基于Petri网的新能源电池生产物流系统分析研究.pdfVIP

摘要

当前，全球不可再生能源被不断消耗，气候变化、环境污染等问题在全球范

围内日益突出，加剧了对清洁能源、再生能源的需求和利用，人工智能及其相关

产业的发展也对能源提出了更高的要求。在此背景下，人类面临着严峻的能源危

机。如何提高能源利用效率，研发更加环保、清洁的能源成为了当务之急。在此

议题上，储能技术逐渐崭露头角。储能技术，作为能源产业的重要组成部分，对

于能源的存储和调配起到了不可或缺的作用，已经成为了新一轮科技革命的重

要标志和引领发展的重要领域。作为储能技术的核心，锂离子电池具有重要的地

位。然而，锂离子电池的生产过程复杂，制作成本高昂，影响了储能技术的普及

和应用。在这一情况下，对锂离子电池的生产物流系统进行研究，从而降低制作

成本、提高生产效率，已成为锂离子电池企业需要重点关注和研究的课题。只有

通过不断的创新与研发，才能够实现锂离子电池生产的智能化、自动化，从而促

进我国锂电池行业的长足发展，助力解决国家能源问题。

本文首先采用文献研究和实地调研相结合的方法，对锂离子电池生产工艺

流程和生产物流现状进行了深入探究。通过广泛查阅国内外关于锂离子电池生

产方面的资料，以及对新能源电池制造企业进行走访，参观其生产车间，了解生

产线上每个环节的具体情况，分析总结出当前生产物流过程存在的问题，提出了

文章的研究目的。

然后基于混合Petri网的相关理论，提出了一种面向制造的混合Petri网建模

方法，利用此对锂离子电池生产物流系统进行建模，并对所建立模型的运行规则

和动态特性进行了分析介绍。针对其生产过程复杂、生产成本高昂等问题，分析

生产物流系统中的成本种类和来源，将生产成本分为能源损耗成本和物料损耗

成本，建立了生产成本即时控制目标函数，并在理论上进行了求解和优化。借此

实时监控各种能耗、原材料等物料的损耗情况，并根据数据进行有效分析和判断，

实现每个宏观运行周期内生产过程即时成本的最小化。对于企业来说，科学有效

且精准地控制物耗和能耗成本，是企业实现良性发展和持续增长的必要条件。

最后在利用Petri网模型对锂离子电池生产物流系统进行成本分析的基础上，

通过Petri网模型与计算机仿真模型之间的映射，依托Y公司的电池装配生产线

实例，对锂离子生产物流系统进行Flexsim建模仿真研究。Flexsim仿真软件是

国内生产物流仿真中使用广泛且效果显著的仿真软件之一，在实际应用中，能够

有效模拟生产物流的运作过程。本文依照Flexsim仿真软件的建模步骤，对Y公

司的电池装配生产线进行实体建模和参数设置。通过分析仿真运行结果，发现生

产线上存在的问题，并结合生产线的实际情况提出优化方案。通过仿真软件对生

产线进行优化控制，实现了平衡生产线、提高生产效率、降低生产成本、缩短生

产周期的目标。

关键词：锂离子电池；Petri网；成本分析；效率研究

AnalysisandResearchonNewEnergyBatteryProductionLogistics

SystemBasedonPetriNets

ZhiwenWang

LogisticsEngineering

DirectedbyWenxueRan

Abstract

Currently,nonrenewableenergysourcesareconstantlybeingconsumedglobally,

andissuessuchasclimatechangeandenvironmentalpollutionarebecoming

increasinglyprominent,intensifyingthedemandandutilizationofcleanandrenewable

energy.Thedevelopmentofartificialintelligenceandrelatedindustriesalsoput