Petri网的工程机械制造是如何运行的？如何应用在生产物流系统？

阅读文章前辛苦您点下“关注”，方便讨论和分享，为了回馈您的支持，我将每日更新优质内容。

文 | 史说你知道

编辑 | 史说你知道

Petri网在企业物流领域应用的研究综述

Petri网(PetriNet，即PN)是在1962年由CarAPetri博士在其博士论文中首次提出， 它作为一种可以处理实际系统存在的并行、冲突、异步、非确定和随机等特征信息的强大工具，目前已被国内外学者应用在了多个领域，物流管理领域更是利用Petri网独有的优势将其进行了充分的应用和实践。

最初把Petri网工具应用到物流仿真领域的是WMPVanderAalst学者，他与荷兰的Deloitte&ToucheBakkenist公司，于1988年共同研制开发了ExSpect(ExecutableSpecificationTool)工具。

它是第一款基于Petri网的建模仿真软件 ，且WMPVanderAalst学者运用该平台建立了基于产品族的供应链模型，通过剖析该产品族的业务流程重组对各个供应链方案进行对比分析。

当时学者的研究成果主要呈现在与Petri网有关的学术会议论文集或杂志中，二十世纪八十年代后国内开始涌现大量专注于研究Petri网理论及应用的学者。

其中包括国内第一个系统介绍Petri网知识的袁崇义教授，把Petri网应用于制造系统中的江志斌博士以及深入研究随机Petri网及其应用的林闯教授等等，Petri网正以其明显的优势及独特的魅力受到越来越多国内外学者的青睐。

生产物的含义

物流活动自人类社会出现了商品交换后便已存在，它作为一种社会经济的运动形态已存在千年，但在近几十年方才得到社会的认可和重视，“物流”一词最早出现在美国学者阿什·肖(ArchShaw)于1915年所《市场流通若问题》一书中，此后各类专家学者便展开对物流的相关研究。

从物流理论体系的形成与完善、到物流理论体系的推广与实践、再到如今物流理论实践的纵深化阶段，都表明了在经济全球化的今天，国家与国家、行业与行业、企业与企业间的竞争都在向非硬性条件、非生产环节扩展。

根据中国国家标准《物流术语》中对“物流”一词的定义可以得知物流是一个系统，它融合了多种功能，并将这些功能有机结合，形成一条完整的供应链，克服消费源头到消费终端之间的时间、空间障碍，最终为客户提供多功能、一体化的高水平服务。

企业物流相较于社会物流来说是物流中的微观部分，是企业产品的一种存在与表现形式，它包括多种原材料从社会聚并“流入”企业、在企业进行加工生产、产成品从企业“流向”客户这三个阶段，如下图所示，企业物根据发生时间和先后顺序可被划分为以下几种类型。

Petri网相关理论概述

Petri网首次出现在1962年CarlAPetri博的博士论文中，当时这种网络模式是用来描述计算机系统事件间的因果关系的，经过十多年的发展，Petri网于70年代开始活跃欧洲的科学究领域，其使用方向也从计算机信息处理扩展到了工程系统的领域，该理论被不断地完善和充实，如今已广泛应用在通信、交通、自动化、服务及制造等领域。

Petri网是对事件驱动系统进行建模十分有用的工具它以形式化的数学方法为支持，以可视化的图形 来描述，可实现系统中存在的多种如并发、顺序、冲突及同步等关系。

其适合描述离散事件系统模型，作为构建系统模型的诸多方法之一，Petri网不仅能够反映系统自身的结构，还能够描述系统被触发后可能发生的动态行为正是由于其多样化的作用，Petri网已成为描述分和控制离散事件动态系统最常用且应用最广泛的方法。

其中(a)t1，t2为顺序关系，即只有变迁1发生后，库所p2才可产生托肯变迁12才可发生，(b)t2，t3为并发关系，即变迁1发生后，分别在库所p2和p3产生了一个托肯，此时变迁12和变迁13均可发生。

(c)1，t2为冲突关系，即库所p1中只有一个托肯，变迁1和变迁12均可发生，故t1，t2会争库所p1里的资源最终只能有一个变迁发生。

(d)1，2为选择关系，即变迁1和变迁2均可发生但库所p3只需要一个托肯，故两个变迁中只需发生一个，(e)t1，t2为循环关系即变迁t1和变迁t2循环交替发生。

仿真技术的优势

系统仿真具有三要素，分别为“系统”“模型”和“计算机” ，三要素间的关系见下图，系统真以计算机技术为基础，系统理论、控制理论等理论为支撑，借助于计算机工具或其他专用设备对真实存在或虚拟的系统进行模拟试验，并结合相应领域的有关知识、资料及数据统计方法对试验结果进行综合分析，给研究者提供有效参考资料的一门综合性及实验性的学科。

