基于模糊推理Petri网废旧家电产品拆卸回收

Disassembly and recycling of waste household appliancesbased on fuzzy reasoning Petri netsYANG Lin，NI Jun-fang(College of Mechanical and Electronic Engineering，Soochow University，Suzhou 215021，China)Abstract：As household appliances may have different environmental conditions during theiruse stage，the used products have their own particularity.In order to maximize the value ofwaste household appliances with different characteristics，a fuzzy reasoning Petri net wasused to establish a mathematical model for representing related disassembly rules.Based onthe proposed fuzzy reasoning algorithm and M ATLAB，the biggest confidence of a certaindisassembly method was found out to determine the best method of disassembly andrecycling.An example proved that the model can make the best and real-time decision forthe specific product with different characteristics and maximize the value of wastehousehold appliances Disassembly and recycling。

Key words：disassembly and recovery；fuzzy reasoning；fuzzy Petri nets；value maximization我国从 2009年开始进入家用电器报废的高峰期，预计到十二五”末期，年报废量将达到 1.6亿多台，其中包含大量的废旧幸电产品.如何使得如此庞大数目的废旧家电实现其生命周期的终期价值，建立完善的旧家电拆卸回收系统很有必要。

废旧家电产品具有其自身的特殊性，例如使用年限、使用环境条件不同等，因此为了保证每件废旧家电产品的终期价值都能实现最大化，每件产品的拆卸顺序都可能不同.所以首先要检查每件产品，收集旧能多的相关数据，并根据经验和相应的规范作出假设，然后决定拆卸方案.废旧家电的拆卸方法是保证实现回收价值最大、避免环境污染以及资源浪费的关键.目前，国内外许多学者已研究了不同的拆卸模型，例如无向图[13、有向图[2]、与或收稿 日期 ：2012-07-12作者简介：杨 琳(1987-)，女 ，硕士研究生，yanglin198787###163.corn88 能源研究与信息 2013年 第29卷图[3]和拆卸 Petri网4]等.建立这些模型都是为了从所有可能的拆卸顺序中找出最优的拆卸方案。

本文采用模糊推理 Petri网建立模型描述具体的废旧家电产品的相关拆卸规则，并运用模糊推理算法找出最大的真实度，从而作出相应的决策.利用该模型，可从具体的家电产品人手，针对其特性，实时作出最佳的决策，从而旧能减少拆卸的时间，并保证回收价值的最大化。

1 模糊推理 Petri网1.1 模糊推理 Petri网的模型大多数情况下往往很难计算出精确的数据。

模糊推理 Petri网是从 Petri网的基础上延伸而来的.模糊推理 Petri网的描述起源于文献[5]。

模糊推理 Petri网不同于传统的 Petri网，其中托肯表示库所状态为真的置信度，其值在 0～1之间；规则的触发不会使得原来的真值消失；变迁的引发不存在并发冲突问题。

模糊推理 Petri网(FRPN)模型可定义为-个 8元组l6]，模型 F可描述为F (P，R，I，0，H，0，y，C) (1)式中，P为库所的有限集合；R为变迁的有限集合；I为凡× 维规则的输入矩阵，定义了从库所到变迁的有向化合，IJ(P ，r )∈0，1，i1，2，，n， 1，2，，m，当 Pf为 rf的输入时，I1，否则 I0；O为 × 维规则的输出矩阵，定义 了从 变 迁 到 库所 的有 向弧 集 合，Oo(P ，rf)∈0，1)，当 P 为 rf的输出时，O1，否则 O0；H为/7，×m 维规则的补充矩阵，定义了从库所到变迁的补充有向化合，HH(P ，f)∈0，1)，当非 P ”为 rf的输入时，H1，否则 H0，即 I(P，r)·H(P，r)0，V P E P，，∈R；0为真实度矢量，0(0 ，0 ，，0 ) ，0f∈[0，1]表示命题 P 的真实度， 为初始真实度；为标记矢量，1，(7 ，y：，，7 ) ，当 中存在- 个托肯时， 1，否则 )， 0， 表示初始状态的标记，托肯在图中-般用黑点表示；CdiagCt，C ，，C )为规则使能置信矩阵，C，为规则rf使能的置信度，C∈E0，1]。

1.2 模糊推理 Petri网的算法根据模糊推理 Petri网，推理算法步骤如下：(1)读入初始数据：J，o，H，C， ， ；(2)k代表第k步推理，设 k0；(3)计算 pp (，r ( ①0 ))0 (HT o ( o 0 ))(2)式中，p 为规则 rf的使能置信度，为 m维向量；向量上的水平线表示取反”，如 1 -0 ，其中1 表示元素全为 1的 m维向量；o表示：若A④BD，其中 A(口ij) ，B(b ) ，D(dif) 表示m× 维矩阵，下标 、 表示该元素位于该矩阵的第 行、第 列，则有 d fmaxa ，bⅡ)； 表示：若 A B：D，则有 dⅡmaxl K：( /k·f， )。

(4)由0 计算0O 0 0 E(o·c)o p ] (3)(5)由 计算 州 O Eo (JH) o 1，] (4)(6)如果 0 ≠O 或 ” ≠ ，则令 kk1，返回步骤(3)，否则结束推理。

2 旧家电拆卸回收系统从产品的全生命周期考虑，拆卸与回收也是其中的重要环节.对于回收的大量废旧家电产品，由于其本身的特性，很难统-明确其回收方法，所以本文采用-种动态系统实时收集相关数据，并借助于模糊推理 Petri网的规则作出决策.其拆卸回收系统模型如图 1所示。

图 1 回收系统Fi孚 1 The recovery system第 2期 杨 琳，等：基于模糊推理 Petri网废旧家电产品拆卸 回收 89回收的废旧家电首先需要分类收集.如果产品上面有纸贴的标记，-定要将其清除；再对每-个产品或部件，检查其完好性、使用期限、拆卸难易性、材料成分等，收集并记录相关数据；然后决定是重新使用，还是继续拆卸、回收、废弃处理；最后，将拆卸下的子拆卸部件返回检查 ，再进入系统循环。

3 实例应用对于不同种类的旧家电产品以及相同种类的旧家电产品，由于使用情况的不同，每件产品的拆卸顺序可能都不-样.因此在保证回收价值最大化和降低环境污染的前提下，运用动态模糊决策其回收方式.并且由于使用情况不同，很难统-确定其重用价值的真实度，所以回收前需要对每-件产品进行检查并模糊定量其真实度.从-个实际的旧家电产品人手，推出大致可能出现的情况，并作出相应的决策。

对于回收的旧家电产品，首先估计其重用价值，如果产品完好并