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考虑人机干涉问题的串行生产线建模与性能分析

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考虑人机干涉问题的串行生产线建模与性能分析

作者：张朋帅吉林大学

学位级别：硕士

随着企业间市场竞争的加剧,成本与效率这两个指标在企业中扮演的角色也越发重要。对于制造企业来说,其生产线的性能水平直接决定着企业的竞争力水平。因此,针对生产线性能相关的课题进行研究很有必要。目前已有不少文献对生产线的建模... 详细信息

随着企业间市场竞争的加剧,成本与效率这两个指标在企业中扮演的角色也越发重要。对于制造企业来说,其生产线的性能水平直接决定着企业的竞争力水平。因此,针对生产线性能相关的课题进行研究很有必要。目前已有不少文献对生产线的建模与性能分析问题展开了研究,但它们大多只考虑了生产线中的机器和缓存区,忽略了人的因素。伴随着一人操作多台机器的情况越来越普遍的应用于生产线中,考虑人机干涉问题对生产线进行建模和性能分析具有重要的理论与实际意义。本文以串行生产线建模与性能分析为主线,基于闭环排队网络和马尔科夫过程针对工作站中含有人机干涉问题的串行生产线进行建模与性能分析。论文研究过程分为三步,分别为串行生产线结构化建模、串行两机生产线建模与性能分析和串行多机生产线建模与性能分析。首先,本文基于闭环排队网络对含有人机干涉问题的工作站进行建模,求得其稳态解及该工作站处于各状态的概率。结合单机生产线模型中机器各状态概率的求解结果,求得与含有人机干涉问题工作站等效的虚拟机器参数,完成了生产线结构化建模,将工作站中含有人机干涉问题的串行生产线转化为简单的串行生产线。其次,本文基于马尔科夫过程对串行两机生产线进行建模,并运用矩阵几何解方法对其稳态概率进行求解。之后建立了串行两机生产线性能指标的衡量公式,分析了影响生产线性能的相关因素。然后分别以各影响因素为自变量研究了这些因素对串行两机生产线性能的影响,并提出了相应的控制建议。最后,本文基于合并法对串行多机生产线进行了建模分析,得到了向后合并、向前合并过程中各虚拟机器的参数,建立了串行多机生产线性能指标的衡量公式,并总结给出了串行多机生产线性能分析的整个计算体系。为了验证模型的实用性,以F公司车桥车间左壳体生产线为研究对象做了案例研究,结果表明:1)本文建立的性能指标计算方法收敛性好,具有很好的操作性和实用性;2)左壳体生产线的实际吞吐率低于其瓶颈吞吐率,缓存区位置越靠后其实际占用率越低。本文针对含有人机干涉的串行多机生产线所建立的性能计算体系可为生产线的设计和改进提供理论支撑,对生产线的设计和管制人员具有一定的指导意义。

关键词：生产线建模人机干涉闭环排队网络马尔科夫过程性能分析

eM-Plant在机车预组装生产线建模与物流仿真中的应用

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装备制造技术 2012年第5期 140-143页

作者：张如杰杨自建王伟何纯华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 宁波赛维思机械有限公司浙江宁波315135

针对机车预组装生产线的生产现状,建立了机车预组装生产线的三维模型。应用eM-Plant软件对机车预装生产线进行物流仿真,通过仿真发现该生产线存在的缺陷,提出了改进方案,并验证了改进方案的可行性。结果显示,改进后预组装生产线,比改进... 详细信息

针对机车预组装生产线的生产现状,建立了机车预组装生产线的三维模型。应用eM-Plant软件对机车预装生产线进行物流仿真,通过仿真发现该生产线存在的缺陷,提出了改进方案,并验证了改进方案的可行性。结果显示,改进后预组装生产线,比改进前机车生产水平有了进一步的提高。

关键词： eM-Plant 离散事件生产线建模物流仿真

基于Plant-Simulation的硅片生产线的仿真与优化研究

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基于Plant-Simulation的硅片生产线的仿真与优化研究

作者：程杰杰天津科技大学

学位级别：硕士

本文利用计算机仿真技术,对实际生产线进行建模与仿真,通过设计DOE实验找出生产瓶颈并提出改善方案;结合遗传算法对混流订单投产序列进行优化;分别运用层次分析法和物元信息熵的概念对生产车间的整体健康度进行计算和预测。利用Plant si... 详细信息