企业生产系统物流管理

徐工基础生产系统外部物流主要为供应商物料配送及场外仓库的物料转移两部分，供应商物料配送主要分为小型及中型物料，经检验合格后入物资处，大型结构件直送上线配送，即供应商配送大型结构件到徐工基础时，将物料直接配送至相应分厂装配线，检验员到分厂装配线现场进行检验。

厂外仓库的物料转移主要分为两种：

1、转出，转出主要为长周期件、进口件等周期较长，需制定安全库存的物料，采购员购入物料并经检验合格后办理入库手续，物资处保管员将物料入库后，因近期计划暂不使用此类物料，故将物料转移至厂外仓库储存。

2、转入，转入主要为已入库并已转出至厂外仓库储存的长周期件、进口件等物料，因近期生产计划需求由厂外仓库转移至生产现场的情况。

徐工基础对于内部物料配送过程要求有，生产计划上线三个工作日前，生产处完成生产计划下达工作，并将配送指令发至分厂，分厂收到生产计划的配送指令后在该批次车上线的三个工作日前，将配送指令打印出来，并交给物资处的对应负责保管员。

物资处保管员收到配送指令单后，按照配送指令明细准备物料，螺栓备好物料后即可上线，采购处在上线前两天内，将所有小型结构件及外购件办理完入库手续，并提取缺料明细，查漏补缺，到上线日期后，物料处负责按照分厂的装配先后顺序将库存物料送上线，物料配送要比分厂装配提前半天，采购处负责按照分厂的装配需求，将直送上线物料调度配送上线。

徐工基础内部物流主要责任单位为物资处，其处室主要分为保管员及搬运员两种工种，其中保管员承担物资处大部分工作职能，包括物料的收发、帐物一致性、分领料单的分解等等，搬运员仅仅承担物料转运工作，物资处保管员接到分厂配送指令单或领料单后进行分解，不同保管员将自己负责的物料交给搬运员并按时配送至相应分厂工位，并与相应工位的工位长办理交接手续。

生产物流系统优化目标确定

目标是驱使事件不断发展的原动力，在对徐工基础水平定向钻机装配流水线进行优化之前，需要先确定优化目标，这样才能保证对案例生产线进行建模和仿真工作的正确性及有效性。

随着政府对国家基础设施建设的大力推进及徐工基础的快速发展，市场对其专利产品水平定向钻机的需求正稳步上升，但由于水平定向钻机的多配置、多部件、自制件较少、长线件周期较长等特点，加之该产品整个加工过程的各个工序前后生产能力无法做到一对一匹配，造成流水线上的缓冲区库存增多。

由于瓶颈工序的存在，使得产品的生产周期无法进一步降低，造成延迟交货的现象，无法及时满足市场需求，影响企业产能的扩大，由此可见，瓶颈工序的存在及各个工序生产周期的不一致是影响生产线更加高效运转的主要因素，所以对徐工基础水平定向钻机装配流水线优化的为：

（1）均衡水平定向钻机装配流水线各个工序的生产周期。

（2）消除水平定向钻机装配流水线上的颈工。

（3）降低水平定钻的生产周期。

（4）提高水平定向钻机装配流水线的单位时间产能。

（5）减少水平定向钻机装配流水线缓冲区的存量实现这些目标的前提是建立的模型及仿真过程完全依照实际生产的各项数据、特征，能够实现实际生产线各个工位的基本生产功能。

除了实现上述目标之外，在对生产线优化时还需注意维持物料流动在时间节奏上的适应、协调和配合及物料流动路线、方式的调整、衔接及优化。

WITNESS仿真基本步骤

仿真目标确定，对同一个生产物流系统，每次仿真的目标可以各不相同，可以是对生产加工瓶颈工序的改善，可以是生产设备的配置问题，也可以是在制品的存储问题等等，依据对生产物流系统不同的仿真目标，系统模型的复杂程度及仿真模拟的难易程度都会有所差别，在确定仿真目标时，要同时考虑实际需求和目标实现的可能性。

