petri網(wǎng)在維修工作分析中的應(yīng)用研究

1、2 0 0 4年 3 月 第3 O 卷 第3 期 北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) J o u r n a lo fB e i j i n gU n i v e r s i t yo fA e r o n a u t i c sa n dA s t r o n a u t i c sMa r c h2 0o 4Vo 1 ． 3 ONo． 3P e t r i 網(wǎng)在 維 修 工作 分 析 中的應(yīng) 用 研 究 馬麟 &)(

2、 北 京 航 空 航 天 大 學(xué) [ 程 系 統(tǒng) 工 程 系 ， 北 京 1 0 0 0 8 3 )摘 要 ：分析 了 當(dāng)前維 修工 作分 析 方 法 中存在 的 問(wèn)題 ， 在 論述 了 P e t r i 網(wǎng)技 術(shù)優(yōu)點(diǎn) 的基 礎(chǔ)上 ， 提 出采 用 層 次 化 的時(shí) 間一 著 色 P e t r i網(wǎng) 技 術(shù) 來(lái)建 立 維 修 工 作 描 述 模 型 ． 探 討 了 P e t r i 網(wǎng)描述 邏輯 條件 與 時(shí)序關(guān) 系 的方法 ，

3、 并 給 出 了維 修工 作 建模 的程 序 ．通 過(guò) 一個(gè)實(shí) 例研 究說(shuō) 明 了 P e t r i 網(wǎng)技術(shù) 在確定 保 障 資源工 作 中的應(yīng) 用 ．關(guān) 鍵 詞 ： 維 修 ；數(shù) 學(xué)模 型 ；維修 工作 分析 ；P e t r i 網(wǎng) ； 保 障性分 析 中 圖分類 號(hào) ： T B1 1 4 ． 3文獻(xiàn)標(biāo) 識(shí)碼 ： A文 章 編 號(hào) ：1 0 0 1 ． 5 9 6 5 ( 2 0 0 4 ) 0 3 ． 0 2 4 9 — 0 5

4、Re s e a r c ho nt h ea p p l i c a t i o no fP e t r in e tt oMT AMaL i nL t iC h u a n( D e p t ．o fS y s t e mE n g i n e e r i n go fE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y ，B e i j i n gU n i v e r s i t yo fA e r

5、o n a u t i c sa n dA s t r o n a u t i c s ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ， C h i n a )A b s t r a c t ：P r o b l e mso fMT Aw e r ea n a l y z e d．B a s e do nt h ed i s c u s s i o no ft h eme r i t so fP e t r in e t ，t h

6、 ec o n c e p to fmo d e l i n gt h ema i n t e n a n c et a s kwi t hh i e r a r c h i c a l — t i me d — c o l o r e dPe t r in e twa sp r es e n t e d．Th ea p p r oa c ht od e s c r i b et h el o g i c a la n dt e mp

7、o r a l r el a t i o nb yP e t r in e twa ss t u d i e d，a n dt h ep r oc e d u r e o fs e t t i ngu pt h emo d e lo fma i n t e n a n c et a s kwa sa ls op r es e n t e d．F i n a ll y，ac a s es t u d yo fd e t e r mi

8、n i n gt h es u p p o ~ r e s o u r c e sw i t hP e t r in e tWa s c o n du c t e d．K e yw o r d s：ma i n t e n a n c e ；ma t h e ma t i c a lmo d e l s ；m a i n t e n a n c et a s ka n a l y s i s ；P e t r in e t ；s u

9、p p o r t a b i l i t ya n a l y s i s維修 工 作分 析 ( M T A， Ma i n t e n a n c eT a s kA n a l y ．s i s ) 的主要 目的之 一 是 要 確 定 與裝 備 相 匹 配 的 維 修保 障資 源要 求 ． 在 當(dāng)前 M T A的 實(shí) 際工 作 中 ， 工 程人 員一般都 是 憑經(jīng) 驗(yàn) 、 或是 參 考 相 似 產(chǎn) 品信 息 來(lái)進(jìn) 行 維 修 工

10、作 分 析 ， 以 M T A表 格 形 式 給 出 結(jié) 果 ． 采用 這 種 方法 ， 工 作 過(guò) 程 過(guò) 于手 工 化 ， 而且 不 易直接 分析 維修 工 作 中 “ 子 任 務(wù) ” 之 間 的關(guān) 系 ， 工 作人員 很 難 在 此 基 礎(chǔ) 上 把 握 維 修 工 作 的 整 體 內(nèi)容 ． 本 文探 討 了如 何利 用 P e t r i 網(wǎng)技 術(shù) 來(lái) 描述 、 分 解 維修 工作 任 務(wù) 以及 表 達(dá) 子 任 務(wù)之 間 的關(guān) 系

11、 ， 為 M T A工 作提供 了一種 有效 的工具 1關(guān) 于 MT AM T A的 工 作 流 程 可 由 圖 1說(shuō) 明 ． 從 圖 中 可 以看 出 ， 任 何一 項(xiàng)分 析工 作 ， 都 是 以任 務(wù)分解 得 到 的“ 子 任務(wù) ( 作 業(yè) ) ” 為基 礎(chǔ) 而 展 開(kāi) 的 ． 子 任 務(wù) 中都 包 含 工 作 時(shí)間 、 所 需 人 員數(shù) 目、 技 術(shù) 等 級(jí) 、 維修 工 具 等 內(nèi)容 ． 這些信 息一 般 添入 M T A表格

