基于排队网的拉式作业调度系统建模与仿真

发布时间：2017-04-15 11:21

  本文关键词：基于排队网的拉式作业调度系统建模与仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：制造车间的作业调度与优化是生产系统优化与控制中一个必不可缺的环节,关系到企业生产的连续性、及时性,直接影响生产系统的工作效率和效益。随着客户需求的多样化和个性化,多品种小批量生产成为趋势,使得作业车间调度与优化问题变得越来越复杂。拉式控制模式结合客户订单需求和车间现场情况完成作业调度,可以有效弥补推式生产模式的不足,便于实现对市场的快速响应,减少在制品库存,降低生产成本。然而,拉式控制模式在简单生产线上运行良好,但在产品多样、工艺较为复杂的制造车间中应用还有很多问题需要解决。为此,本文基于排队网络方法和系统仿真技术,通过对推式控制、看板控制、定量在制品控制和基本存储看板定量在制品控制等不同模式下作业物流优化系统的建模与仿真,对各种控制模式进行比较,探索拉式调度策略的机理及其在制造实践中应用的可能性和有效性。本文首先针对多产品多阶段制造环境下作业调度系统的特点和需求,对现有的推式(Push)和拉式(Pull)生产控制策略(PCS)进行了分析和总结,进而提出一种基本存储看板定量在制品控制策略(BK-CONWIP),以期使系统能够减少在制品库存(WIP)和缩短平均生产周期,同时保持容量的柔性、较高的生产率和机器设备利用率。为进一步完成系统仿真,本文运用排队网理论分别建立了推式控制、看板控制、定量在制品控制以及所提出的基本存储看板定量在制品控制等四种模式的排队网络模型。在此基础上,本文分别以单产品和多产品作业调度问题,基于ExtendSim平台进行仿真研究,分别选取置换流水车间和电路板制造过程为对象,对推式控制、看板控制、定量在制品控制以及所提出的基本存储看板定量在制品控制等四种模式,对不同控制效果进行比较分析。针对置换流水车间单产品调度问题,进一步讨论了订单波动、返工波动、返工位置波动对调度结果的影响;针对多产品电路板制造车间,还研究了确定性需求和随机需求,对不同控制策略进行了进一步研究与比较。仿真结果表明,拉式控制的有效性高于推式控制;所提出的基本存储看板定量在制品控制策略在降低在制品库存、缩短平均生产周期时间、提高机器利用率方面优于其他三种控制策略,此外,它能降低生产过程中波动造成的影响,从而保证系统的平稳运行。
【关键词】：作业调度系统 拉式控制策略 排队网 系统仿真 ExtendSim
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB497
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 柔性制造系统10-11
• 1.2.2 生产控制策略11-15
• 1.2.3 车间作业调度15-17
• 1.3 论文研究内容与技术路线17-18
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 技术路线18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 基于排队网的拉式作业调度系统建模19-32
• 2.1 排队网19-23
• 2.2 车间作业调度系统建模23-30
• 2.2.1 基本存储策略的排队网模型23-24
• 2.2.2 看板策略的排队网模型24-25
• 2.2.3 定量在制品策略的排队网模型25-26
• 2.2.4 基本存储看板定量在制品策略的排队网模型26-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 置换流水车间单产品作业调度系统仿真32-48
• 3.1 开发软件ExtendSim简介32-33
• 3.2 问题的描述33-35
• 3.2.1 问题描述33-34
• 3.2.2 数学模型34-35
• 3.3 系统仿真模型35-38
• 3.4 仿真研究38-43
• 3.4.1 推式系统仿真38
• 3.4.2 看板系统仿真38-40
• 3.4.3 定量在制品系统仿真40-41
• 3.4.4 基本存储看板定量在制品系统仿真41-43
• 3.5 仿真结果与分析43-47
• 3.5.1 四种策略的调度性能对比分析43
• 3.5.2 订单组合对BK-CONWIP调度性能的影响43-45
• 3.5.3 订单波动对调度性能的影响45-46
• 3.5.4 返工波动对调度性能的影响46
• 3.5.5 返工位置波动对调度性能的影响46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 电路板制造过程多产品作业调度系统仿真48-63
• 4.1 问题的描述48-50
• 4.2 系统仿真模型50-55
• 4.2.1 示例描述50-51
• 4.2.2 建立基于ExtendSim的仿真模型51-55
• 4.3 仿真研究55-59
• 4.3.1 电路板推式控制系统仿真55-56
• 4.3.2 电路板看板控制系统仿真56
• 4.3.3 电路板定量在制品控制系统仿真56-58
• 4.3.4 电路板基本存储看板定量在制品控制系统仿真58-59
• 4.4 仿真结果分析59-60
• 4.4.1 确定性需求下生产策略对比分析59
• 4.4.2 随机需求下生产策略对比分析59-60
• 4.5 电路板配送仿真60-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第5章 结论63-64
• 参考文献64-67
• 在学研究成果67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 孔继利;苑春荟;杨福兴;贾国柱;;调整时间与搬运时间可分离的多目标流水车间成组调度[J];计算机集成制造系统;2015年10期

2 苏国军;汪晋;田立国;;基于Petri网模型的柔性制造系统优化调度[J];系统工程理论与实践;2014年10期

3 宋代立;张洁;;蚁群算法求解混合流水车间分批调度问题[J];计算机集成制造系统;2013年07期

4 肖燕;贾秋红;周康渠;李云云;;基于Witness的看板生产系统仿真与参数优化研究[J];工业工程与管理;2012年02期

5 李占凯;何玉林;;看板管理在企业中的应用研究[J];工业工程与管理;2009年04期

6 李秘;周奕;;柔性制造系统技术及其发展[J];可编程控制器与工厂自动化;2006年08期

7 林勇;乐晓娟;付秋芳;;Push/Pull和CONWIP/Pull生产控制模式对比分析[J];工业工程;2006年02期

8 郭聚东,钱惠芬;柔性制造系统的优势及发展趋势[J];轻工机械;2004年04期

9 黄敏,汪定伟,王兴伟;CONWIP生产控制方法[J];控制与决策;1999年03期

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本文编号：308315