11、柔性制造系统中基于Petri网基本虹吸的高效死锁控制

柔性制造系统中基于Petri网基本虹吸的高效死锁控制

1. 引言

柔性制造系统（FMS）是一种计算机控制的配置，可执行不同的操作。它通常由各种通用工作站、托盘化和可编程的物料处理系统以及其他类型的资源（如夹具和缓冲区）组成。为了有效运行FMS并实现其生产目标，必须仔细控制或协调各种竞争作业之间对有限资源的使用。由于各种作业是并发处理的，并且这些作业必须共享一些公共资源，因此在FMS运行期间可能会发生死锁，这在高度自动化的FMS中是不希望出现的现象。

处理死锁问题的一种方法是使用Petri网（PN）对FMS进行建模。PN具有简单的数学表示，线性矩阵代数可用于使其特别适用于包括FMS在内的离散事件系统的分析和设计。基于PN形式主义，已经开发了几种处理死锁的方法：
- 死锁避免 ：采用这种方法时，会对系统演化施加一些约束，以确保每个作业的处理都能完成。
- 死锁检测和恢复 ：允许死锁发生并能够检测到它。一旦检测到，就可以手动或自动采取一些恢复措施。这种方法适用于系统中死锁很少发生且有检测和恢复程序的情况。
- 死锁预防 ：通常通过有效的系统设计或使用离线机制来控制资源请求，以确保死锁永远不会发生。监视器或控制位置以及相关弧通常用于实现这些目的。

然而，现有的一些方法存在缺点。例如，Ezpeleta等人的方法虽然简单且能保证成功，但需要添加太多的监视器和弧，导致PN监督器比原始的PN模型复杂得多。迭代方法在处理复杂或大型PN结构时也存在问题，因为随着迭代的进行，虹吸的数量可能会急剧增加，最终变得难以管理。理论区域方法虽然可以生成最优或最大允许的活