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柔性制造系统(FMS)是高度复杂的系统，具有耗资大、风险高、技术密集等特点，其设计和实现过程非常复杂。因此，在柔性制造系统投入实施和运行之前，需要利用合适的方法对其进行准确地建模，并对其构成要素及整体静态和动态特性加以分析。这样可以在系统设计之初，发现并克服系统模型可能存在的致命错误，尽量避免因设计欠佳而影响系统建成后的实际运行效率，甚至制造系统不能正常工作的问题。目前，Petri网不仅能描述FMS资源的共享、冲突、互斥、并发和不确定性，而且能对资源进行定量和定性分析，因此，Petri网已成为柔性制造系统的建模和分析的主流技术之一。然而，Petri网中的标记是不加区别的，容易出现“状态空间爆炸”的问题，使得复杂系统的模型不易读、不易理解，影响模型的分析结果，最终导致系统没有达到最优化的设计。因此，如何对Petri网进行扩展，建立更为有效的建模方法，具有重要的理论和实际应用价值。
本文主要研究基于随机高级Petr网的柔性制造系统建模及其性能分析技术。基于随机高级Petri网理论，对柔性制造系统FMS的建模和分析方法进行系统、深入地研究；关键解决FMS的Petri网表示、Petri网到随机高级Petri网的转化、随机高级Petri网的分析这三大问题，主要完成以下研究内容：
1)分析柔性制造系统FMS的特点，简单介绍FMS的各种建模分析技术；概述Petri网和随机高级Petri网(SHLPN)的概念及特性，为下一步的研究工作奠定理论基础：
2)分析柔性制造系统FMS的随机高级Petri网建模方法。首先给出如何将Petri网的元素(托肯、库所、变迁和连接弧)映射到FMS的概念，进行基于随机高级Petri网的FMS模型的形式化描述和表示，然后处理系统建模的问题，研究FMS的随机高级Petri网模型的构造问题。最后，通过一个典型的实例，详细阐述FMS建模过程中的几个关键点，包括Petri网的化简规则和Petri网到随机高级Petri网的转换，以及最终自下而上构造实例的随机高级Petri网模型；
3)讨论随机高级Petri网的几种定性分析技术，并利用这些技术对实例模型进行结构分析，查找结构中存在的问题，以便对所建立的模型进行改进；
4)研究随机高级Petri网的马尔可夫分析和仿真分析，利用这两种分析技术对实例的随机高级Petri网模型进行分析，验证该模型在结构上的合理性，并求其性能参数，以便对多个结构合理的模型的性能进行比较，并验证该建模方法的正确可行性。