本文利用计算机仿真技术,对实际生产线进行建模与仿真,通过设计DOE实验找出生产瓶颈并提出改善方案;结合遗传算法对混流订单投产序列进行优化;分别运用层次分析法和物元信息熵的概念对生产车间的整体健康度进行计算和预测。利用Plant simulation软件搭建硅片生产线的仿真模型,对生产线平衡以及瓶颈工位进行分析,通过DOE实验分析了设备故障率和暂存区容量对产量的影响效果,提出了相应的改善方案;按照改善方案进行仿真实验,生产线的产量提升了14.5%;针对混合流程投产序列问题,提出了以生产成本最小化和总生产时间最小化的综合优化目标,对遗传算法进行设计,结合模型的仿真评价,对实际生产线的订单投产顺序进行优化,总的生产时间减少了48分25秒,生产成本降低了11.9%,生产线的效率明显得到提升。分别运用层次分析法和物元信息熵的方法计算各因素指标对生产线健康度的影响权重,然后将两种方法计算出的影响权重相结合,计算出生产线的健康度值;最后使用GA-SVM的方法搭建预测模型,对生产线健康度进行仿真预测,通过仿真结果表明,该模型可以准确的预测生产线的运行状态,对车间的生产调度和设备维护等工作的开展提供了重要的数据支撑。

关键词：生产线建模生产平衡仿真优化遗传算法健康度信息熵

基于仿真的生产线传送带缓存容量分配多目标优化

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基于仿真的生产线传送带缓存容量分配多目标优化

作者：陈程浙江工业大学

学位级别：硕士

生产线缓存区容量分配问题（BAP）[1]是生产系统优化中的重要问题。BAP问题的研究一般以生产线缓冲区总量一定或生产线产量一定,求解最大化产量或最小化缓存区总容量目标下的最优缓存,属于一定条件下的单目标问题。生产线传送带缓存区... 详细信息

生产线缓存区容量分配问题（BAP）[1]是生产系统优化中的重要问题。BAP问题的研究一般以生产线缓冲区总量一定或生产线产量一定,求解最大化产量或最小化缓存区总容量目标下的最优缓存,属于一定条件下的单目标问题。生产线传送带缓存区容量分配问题（CAP）[1]将缓存区具象化至传送带上,考虑传送带缓存容量变化范围,以产量最大化为主要目标优化传送带缓存总容量。线性搜索分析法尚未用于求解CAP问题,而且以产量最大化、缓存区总容量最小化、平均滞留时间最小化为目标的多目标传送带缓存优化研究很少。随着建模仿真技术的不断发展与完善,为研究解决多目标生产线传送带缓存容量分配问题提供重要技术手段。首先,对生产线缓存区分配问题（BAP）与生产线传送带缓存分配问题（CAP）进行阐述与对比,提出多目标生产线传送带缓存分配问题（MCAP）,并对生产线传送带进行缓存分析;其次,提出并设计基于MCAP问题的目标模型与优化算法,考虑传送带缓存容量变化范围、传送带有效缓存面积、传送带与设备、车间间距等约束;接着,确定ASD普通拉伸生产线为研究对象,利用相关建模软件对ASD生产线建模与耦合,对生产线仿真模型进行校验;最后,选取ASD普通拉伸生产线作为算例,进行基于线性搜索分析法的MCAP仿真优化,并仿真分析比较CAP优化算法与MCAP算法之间的优化效果。研究表明:通过仿真分析生产线“潜在瓶颈”[3]后端的传送带缓存容量,证明其对优化目标生产产量和平均滞留时间的影响程度较大,传送带缓存容量与生产产量的关系呈正相关关系,当缓存容量增加到一定时,产量不再继续提高;传送带缓存容量与平均滞留时间的关系呈负相关关系,当缓存容量增加到一定时,平均滞留时间不再降低。通过基于线性搜索分析的MCAP优化算法,求解得到传送带缓存总容量最小集合{Q}。通过对生产线模型仿真分析,对比MCAP优化前后效果,发现生产产量提高了 12.02%,平均滞留时间缩短了9.8%;对比MCAP与CAP优化效果,生产线产量提高了6.6%,传送带总缓存容量减少了18个,平均滞留时间缩短了5.1%。

关键词： MCAP 生产线建模仿真分析 “潜在瓶颈” 线性搜索

基于仿真决策的飞机总装脉动生产线规划与运行优化关键技术

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航空制造技术 2018年第12期61卷 40-45页

作者：陈军孙技伟杨毅中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司汉中723213

针对飞机总装脉动生产线,探讨虚实映射环境下,利用建模仿真和决策支持等技术对生产线的装配工艺流程、生产线规划、物流配送和资源调度等方案的优化方法,解决脉动生产线在设计阶段规划不够合理,在运行阶段节拍不稳定、节点难保证等问题... 详细信息