系统数据调研，对生产物流系统调研的深度和广度直接决定了后续模型建立的准确性，它的目的是为了对生产物流系统的总体流程进行深入了解，获取模型建立所需的各项数据，如车间布局、生产工艺流程、物料运输路径等等。

系统模型建立，生产物流系统模型包括模型及模型参数两部分内容，模型般可以用文字、图表、数学表达式等方式呈现，生产物流系统模型大多采取流程图形式，模型参数则依据对系统调研获取的数据进行设置。

建立仿真模型，生产物流系统模型的建立是对实际生产物流系统的抽象虽然描述清晰但不能被计算机识别，所以需要将生产物流系统模型转化为可被计算机识别且能够运行的模型，根据系统的各项实际数据以仿真软件认可的方式定义生产物流系统仿真模型，如模型中的仿真系统时间、处理器的参数设置及系统各元素间的逻辑关系等等。

仿真模型的验证与确认，检验和确认的目的是为了使仿真模型可以准确描述实际的生产物流系统，检验建立的生产物流系统仿真模型是否被准确描述为计算机可执行的模型，确认建立的仿真模型及模型的运行特征是否能够反映实际生产物流系统的特征。

仿真模型的运行，仿真模型可以通过调整参数等方式多次、反复运行，以达到期望的运行效果，仿真模型运行的终止可以通过设定仿真时间或确定某仿真事件的数量如加工数量等方式实现。

分析仿真结果，通过多次、反复地运行得到的仿真结果具有较高的可信度应用统计学的方法对该运行结果进行分析，可以得到系统的整体运行情况，与仿真前设定的期望值进行对比，决定是否需要对模型进行调整。

结语

本文重点研究的是工程机械制造企业生产物流系统的优化问题，研究选用的主要方法是建模和仿真，也是建立在对企业生产物流、Petri网工具及 Witness 仿真技术平台等相关理论研究的基础上，深入分析徐工基础公司生产物流系统的现状、发现存在的问题并提出相应的优化途径，结合 Petri网工具和Witess仿真技术对工程机械制造企业生产物流系统进行优化。

工程机械行业复苏在即 新一轮挑战即将开启

【中国智能制造网 本站原创 】过去工程机械行业的10年发展历程，可谓是激荡起伏，经历了相对完整的行业发展周期。自从进入2016年起，受财政政策、基础建设需求增加等众多利好影响，工程机械行业走出寒冬，开始面临了新的变化和挑战。

2017年的工程机械行业可谓是出足了“风头”，小到街头巷尾的大众评论、大到央视节目的专题报道。铺天盖地都是工程机械行业的回暖，“供不应求”、“加班加点”也成了整个行业的代言词。

行业集中度进一步提升

工程机械制造即通过钢材、劳动力、零部件的投入制造各类工程机械，行业范围广，门类多，技术含量高，与其他的产业关联度大，带动性强，产业链较长，对国民经济的影响较大，包括各类工程机械的制造过程、使用领域。

在历经了5年的寒冬之后，一些进入行业的知名企业集团率先洗牌出局；数千家不知名小企业源于技术、规模等因素也逐渐洗牌出局，行业集中度提升。在“忽如一夜的春风”之后，行业龙头企业迅速崛起，抢占市场份额，行业集中度进一步提升。

近期的工程机械板块迎来了涨价潮，相关企业呈现出一片欣欣向荣的局面。最近兴起的高空作业平台行业，更是拥有着无穷的机遇。高空作业平台是对传统高空作业方式的有效替代，目前国内还处于发展初期，像海外一些成熟市场，拥有着600亿以上的需求规模，“一带一路”的加速落地，为国内高空作业企业打开了空间。有专家预测未来三年行业增速预计在30%以上。

机械量价齐升 行业有望复苏

近日，有三一混凝土机械经销商接到调价通知，混凝土机械也将全面提价。而去年，挖掘机累计销量达到14万台，实现翻倍增长。工程机械行业的量价齐升，一方面因为是2016年基数较低，另一方面，受益投资周期复苏、订单情况显著回暖，社会库存低。

2017年行业复苏持续，工程机械工业协会重点联系企业1-10月的营收达2487亿元，同比增长19.4%，利润总额达95亿元，同比增长657%。

鉴于2017年的高基数，2018年全年可能维持20%左右的行业增速。挖掘机2010-2011年达历史销量高峰，经8年周期(挖掘机寿命在8年左右)，有望在2018-2019年迎来更换高峰期。混凝土机械、汽车起重机使用寿命为10年左右，有望在2020-2021年迎来更换高峰，行业复苏持续性可能更长。

