基于看板的复杂制造过程拉式控制方法研究

发布时间：2017-05-06 16:06

  本文关键词：基于看板的复杂制造过程拉式控制方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的不断发展、技术的不断进步，以及需求的不断变化，产品的制造过程变得越来越复杂。因而，难以建立精确的数学模型，也使得建立在数学模型之上的各类制造过程管理与优化策略很难直接用于企业实践、产生直接的效果。拉式生产方式在企业中的应用，可以有效地弥补传统生产方式的不足，建立基于客户需求的生产方式能够实现对市场的快速反应，避免在制品的积压。 为此，本文以JIT柔性制造系统下的复杂产品制造过程为背景，基于系统仿真技术，以看板控制模式、Conwip控制模式、混合Conwip控制模式三种典型的拉式控制模式为对象，研究不同生产控制模式下的生产过程建模与优化的方法，建立生产控制过程中瓶颈资源的识别和消解机制，并对三者的控制效果和优化能力进行比较分析。 本文运用Petri网描述产品的生产过程。对单看板控制模式、Conwip控制模式、Push/Conwip控制模式的三类制造模式下的复杂产品生产过程进行建模，并将控制模式与柔性制造系统相结合，得到JIT柔性制造系统的Petri网模型。 在此基础上，基于ExSpect仿真平台，模拟JIT柔性制造系统的生产过程。针对上述三种控制模式，以提高机器利用率，控制生产节拍，优化系统性能指标为目标，分别对需求数量不同、有无缓冲限制等条件下的JIT柔性制造过程进行仿真。并通过对仿真数据的分析，得到针对不同控制模式特点的制造过程优化策略。具体包括，通过对系统优先级的设定，使制造资源的分配平均化和重点化；应用泊松分布公式和丰田公式对系统中的看板进行初始设定以满足系统的服务水平；对瓶颈区看板数量和缓冲大小的设置，解决瓶颈和饥饿问题；设置瓶颈区与并行区的加工比例，消解瓶颈，改善系统性能。 本文，对三种控制模式下的JIT柔性制造系统仿真数据进行了分析和对比。研究及仿真结果表明，利用仿真优化方法确实能够有效地解决系统的瓶颈问题并优化系统的性能指标。通过仿真数据的对比，得出三种控制模式的优缺点和适用范围。
【关键词】：JIT 柔性制造系统 ExSpect 看板 Conwip
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH165
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究的背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.2.1 生产控制策略的研究现状12-13
• 1.2.2 看板系统的研究现状13
• 1.3 离散事件动态系统建模与仿真研究现状13-15
• 1.4 生产制造系统及其作业控制模式概述15-16
• 1.4.1 典型生产制造系统描述15
• 1.4.2 先进生产控制模式研究15-16
• 1.5 柔性制造控制系统概述16-18
• 1.5.1 柔性制造系统16
• 1.5.2 JIT 柔性制造系统16-17
• 1.5.3 看板控制系统17
• 1.5.4 Conwip 控制系统17-18
• 1.6 论文研究内容及目标18-20
• 第二章 基于 Petri 网的 JIT 柔性制造系统建模20-31
• 2.1 Petri 网20-21
• 2.1.1 Petri 网定义20
• 2.1.2 赋时 Petri 网20-21
• 2.1.3 抑止弧 Petri 网21
• 2.2 JIT 柔性制造系统建模21-30
• 2.2.1 单看板控制模式的 Petri 网模型21-22
• 2.2.2 Conwip 控制模式的 Petri 网模型22
• 2.2.3 Push/Conwip 控制模式的 Petri 网模型22-23
• 2.2.4 JIT 柔性制造系统的 Petri 网模型23-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 拉式控制策略仿真研究31-47
• 3.1 系统仿真模型的建立31-34
• 3.1.1 JIT 柔性制造系统总体模型31-32
• 3.1.2 需求给定子系统32-33
• 3.1.3 工件加工子系统仿真模型33-34
• 3.2 系统仿真及优化34-46
• 3.2.1 问题描述34-35
• 3.2.2 无缓冲限制的拉式控制模式仿真优化35-38
• 3.2.3 有缓冲限制的拉式控制模式仿真优化38-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第四章 混合控制策略仿真研究47-61
• 4.1 混合控制模式仿真模型47-49
• 4.1.1 Conwip 控制模式仿真模型47-48
• 4.1.2 Push/Conwip 控制模式仿真模型48-49
• 4.2 Conwip 控制模式仿真及优化49-54
• 4.2.1 无缓冲限制的 Conwip 控制模式仿真优化49-51
• 4.2.2 有缓冲限制的 Conwip 控制模式仿真优化51-54
• 4.3 Push/Conwip 控制模式仿真及优化54-60
• 4.3.1 无缓冲限制的 Push/Conwip 控制模式仿真优化54-57
• 4.3.2 有缓冲限制的 Push/Conwip 控制模式仿真优化57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 仿真结果分析61-68
• 5.1 优化方法的有效性61-62
• 5.1.1 单看板控制模式优化方法61-62
• 5.1.2 Conwip 控制模式优化方法62
• 5.1.3 Push/Conwip 控制模式优化方法62
• 5.2 控制模式的性能对比62-67
• 5.2.1 三种控制模式的性能比较63-66
• 5.2.2 总结66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 结论68-69
• 6.1 主要研究成果68
• 6.2 下一步研究重点68-69
• 参考文献69-71
• 在学研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 胡峰,温熙森,孙国基;离散事件动态系统理论及应用[J];电脑与信息技术;2001年05期

2 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

3 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

4 杜战其;看板管理在JIT生产中的应用分析[J];科技情报开发与经济;2005年20期

5 张晓娇;李普伶;闫翠丽;;浅议准时化(JIT)生产方式[J];企业导报;2012年03期

6 冒益海;韩卫光;;基于Petri网的柔性制造系统作业调度研究与实现[J];小型微型计算机系统;2010年05期

7 刘远;方志耕;刘思峰;郭本海;;灰信息下关键设备生产缓冲Petri网模型研究[J];中国管理科学;2010年04期

8 陈晨;;浅谈看板管理在制造型企业中的应用[J];中国集体经济;2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 胡核算;自动制造系统的Petri网控制器设计及优化[D];西安电子科技大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 金炳娥;基于Petri网的柔性制造系统调度问题的研究[D];西安电子科技大学;2010年

2 周卓丹;国际航空货运流程分析与优化[D];南京航空航天大学;2006年

3 田银花;网格任务调度模型及算法的Petri网模型研究[D];山东科技大学;2007年

4 田志章;流水型CONWIP生产控制系统研究[D];武汉理工大学;2007年

5 曹君;基于TOC和Conwip/pull的制造执行控制系统仿真与优化[D];沈阳工业大学;2010年

6 张万良;基于Petri网的柔性制造系统建模及其调度研究[D];西安理工大学;2010年

7 肖昶;基于模糊神经Petri网的离散事件动态系统建模研究[D];江苏科技大学;2010年

  本文关键词：基于看板的复杂制造过程拉式控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：348700