12、用 于 進(jìn)一 步 分析 ， 如 表 1 所 示 ．表 1 飛 機(jī) 某 系 統(tǒng) MT A 表格 收稿 日期 ：2 0 0 2 - 1 0 - 2 2作者筒 介：馬 蘑( 1 9 7 4 一) ， 男 ， 黑龍江大慶人 ， 博士生 ，it c l o u d 5 6 0 @1 6 3 ． G o m維普資訊 http://www.cqvip.com 第 3 期 馬 麟 等 ： P e t r i 網(wǎng)在 維 修 工 作 分 析 中 的應(yīng) 用

13、 研 究 2 5 13 維 修 工 作 的 P e t r i 網(wǎng)建 模 3 ． 1 維 修過(guò) 程 中關(guān) 系的描 述 維修 工作 分析 ， 事實(shí) 上 要 完 成 2個(gè) 層 次 的 任 務(wù) ， 即 ：1 )明確維修 工作 的需 求 ， 這 可 表達(dá) 為 一 些邏 輯 條 件關(guān) 系的滿 足 ；2 )在 能夠完 成 任務(wù) 的基 礎(chǔ)上 進(jìn) 行 統(tǒng)籌 優(yōu) 化 ，尋 找更 為合 理 的維修 序列 方案 ．因此 ， 在 建模 時(shí)需 要考 慮 P e

14、 t r i 網(wǎng)表 達(dá) 邏輯 條 件 與 時(shí)序 關(guān) 系 的能力 ．3 ． 1 ． 1 邏輯 條件 描述 這里描 述 的 內(nèi)容 是 維 修 作 業(yè) 的 前提 條 件 ， 例 如必 須要 求使 用特 殊工 具 、 特定人 數(shù)等 約 束 ．為 了描 述 這種 條 件 約 束 關(guān) 系 ， 需 要將 維修 所 需 要 的保 障資 源統(tǒng) 一 表 達(dá) 為 “ 位 置 ” ． 通 過(guò) 定 義恰 當(dāng) 的轉(zhuǎn) 移啟 動(dòng) 規(guī) 則 ， 就 能夠 組 織 表 達(dá)

15、這 些 內(nèi)容之 間邏輯 關(guān)系 ． 下 面給 出 了 P e t r i 網(wǎng)關(guān) 于“ 與 ” 、 “ 或” 、“ 非” 3種關(guān) 系 的模 型表達(dá) ．1 )“ 與 ” 和 “ 或” 關(guān)系 ， 見(jiàn) 圖 2和 圖 3 ．二圖 2 “ 與 ”圖 3 “ 或 ”在 圖 2和圖 3中 ， P 。 ， ? ， P， P為位 置 ， 用 于 表示狀 態(tài) ， 其 中 P表 示 結(jié) 果 狀 態(tài) ： t ， t’ 。 ， t為 轉(zhuǎn)移 ， 表示 維修 作業(yè) 的執(zhí)

16、行 ．2 )“ 非 ” ， 通 過(guò) 引入 “ 禁止 弧” 表達(dá) ， 見(jiàn) 圖 4 ．通過(guò) 組合 以上 這 3種 基本 關(guān) 系 ， 可 以描 述 各 種邏 輯條 件關(guān) 系 ． 例 如 ， 設(shè) 有 o ， b ， 則 其 “ 異 或 ” 關(guān) 系 可表達(dá) 為 圖 5 ．在 圖 4和 圖 5中 ， P ， P 。 ， P為表 示 狀 態(tài) 的 位 置 ： t ， t， t ， 為轉(zhuǎn) 移 ．p 1pf圖 5 “ 異 或 ”3 ． 1 ． 2 時(shí)序描

17、述 這 里 主要考 慮維 修子 任 務(wù)之 間存在 的時(shí)序 關(guān) 系 ． 設(shè) 有維修 行 為 A與 ，。 和 分別表 示 行 為 A和 的起始 時(shí)刻 ，和 分別 表 示 行 為 A 和 的終 止時(shí) 刻 ． 則 與 之 間的時(shí) 序關(guān) 系 可有 1 )A=B， 即 。 = T 8 。 且 T 4= T 8．2 )A且 T 8且 T 4T 8且 <．將 2 ) 和 3 ) 的 6種 關(guān)系倒 置 ， 可 獲得 另 外 6種 關(guān)系 ． 文

18、獻(xiàn) ： 4 ] 對(duì) 這 1 3種 時(shí) 序 關(guān) 系都 給 出 了 時(shí) 間 P e t r i 網(wǎng)描 述模 型 ， 例 如 ， 對(duì) 于 2 ) 中 的 3種 關(guān) 系 ， 可 統(tǒng) 一 表達(dá) 為圖 6 模 型 ．，、圖 6 一 種時(shí) 序關(guān) 系 的 P e t r i 網(wǎng)模 型 其 中t ： 。= T 8一( 3 )t ： 2 = T 8一 T 4( 4 )圖 6中 的 t對(duì) 應(yīng)著 行 為 A— t 對(duì)應(yīng)行 為 ．3 ． 2 建模 的方式 針對(duì)

19、不 同 的工 作初 始信 息 以及 側(cè) 重 點(diǎn) ， 本 文 給 出 了 2種建 模方 式 ：1 )以“ 維修對(duì) 象狀 態(tài)” 為 中心 的建模 方式 ① 將 維修 對(duì) 象 在 維 修 過(guò) 程 中可 能 處 于 的各 個(gè)狀 態(tài) 列舉 出來(lái) ， 第一 個(gè)狀 態(tài)為 “ 故 障狀 態(tài)” ， 最 后 一 個(gè)狀 態(tài)為 “ 修理 完畢 ” ． 每 個(gè)狀 態(tài)都 用位 置表 示 ；② 引 起狀 態(tài)變 化 的“ 維修 操作 ” 用 轉(zhuǎn)移表 示 ；③ 確 定能