基于变动性的生产线性能预测与控制研究
发布时间：2021-01-12 09:21
随着自动化和柔性化生产技术的不断进步,生产线性能设计和控制方式变得更加灵活。但是不可避免的设备随机故障时间、随机维修时间、不良品中途返工、离开以及工作站（以下简称工站）之间加工速率耦合等问题也更加突出。这些问题导致了生产线具有大量难以预测的动态变动性,使得生产线性能经常出现波动,增加了性能分析与控制的复杂性。这就要求生产线在变动性中具有高利用率、短周期和低成本的生产线性能。相应的性能预测和控制方法模型需要在考虑变动性中进行,而传统方法已难以满足这些综合性需求。在此背景下,本文以串并联生产线为研究对象,从变动性的视角对生产线性能的预测、灵敏度分析、控制策略等若干关键技术进行了深入研究,取得了一些具有创新性和应用价值的研究成果。本文主要工作如下:（1）针对多工站之间加工速率耦合和采用马尔科夫模型引起的状态空间呈指数级增长的问题,提出了一种基于M/M/1/m（Kendall记号:第一个“M”表示到达过程为泊松过程或负指数Markov;第二个“M”表示加工过程为泊松过程或负指数Markov;“1”表示单个工站或设备;“m”表示单排队系统中产品最大限额）排队模型的工站一般加工速率的近似迭代方法。...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 性能预测研究
1.2.2 性能控制研究
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本文的结构安排
第二章 基于变动性的生产线单元性能建模与分析
2.1 引言
2.2 生产线变动性基本理论模型
2.2.1 变动性系数基本定义
2.2.2 变动性与生产线单元在制品数量性能关系
2.2.3 变动性与生产线性能三大标杆关系
2.3 生产线单元排队模型
2.3.1 M/M/1/m单元排队模型
2.3.2 M/M/n/m单元排队模型
2.4 Arena性能仿真验证
2.4.1 生产线单元仿真建模
2.4.2 性能仿真中随机数生成
2.4.3 实验参数设置说明
2.4.4 仿真结果输出统计与系统稳态判断
2.4.5 实验结果对比与分析
2.5 本章小结
第三章 基于近似迭代的性能预测新方法
3.1 引言
3.2 预测模型构建
3.2.1 模型符号与假设
3.2.2 并联工站加工速率等效处理
3.2.3 工站一般加工速率近似建模
3.2.4 生产线多性能指标计算
3.3 数值分析与验证
3.3.1 性能预测实验设计
3.3.2 实验结果对比与分析
3.4 本章小结
第四章 基于Arena的性能灵敏度分析
4.1 引言
4.2 问题陈述
4.3 Arena模型与方法
4.3.1 Arena仿真模型符号定义
4.3.2 不同概率分布下的变动性系数计算
4.3.3 主要仿真模块定义与参数设置
4.3.4 性能灵敏度分析总体模型构建
4.4 模型应用
4.4.1 仿真参数和变动系数设置
4.4.2 仿真模型运行时间与次数判定
4.4.3 仿真模型验证与确认
4.5 灵敏度分析
4.5.1 生产线性能总体分析
a和Bu的TH分析"> 4.5.2 基于ca和Bu的TH分析
l和Ba的TH分析"> 4.5.3 基于cl和Ba的TH分析
u和Ba的TH分析"> 4.5.4 基于Bu和Ba的TH分析
l和Bu的Nf分析"> 4.5.5 基于cl和Bu的Nf分析
4.6 本章小结
第五章 基于M/M/n/m-FCFS的排队网络性能控制
5.1 引言
5.2 性能控制模型与方法
5.2.1 模型符号与假设
5.2.2 排队网络与性能最优控制建模
5.2.3 ANN和GA混合元启发式求解算法
5.3 数值实验
5.3.1 性能最优控制模型评估与验证
5.3.2 性能最优控制结果讨论与分析
5.4 研究结论
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Buffer allocation method of serial production lines based on improved ant colony optimization algorithm[J]. 周炳海,Yu Jiadi. High Technology Letters. 2016(02)
[2]基于串联开排队网络的生产线瓶颈分析与优化[J]. 张于贤,李娜,王红. 系统科学学报. 2015(03)
[3]基于排队网络模型的混流制造系统服务率优化[J]. 张岩岩,白金花,武福,李忠学. 机械研究与应用. 2013(06)
[4]基于排队网络模型的混流制造系统负荷平衡研究[J]. 张岩岩,白金花,李忠学. 兰州交通大学学报. 2013(01)
[5]一种基于加工优先级的在制品控制方法[J]. 应晨,鲁建厦,汤洪涛. 浙江工业大学学报. 2012(06)
[6]基于开排队网络理论的生产线设备资源优化配置[J]. 张于贤,于明,叶冰冰. 系统科学学报. 2012(03)
[7]基于利特尔法则的生产线性能定量评估及仿真验证[J]. 李波,熊歆. 中国机械工程. 2011(03)
[8]基于模糊控制的拉式策略在装配生产控制中的应用[J]. 莫巨华,黄敏,王兴伟. 自动化学报. 2011(01)
[9]摩托车发动机装配线在制品控制建模与仿真[J]. 周康渠,王炳杰,刘纪岸,姚长鑫,张瑞娟. 计算机集成制造系统. 2010(11)
