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混杂生产线系统性能分析方法研究

混杂生产线系统性能分析方法研究

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作者：王晔楠兰州理工大学

学位级别：硕士

专业化分工以及现代化市场发展使得生产系统网络化特征越来越明显，从生产部门到供应链网络，不同层次和组织间的交流、关联、制衡等关系复杂而多变，构成了具有自我响应且随机动态波动的复杂网络。多品种、小批量生产方式正成为制造业... 详细信息

专业化分工以及现代化市场发展使得生产系统网络化特征越来越明显，从生产部门到供应链网络，不同层次和组织间的交流、关联、制衡等关系复杂而多变，构成了具有自我响应且随机动态波动的复杂网络。多品种、小批量生产方式正成为制造业主导。为了提高系统生产效率就需要对系统参数进行广泛研究，由于制造系统中存在许多可控或者不可控的随机事件，所有制造系统一般来说都是混杂系统。可以说，对混杂系统进行性能评估及优化控制是生产规划和管理中重要的研究问题之一。本文正是通过两类不同的性能分析方法对混杂生产线系统进行性能评估，并以此为基础，研究该混杂系统的混杂自动机建模与优化控制方法，做出的主要工作以及获得的主要研究成果如下： 1.介绍了本文的研究背景，按照不同研究模型、不同生产网络结构的发展阶段，介绍了一些关于不可靠制造系统以及混杂系统的基本概念，并进行了简单的回顾和总结，并提出了当前存在的问题和以后的发展方向。 2.对设备具有不完全故障模式的双设备模型，在离散模型基础上，提出了当有限缓冲区为不可靠时，系统性能参数评估的方法，通过状态概率间存在的拟生灭过程等式给出了一种有效计算系统生产率和平均缓冲区水平的方法，克服了算法复杂性的难题，并通过程序仿真证明了系统参数对性能评估的影响，由仿真数据的差异得到了影响系统性能的主要因素和参数特征。 3.提出了流水线生产线系统的综合分析方法并推导出相应的公式。不同于传统的生产模型，该生产线的缓冲区不可靠且具有多种随机故障模式，因此这种方法能够对更复杂的生产线系统进行性能分析。 4.基于生产线连续和离散并存的混杂特征，提出了混杂系统的建模及其优化控制方法。研究了加工单元混杂自动机模型，对满足一定产量情况下最大化机器利用率的混杂优化控制进行了研究，提出了基于蒙特卡洛法的性能优化仿真计算方法。最后，对某有限缓冲容量串行生产线进行了仿真计算，仿真结果验证了该研究方法的可行性和有效性。

关键词：混杂生产系统不可靠设备多故障模式系统的综合分析方法

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