W IP流 通 (B E3)
完工入 库 (B E5)
多 层 次 事 件 分析模 型
主 层 时间着色Petri网
T2
P3
P1
T1
P2
T3
P4
子 层 时间着色Petri网
P21
T21
P41
P11
T11
P31
T31
P51
分 层 着 色 Petri网主动 感知方 法
基本事件
基本事件
实时多源制造信息获取方法
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
多层次事件分析模型
关键事件(Critical Events, CrE) 制造执行系统中订单及产品级的生产信息的变化事件，这些事件对
制造执行系统有较大影响件，其状态的变化会导致车间整体生产性能的 变化。
定义8.2：关键事件可以用(CrE_ID, Name, Attributes, Context, T)表示，其 中，CrE_ID表示事件唯一的身份标记；Name为关键事件的名称； Attributes表示该事件的属性；Context表示事件的内容以及属性之间的关 系；T表示事件发生的时间。
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
分层着色Petri网模型
Petri网 经典的Petri网是简单的过程模型，由两种节点：库所（Place）和变
迁（Transition），有向弧（Arc），以及令牌（Token）等元素组成的。
库所：资源的场所 变迁：变化
· 令牌：资源状态
有向弧：联系
T2
P3
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
基于决策树的生产过程异常动态识别
C4.5 &
Fu z z y-ID3 算法
建 树 策略
& 剪 枝 策略
决 策 树 构建算法
人 机料 法环
制造工艺
生产因素
生 产 系 统分析
1 决策树的构建
DT1 A1 At1
At3 C1
C2 C4
AL0 AL1
AL2
A2
At2
B1
P1
T1
P2
T3
P4
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
分层着色Petri网模型
着色Petri网 着色Petri网是对令牌添加不同的颜色，用以指代不同的制造资源特征。
(ID, Location,…, T)
T2
P3
P1
T1
P2
时间Petri网
T3
P4
时间Petri网（TPN）用来建模制造系统的加工时间，等待延迟等， 分为库所的时间Petri网和变迁的时间Petri网。
实 时 生 产 性 能信息
基于关键事件的实时生产性能分析
车 间 /订单级 关 键 事件
关键事件 (C rE)
复 杂 事件
单 元 /生产(C线E级) 复 杂 事件
复 杂 事件 (C E)
复 杂 事件 (C E)
领料出库 (BE1)
制 造 资源级 基 本 事件
产 品加工 (BE2)
质 量 检验 (BE4)
多层次事件分析模型
多层次事件分析模型分为原始事件、基本事件、复杂事件、关键事件 四层。 复杂事件(Complex Events, CE)
产品加工过程单元级或生产线级的生产事件，可以通过基本事件之 间的时间、层次、因果等关系，依据实时生产工艺执行情况获得。
定义8.1：复杂事件用(CE_ID, Attributes, Context, T)表示，其中，CE_ID 表示复杂事件唯一的身份标记；Attributes表示该事件的属性集合，用以 描述事件类别、在制品代码、工序代码以及其他事件属性；Context给出 事件的具体内容以及属性之间的关系；T表示事件发生的时间。
由于高层事件是通过低一层事件组合而成的，层级关系比较明确， 因此可在关键事件分析过程中使用替代库所或替代变迁的分层的方法对 事件进行简化，以达到简化分析模型的目的。
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
基于决策树的生产过程异常动态识别
工作流程
1.基于现有的制造工艺信息，详细分析制造系统的人、机、料、 法、环各种制造要素的历史状态数据，并将制造资源的状态进行 分类处理
B2
AL1
AL2
Rule: IF…… …… Then… ……
实时 性能
规则 匹配
异常 状态
2 实时生产异常提取
DT2 M1 At1 M2
At3
At2
隶属度
N1 N2
N0 H1 H2
AL0 AL2 AL1 AL1 AL2 真 实 度
90% 92% 89%85% 81%
异常 事件
模糊 匹配
异常 原因
3 生产异常原因定位
@+r1
@+r2
T2
P3
P1
T1
P2
T3
P4
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
分层着色Petri网模型
分层Petri网 当建模的生产系统比较复杂时，从全局的角度对系统建模时，该模
型的变迁或库所可能由几个子系统组成，故可以通过使用替代变迁或替 代库所替代子系统的方法，简化主要系统模型，当需要查询更详细与精 确信息的时候，用户可以查看相应的子网模型。
关键使能技术
1.基于关键事件的实时生产性能分析 该模块设计一种基于多层次事件的关键事件分析模型，对生产性能
关键事件的组成及结构进行详细分析，进而结合分层着色Petri网分析 方法，构建针对不同生产关键性能事件的Petri网主动感知模型。进而 ，当系统获取经由实时多源信息获取方法采集而来的基本事件信息后， 便可以主动触发相应的事件感知过程，获取生产性能关键事件实时信息 ，实现对生产过程关键性能的主动分析。
智能制造系统与决策
第8章 性能分析 的体系构架
2 物联制造执行过程中的关键事件
3 基于分层时间着色Petri网的关 键事件建模
4 基于决策树的生产过程实时 性能分析
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架
实现目标
生产过程的主动感知与性能分析方法是在实时多源信 息获取的基础上，通过对采集的基本事件进行增值运算， 为不同管理层提供重要的实时生产过程关键性能信息；同 时，通过对历史异常事件进行分析，建立异常评价与识别 专家库，形成生产异常事件与制造资源之间的关联关系， 从而当实时生产异常来临时，能迅速识别并快速获取可能 导致该异常的原因。
2.基于决策树的制造系统异常动态识别方法 基于决策树的制造系统异常动态识别模块，对实时采集的生产性能
关键事件，进行评估与分析，及时诊断出生产异常状态，并快速获取可 能导致该异常的原因，以更好地辅助生产管理者及时、精确地获取生产 异常信息，并快速地做出最优的决策。
1.物联制造执行系统性能分析的体系构架