砖瓦生产系统缓冲区容量配置及其可用度评价方法研究

发布时间：2017-06-08 08:09

  本文关键词：砖瓦生产系统缓冲区容量配置及其可用度评价方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代工业的飞速发展,传统工业正逐步向全面的智能化、信息化迈进,特别是砖瓦行业,其智能化程度高低与社会的经济效益和节能环保息息相关。本文以重庆市璧山某建材公司砖瓦生产系统为背景,针对生产过程中窑车缓冲区容量的配置及其可用度评价展开了研究。一般的砖瓦生产系统主要是实现单个工位设备的自动化,而在整体控制系统上并没有实现全厂的自动化控制,从而造成生产效率相对较低、生产系统柔性不够等问题。而在砖瓦生产系统整体自动化的设计过程中,主要是对随机故障的处理没有相对成熟的处理技术,从而制约着生产系统全场自动化的发展。解决这一问题的主要方法就是在合适位置引入合理的缓冲区,避免或减轻因系统设备随机故障而引起的生产线局部堵塞和中断,从而提高系统的柔性,促进生产效率的提高。本文从砖瓦生产系统的工艺流程入手,分析了生产过程中各个工位的生产任务,根据各个工位设备的生产对象,确立了整个生产系统的区域化划分方案,根据区域划分分析系统的生产特性,引出缓冲区的设置,并在各个区域划分中分析了合适的缓冲区位置及容量配置需要考虑的因素。在砖瓦生产系统窑车缓冲区容量配置、评价过程中,对系统进行了基于窑车缓冲区窑车数量的状态分类。结合实际生产过程,分析出窑车缓冲区中窑车数量的状态转换关系,建立起描述缓冲区窑车数量状态转换规律的状态转换概率方程,得到基于窑车缓冲区容量的系统状态概率方程,综合分析确定合适的缓冲区,使得缓冲区被充满的概率最小。针对以码坯机、窑车缓冲区、烘烧窑为基本元素构成的二级子系统,对系统进行了基于设备运行状况的状态分类,建立起二级子系统设备状态在稳定时各个状态的概率。然后针对系统的各个设备状态,进一步对窑车缓冲区窑车数量进行状态分类,最终建立起二级子系统在基于缓冲区的稳定状态下,可用度的表达式。最后,采用WITNESS对砖瓦生产系统中以码垛机、窑车缓冲区、烘烧窑为基本元素进行建模仿真,仿真结果表明,前面对窑车缓冲区的容量配置是合理的,系统的可用度评价方法是可行的。
【关键词】：砖瓦生产系统 缓冲区 系统可用度 WITNESS仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU522.05
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 本文研究背景8
• 1.2 相关领域的国内外发展现状8-13
• 1.2.0 砖瓦生产系统及其发展现状8-11
• 1.2.1 缓冲区容量优化配置研究现状11-12
• 1.2.2 系统可用度评价研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13
• 1.4 论文的组织结构13-15
• 2 砖瓦生产系统中缓冲区位置分析15-21
• 2.1 砖瓦生产系统的工艺研究15
• 2.2 砖瓦生产系统的模块化区域划分15-17
• 2.2.1 原料制备成型阶段15-16
• 2.2.2 编组码坯阶段16
• 2.2.3 窑车摆渡运送阶段16-17
• 2.2.4 烘烧阶段17
• 2.3 砖瓦生产系统的特征分析17-18
• 2.4 砖瓦生产系统中的缓冲区18-20
• 2.4.1 砖瓦生产系统中缓冲区位置分析19-20
• 2.4.2 砖瓦生产系统缓冲区容量分析20
• 2.5 本章小结20-21
• 3 砖瓦生产系统中缓冲区容量配置方法研究21-32
• 3.1 砖瓦生产系统缓冲区21-22
• 3.2 砖瓦生产系统缓冲区数学模型22-26
• 3.2.1 系统状态概率方程22-25
• 3.2.2 缓冲区状态转换率25-26
• 3.3 砖瓦生产系统缓冲区容量配置求解方法26-31
• 3.3.1 确定窑车缓冲区中各参数值26-29
• 3.3.2 计算状态转换率29-30
• 3.3.3 确定缓冲区容量30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4 砖瓦生产系统中基于缓冲区容量的可用度评价方法32-44
• 4.1 砖瓦生产线可用度评价32-33
• 4.2 系统可用度的数学描述33-34
• 4.3 二级子系统可用度34-43
• 4.3.1 二级子系统设备状态变化规律35-37
• 4.3.2 二级子系统缓冲区状态变化规律37-41
• 4.3.3 二级子系统可用度评价41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 基于WITNESS的砖瓦生产系统仿真与效果分析44-54
• 5.1 WITNESS仿真软件简介44
• 5.2 仿真模型描述44-45
• 5.3 仿真模型设计45-50
• 5.3.1 定义元素45
• 5.3.2 元素可视化设置45-46
• 5.3.3 元素细节设计46-50
• 5.4 仿真模型的运行及数据分析50-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 总结与展望54-56
• 6.1 总结54-55
• 6.2 展望55-56
• 致谢56-58
• 参考文献58-61
• 附录61
• A. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录61
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录61
• C. 作者在攻读学位期间取得的荣誉61

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