两品种工件混流的多站点CSPS系统最优控制研究

发布时间：2017-06-16 11:00

  本文关键词：两品种工件混流的多站点CSPS系统最优控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在当今的加工制造企业中,传送带给料加工站(Conveyor-Serviced Production Station,简称CSPS)作为智能制造领域中一种广泛应用、具有代表性的抽象模型,其优化控制问题的研究具有十分重要的现实意义。而单一站点的生产难以满足大规模生产的要求,往往需要在传送带上配备多个加工站点。并且在现实社会中市场需求千变万化,产线需要具备加工多种品种工件的能力。论文首先考虑两品种工件混流的多站点CSPS系统的优化控制问题。在该系统中,不同品种工件按照相互独立的泊松过程沿传送带随机到达,每个站点各品种工件的加工时间也是随机的。为了平衡两个品种工件的处理率,论文提出一种品种均衡工作模式,系统中各个站点独立进行决策,相邻站点间进行局域信息交互。以各品种缓冲库剩余量作为站点状态,前视距离作为控制变量,使用模型无关的强化学习算法并引入多agent系统反应扩散思想求解系统的协同最优控制问题。系统优化目标是最大化无穷时间内工件的处理率并改善各站点的出力平衡性。仿真结果说明了本文所提出的生产模式能有效平衡各品种工件的生产,分析了部分参数变化对系统性能的影响,验证了模型的合理性和算法的有效性。由于在实际生产中企业加工产品往往以顾客的需求为驱动源,因此论文在第二部分中将基于需求驱动的生产模式融入到两品种多站点的CSPS系统中,各品种顾客随机到达有限容量的对应品种成品库。论文引入基于需求驱动的多agent Q学习算法对系统进行优化控制,分析了包括顾客流失率、工件处理率和各站点出力平衡性在内的系统性能值。仿真结果验证了基于需求驱动的生产模式的合理性以及学习算法的有效性。
【关键词】：多站点CSPS系统 两品种工件 多agent Q学习 需求驱动
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O232;F273
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 生产流水线的发展13-14
• 1.2 CSPS系统的应用与研究现状14-16
• 1.3 CSPS系统优化控制的数学模型16-17
• 1.4 多agent强化学习概述17-18
• 1.4.1 强化学习主要概念17
• 1.4.2 多agent系统与强化学习算法17-18
• 1.5 论文的主要内容及组织结构18-20
• 第二章 CSPS系统20-28
• 2.1 单站点CSPS系统20-22
• 2.2 两品种工件混流的多站点CSPS系统22-25
• 2.3 基于需求驱动的两品种多站点CSPS系统25-28
• 第三章 两品种工件混流的多站点CSPS系统优化控制28-46
• 3.1 系统数学模型28-31
• 3.2 多agent Q学习算法31-34
• 3.3 仿真结果及分析34-45
• 3.3.1 不同工作模式下系统性能的比较35-37
• 3.3.2 品种均衡工作模式下系统优化结果37-42
• 3.3.3 系统配置参数对优化性能的影响42-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 基于需求驱动的两品种多站点CSPS系统优化控制46-55
• 4.1 系统数学模型46-47
• 4.2 多agent Q学习算法47-49
• 4.3 仿真结果及分析49-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 总结55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况61

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本文编号：455147