工程机械的发展已经跟随国家经济的脚步渐渐从向精细化、多元化发展，后市场的短板逐渐发力，行业各领域协同发展局面，还需要辅以配套的思想和技术支持。打造形成良性的产业链条，也需要主机，后市场企业共同研讨和共同承担风险，形成一个积极良好的交流和推进平台对行业对后市场是至关重要的。

政策加码 布局国内外市场

自2016年下半年开始，在国家大力支持城镇化建设的政策基础上，基建项目、市政PPP项目增多，带动整个挖掘机行业销量增长；2017年，国家供给侧结构性改革进入关键时期，在房地产投资、基础设施建设投资、旧机换新等一系列利好因素的推动下，挖掘机迎来了波澜壮阔的持续增长。

《工程机械行业“十三五”发展规划》。规划还从行业发展总体指标、总量目标、智能化信息化发展目标、提升出口及海外营业收入所占比重等四个方面提出了行业“十三五”期间的具体发展目标。规划到2020年我国工程机械在国内外市场的销售额将达到6500亿元。

据海关总署数据整理，2017年我国工程机械进出口贸易额为241.91亿美元，同比增长19.3%。其中进口金额40.86亿美元，同比增长23.2%；出口金额201.05亿美元，同比增长18.5%，贸易顺差160.19亿美元，同比扩大23.76亿美元。

“一带一路”倡议已经进行到精耕细作阶段，为中国制造转型指明了新方向，科技支撑已成为推进其持续发展的新引擎。“一带一路”在持续深入推进，基建投资仍然保持较高增速，同时随着PPP项目加速落地，产业逐步改造升级，工程机械行业仍然具备较大增长空间。

总结来看，2018年工程机械市场仍旧乐观，但对企业来说，又将会是一场严峻的考验。各企业势必要苦炼内功、夯实基础、降本增效，才能在新的一年中突破自我，实现跨越式发展。

相关问答

有没有关于工程机械制造的APP啊-HelloBigCi的回答-懂得

有的,非常多。主要到各大手机应用市场搜索就可以了,比如百度手机助手进入应用市场——点击搜索——输入关键字“机械制造”——点击确定——找到你...

有没有关于工程机械制造的APP啊-FTah6DUsM的回答-懂得

有的,非常多。主要到各大手机应用市场搜索就可以了,比如百度手机助手进入应用市场——点击搜索——输入关键字“机械制造”——点击确定——找到你...

中国大型特大型机械设备制造能力怎么样?

中国大型特大型机械设备制造能力居全球首位。最近,中国制造出的10个世界级巨无霸亮相,其中个个都是国之重器。据了解,这10个世界级巨无霸涉及各个领域,例如...

请问?我的经营范围是机械设备制造，机械零件加工及设备维修是什么行业代码?

国民经济行业分类GB/T4754-2002中的大类行业,行业代码35。通用设备制造业中属于机械工业的中类行业有9个,即:锅炉及原动机制造(351)、金属加工机械制造(352...

哈工程机械设计制造及其自动化专业保研率高吗?

根据哈工程公示,2020届保研公示名单共计762人。2016年学校计划招生3900人,根据开学典礼新闻,实际报到3800余名。保研率20%。762名推免生中,保研本校约261...

轨道交通工程机械制造与维护干什么?

是为了培养掌握工程机械有关技术理论,从事工程机械保养,维护,检测,维修,运行与管理等生产一线的高级技术应用人才。注重对学生的生产实践工作那里能力训练...

西安赛普机械设备制造有限公司介绍?

简介:西安赛普机械设备制造有限公司成立于2011年11月16日,主要经营范围为一般经营项目:石化设备及零部件的设计、制造等。法定代表人:陈颖注册资本:300万人...

鞍山市志诚机械设备制造有限公司介绍?

简介:鞍山市志诚机械设备制造有限公司成立于2012年03月27日,主要经营范围为一般经营项目:机械零部件制造等。法定代表人:李玉坤成立时间:2012-03-27注册...

机械制造行业代码是多少?_快账

根据工商局行业核实分类标砖来查看:59835普通机械制造业64936专用设备制造业71437交通运输设备制造业76639根据工商局行业核实分类标砖...

有没有关于工程机械制造的APP啊-原羽纯的回答-懂得

有的,非常多。主要到各大手机应用市场搜索就可以了,比如百度手机助手进入应用市场——点击搜索——输入关键字“机械制造”——点击确定——找到你...