针对飞机总装脉动生产线,探讨虚实映射环境下,利用建模仿真和决策支持等技术对生产线的装配工艺流程、生产线规划、物流配送和资源调度等方案的优化方法,解决脉动生产线在设计阶段规划不够合理,在运行阶段节拍不稳定、节点难保证等问题,提高生产线整体运行效率。

关键词：生产线建模仿真决策飞机总装脉动生产线生产线规划生产线运行优化

基于Flexsim的水玻璃造型生产线砂箱排布仿真分析

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新技术新工艺 2019年第11期 20-24页

作者：郝慧慧杜劭峰马涛班永华韩宝特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室

随着先进制造技术的发展,越来越多的企业开始进行生产线自动化、数字化、智能化改造,建模与仿真技术已广泛应用于大规模复杂制造系统的规划、管理和运行中。首先对某铸造公司酯硬化水玻璃造型生产线的工艺流程进行了分析介绍;其次应用Fl... 详细信息

随着先进制造技术的发展,越来越多的企业开始进行生产线自动化、数字化、智能化改造,建模与仿真技术已广泛应用于大规模复杂制造系统的规划、管理和运行中。首先对某铸造公司酯硬化水玻璃造型生产线的工艺流程进行了分析介绍;其次应用Flexsim仿真软件建立了水玻璃造型生产线的仿真模型,并通过输出仿真结果对生产线运行状态进行了分析;最后重点对冷却线上砂箱排布方案进行了分析确定。实践证明,科学合理的砂箱排布方案可以大幅提升生产线生产效率。

关键词：造型生产线工艺流程砂箱排布生产线建模生产线仿真 Flexsim

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基于Lingo的汽车装配线建模与平衡研究

工业工程与管理 2008年第6期13卷 74-77,107页

作者：吴隆余海明吴媛媛中原工学院河南郑州450007

本文对汽车装配线的两类平衡问题进行研究,通过线性规划,建立了装配线平衡的数学模型;并将所建立的数学模型应用于某汽车集团的汽车底盘装配线。具体步骤为:将装配内容转化为作业顺序优先关系图,并将相关装配数据存入文本文件,然后利用L... 详细信息

本文对汽车装配线的两类平衡问题进行研究,通过线性规划,建立了装配线平衡的数学模型;并将所建立的数学模型应用于某汽车集团的汽车底盘装配线。具体步骤为:将装配内容转化为作业顺序优先关系图,并将相关装配数据存入文本文件,然后利用LINGO8.0根据以上两个数学模型进行编程,分别求出了最小工位数和最优生产节拍,最后用平衡延迟指标进行判断,从而确定是否满足平衡要求。

关键词：装配线平衡生产线建模 LINGO软件

ZL50F系列轮式装载机总装线生产建模与仿真优化研究

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机械制造与自动化 2013年第4期42卷 108-111,159页

作者：赵浪波马国丰同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海保监局上海200135

针对ZL50F系列轮式装载机总装线生产特点及存在问题,开展总装线生产建模与仿真优化研究。首先进行总装线工序、工位情况的调研和数据采集,获取建模所需原始数据;接着根据这些数据建立生产线的仿真模型,使其运行结果与现行生产线运行状... 详细信息

针对ZL50F系列轮式装载机总装线生产特点及存在问题,开展总装线生产建模与仿真优化研究。首先进行总装线工序、工位情况的调研和数据采集,获取建模所需原始数据;接着根据这些数据建立生产线的仿真模型,使其运行结果与现行生产线运行状况近乎一致;最后在此仿真模型的基础上,提出工序、工位、人员以及资源的优化调整方案,并进行仿真检验,以达到最终生产线平衡优化,提高生产率的目的。

关键词：生产线建模计算机仿真轮式装载机生产线平衡

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面向离散制造的产线仿真系统设计

自动化应用 2023年第20期64卷 218-220页

作者：任海林郭磊中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥230088

本文通过设计面向工厂级的产线仿真工具,解决离散制造过程中的生产线建模、布局规划、节拍平衡、物流配送、人机效率、三维可视化仿真等问题,为制造业数字化转型升级提供一定支撑。

关键词：离散制造生产线建模布局规划三维可视化仿真