科创中国
一种基于Petri网的自动制造系统可诊断性验证方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-06-10 14:31:06
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-06-10 14:31:06
本发明提供了一种基于Petri网的自动制造系统可诊断性验证方法。该方法包括如下步骤：(1)将自动制造系统抽象为Petri网模型并构建其无故障子网模型；(2)分析该自动制造系统的有界性；(3)构建该自动制造系统的标签可达图及其无故障子网的标签可达图；(4)建立SF验证器验证该自动制造系统是否满足可诊断性。本发明首先提出了标签可达图的概念和构建算法，其次提出了一种新的自动制造系统可诊断性的验证算法，并给出了自动制造系统满足可诊断性的充要条件。本发明无需假设故障后无死锁状态，即可对自动制造系统进行可诊断性分析，极大地扩大了应用范围。
此方法将Petri网理论与自动制造系统可诊断性验证深度融合，技术亮点突出。利用Petri网强大的建模能力，能精准构建自动制造系统的动态模型，清晰呈现系统各组件间的交互关系与事件流程，为可诊断性分析提供坚实基础。引入形式化验证算法，对Petri网模型进行严格推导和计算，可自动判断系统在不同故障模式下的可诊断性，避免了人工分析的主观性和片面性。同时，具备故障传播路径追溯功能，能快速定位故障源头和传播路径，为故障排查和系统优化提供详细指导。此外，该方法具有良好的可扩展性，可方便地集成新的故障模式和诊断规则。
应用前景极为广阔。在制造业中，可广泛应用于汽车、电子、机械等各类自动制造系统，帮助企业在系统设计阶段就评估其可诊断性，优化系统架构，降低后期维护成本。在航空航天领域，对于复杂的飞行器制造和维护系统，该方法能确保在出现故障时快速准确地诊断问题，保障飞行安全。在智能工厂建设中，作为关键技术支撑，助力实现设备的智能监控与故障预测，提高生产效率和产品质量。随着工业自动化和智能化的发展，该方法将成为自动制造系统不可或缺的验证工具。
河北大学是教育部与河北省人民政府“部省合建”高校，也是河北省重点支持的国家一流大学建设一层次高校。学校始建于1921年，初名天津工商大学，历经多次更名，1960年定名为河北大学。历经百年发展，学校学科门类齐全，涵盖文、理、工、医等多领域，拥有多个国家级和省级重点学科、科研平台。师资力量雄厚，教学科研成果丰硕。河北大学秉持“实事求是”校训，致力于培养高素质人才，服务国家和地方经济社会发展，在国内外享有较高声誉。
产生的效益显著。经济效益上，通过提前验证系统的可诊断性，减少因系统故障导致的生产停滞和设备损坏，降低维修成本和停机损失，提高企业的生产效率和经济效益。社会效益方面，保障了自动制造系统的稳定运行，确保产品质量和安全，减少因产品质量问题引发的社会风险。同时，提高了企业的竞争力，推动制造业向智能化、高端化发展，为社会创造更多就业机会。在环境效益上，减少了因设备故障和维修带来的资源浪费和环境污染，有助于实现绿色制造和可持续发展。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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