基于Petri网的柔性制造系统关键资源避免死锁方法

本文主要探讨了一种针对一类包含关键资源的柔性制造系统（FMS）的死锁避免方法。随着计算机控制的柔性制造系统的广泛应用，系统中多任务流程的并发执行提高了生产灵活性，然而，共享资源的增加可能导致死锁问题，特别是当两个或更多作业彼此等待关键资源时。死锁控制算法的计算复杂性是衡量其性能的重要指标。 首先，作者基于Petri网模型分析了这类FMS中的可达标记状态，将这些状态划分为三种：安全状态、死锁状态以及次级死锁状态。安全状态被认为是可接受的操作点，而死锁和次级死锁则会导致系统停滞。通过细致的研究，作者揭示了这些状态之间的转换规则和条件。 接下来，文章提出了一种新的算法，用于判断一个由安全状态衍生出的新标记是否安全，该算法具有多项式复杂度。核心策略是采用两步前瞻法，即在决策过程中，系统会预先评估每一步可能的后续影响，以防止可能导致死锁或次级死锁的过渡动作。这种方法有效地避免了一类FMS中关键资源引发的死锁问题，确保了系统的稳定性和高效运行。 为了验证该方法的有效性，作者给出了一个具体的实例进行说明。这个例子展示了在处理资源竞争和冲突时，通过实施提出的多项式死锁避免政策，系统能够成功地避免死锁，并保持顺畅的生产流程。 总结来说，本文的主要贡献在于提供了一种基于Petri网模型的死锁避免策略，它针对含有关键资源的柔性制造系统设计，通过有效的算法和前瞻性的决策，确保了系统的高效运行和稳定性。这对于提高现代工业环境下的生产效率和降低停机风险具有重要意义。