. 5-15. - ISSN 1995-5499, DOI 10.17308/sait/1995-5499/2023/1/5-15.
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.
The presented article presents a description of a systematic approach to solving the task of operational scheduling of production based on simulation modeling with timed Petri nets. The proposed approach is based on the idea of automated synthesis of network models of discrete production systems and the use of an optimization-simulation approach to find the best production plan. Based on the developed theoretical provisions, a test example is presented that characterizes the effect of their application. A typical production system of mechanical processing was chosen as the object of study. The formation of a general simulation model of the production process is carried out from models of the main types of technological processes, which greatly simplifies and speeds up this process. In the practice of using Petri nets, the complexity of developing models, interpreting them, and making changes are factors that significantly limit their use. In the process of solving the task of preliminary production planning, a new way of influencing the optimality criterion is defined and proposed for application by setting various incidence ratios in the Petri net. The optimization procedure is reduced to finding the best structure of the incidence matrix. In the structure of the incidence matrix, an unchanging and a changing part are distinguished. The possibility of parametrization of the variable part has been implemented, which made it possible to formulate the optimization problem. An approach to solving such a problem based on a combination of the method of coordinate-wise descent and enumeration has been tested. He allowed to significantly reduce the search space, as well as to find a production plan for a given value of the objective function. The developed method for solving the problem of optimal production planning develops the theory of Petri nets, makes it more suitable for modeling complex systems with a branched structure and a large number of interconnections, contains a new approach to optimizing processes in operational scheduling. The disadvantage is the dependence of the results of solving the problem on the correct interpretation of the states of the model and, accordingly, the direction of the gradient of the function. Keywords: timed Petri net, automated model synthesis, optimization and simulation approach, operational scheduling, coordinate descent method.