[10]“推式”和“拉式”生产方式下的物流控制模型[J]. 于海江,孙弢,杨德礼. 信息与控制. 2003(04)
博士论文
[1]带生产准备时间的多产品生产系统性能分析与设计[D]. 冯维.清华大学 2012
硕士论文
[1]半导体芯片封装测试生产线变动性度量与性能评估研究[D]. 张金彬.电子科技大学 2018
[2]芯片封装测试生产线生产周期预测与优化研究[D]. 胡强.电子科技大学 2014
[3]基于变动性的半导体制造生产线性能预测与优化策略研究[D]. 彭歆然.电子科技大学 2013
本文编号：2972591
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 性能预测研究
1.2.2 性能控制研究
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本文的结构安排
第二章 基于变动性的生产线单元性能建模与分析
2.1 引言
2.2 生产线变动性基本理论模型
2.2.1 变动性系数基本定义
2.2.2 变动性与生产线单元在制品数量性能关系
2.2.3 变动性与生产线性能三大标杆关系
2.3 生产线单元排队模型
2.3.1 M/M/1/m单元排队模型
2.3.2 M/M/n/m单元排队模型
2.4 Arena性能仿真验证
2.4.1 生产线单元仿真建模
2.4.2 性能仿真中随机数生成
2.4.3 实验参数设置说明
2.4.4 仿真结果输出统计与系统稳态判断
2.4.5 实验结果对比与分析
2.5 本章小结
第三章 基于近似迭代的性能预测新方法
3.1 引言
3.2 预测模型构建
3.2.1 模型符号与假设
3.2.2 并联工站加工速率等效处理
3.2.3 工站一般加工速率近似建模
3.2.4 生产线多性能指标计算
3.3 数值分析与验证
3.3.1 性能预测实验设计
3.3.2 实验结果对比与分析
3.4 本章小结
第四章 基于Arena的性能灵敏度分析
4.1 引言
4.2 问题陈述
4.3 Arena模型与方法
4.3.1 Arena仿真模型符号定义
4.3.2 不同概率分布下的变动性系数计算
4.3.3 主要仿真模块定义与参数设置
4.3.4 性能灵敏度分析总体模型构建
4.4 模型应用
4.4.1 仿真参数和变动系数设置
4.4.2 仿真模型运行时间与次数判定
4.4.3 仿真模型验证与确认
4.5 灵敏度分析
4.5.1 生产线性能总体分析
a和Bu的TH分析"> 4.5.2 基于ca和Bu的TH分析
l和Ba的TH分析"> 4.5.3 基于cl和Ba的TH分析
u和Ba的TH分析"> 4.5.4 基于Bu和Ba的TH分析
l和Bu的Nf分析"> 4.5.5 基于cl和Bu的Nf分析
4.6 本章小结
第五章 基于M/M/n/m-FCFS的排队网络性能控制
5.1 引言
5.2 性能控制模型与方法
5.2.1 模型符号与假设
5.2.2 排队网络与性能最优控制建模
5.2.3 ANN和GA混合元启发式求解算法
5.3 数值实验
5.3.1 性能最优控制模型评估与验证
5.3.2 性能最优控制结果讨论与分析
5.4 研究结论
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Buffer allocation method of serial production lines based on improved ant colony optimization algorithm[J]. 周炳海,Yu Jiadi. High Technology Letters. 2016(02)
[2]基于串联开排队网络的生产线瓶颈分析与优化[J]. 张于贤,李娜,王红. 系统科学学报. 2015(03)
[3]基于排队网络模型的混流制造系统服务率优化[J]. 张岩岩,白金花,武福,李忠学. 机械研究与应用. 2013(06)
[4]基于排队网络模型的混流制造系统负荷平衡研究[J]. 张岩岩,白金花,李忠学. 兰州交通大学学报. 2013(01)
[5]一种基于加工优先级的在制品控制方法[J]. 应晨,鲁建厦,汤洪涛. 浙江工业大学学报. 2012(06)
[6]基于开排队网络理论的生产线设备资源优化配置[J]. 张于贤,于明,叶冰冰. 系统科学学报. 2012(03)
[7]基于利特尔法则的生产线性能定量评估及仿真验证[J]. 李波,熊歆. 中国机械工程. 2011(03)
[8]基于模糊控制的拉式策略在装配生产控制中的应用[J]. 莫巨华,黄敏,王兴伟. 自动化学报. 2011(01)
[9]摩托车发动机装配线在制品控制建模与仿真[J]. 周康渠,王炳杰,刘纪岸,姚长鑫,张瑞娟. 计算机集成制造系统. 2010(11)
[10]“推式”和“拉式”生产方式下的物流控制模型[J]. 于海江,孙弢,杨德礼. 信息与控制. 2003(04)
博士论文
[1]带生产准备时间的多产品生产系统性能分析与设计[D]. 冯维.清华大学 2012
硕士论文
[1]半导体芯片封装测试生产线变动性度量与性能评估研究[D]. 张金彬.电子科技大学 2018
[2]芯片封装测试生产线生产周期预测与优化研究[D]. 胡强.电子科技大学 2014
[3]基于变动性的半导体制造生产线性能预测与优化策略研究[D]. 彭歆然.电子科技大学 2013
本文编号：2972591
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