[发明专利]具有专用缓冲区的柔性离散制造系统暂态性能预测方法

说明书

本发明公开的具有专用缓冲区的柔性离散制造系统暂态性能预测方法，属于生产系统分析领域。本发明实现方法为：对具有专用缓冲区的柔性离散制造系统建模，并定义六个暂态性能指标；通过构建四个辅助生产线的方式，在保证高精度的同时将预测问题简化，对系统进行高精度暂态性能解析分析，并预测暂态性能，提高暂态性能指标预测精度和效率；利用预测的暂态性能指标合理规划柔性离散制造系统生产过程，提高柔性离散制造系统生产效率和质量，节约生产成本，并解决柔性离散制造系统生产相关工程技术问题。所述暂态性能包括生产率、消耗率、在制品库存水平、机器饥饿率、机器阻塞率、批次完成时间。

技术领域

本发明属于生产系统分析领域，尤其涉及一种具有专用缓冲区的柔性离散制造系统暂态性能预测方法。

背景技术

柔性制造一直以来都被广泛的使用于各类生产车间中。特别是近年来，随着各类智能制造策略的颁布和执行，柔性制造系统更被广泛的使用。柔性制造具有小批量的特点，这使得部分，甚至全部生产过程都处于暂态的过程。因此，其暂态性能的预测至关重要。另一方面，在柔性制造系统中，有时会为不同类型的产品提供专用的缓冲区。因此，一台机器可以从它的上游专用缓冲区中取出一种特定类型的零件，并在这台机器加工结束后将其放入其下游的此类型零件的专用缓冲区中。例如，在喷油器生产线上，不同制造阶段的部件存放在中央垫圈前的专用缓冲区中等待清洗。在摩托车制造中，多机种的传动箱经由专门针对每个机种的传送带传送。在半导体制造系统中，多个专用缓冲区用于避免化学污染。在许多基于顺序的装配线上，专用缓冲区可以避免由于缺陷零件的残片而造成的顺序中断。类似的例子可以在许多其他柔性制造系统中找到。然而，目前对于柔性生产系统的研究主要局限于稳态性能的研究，暂态性能的相关研究较为初级。对于本发明所处理的具有专用缓冲区的柔性生产系统，目前没有暂态性能相关研究的报告。

发明内容

本发明公开的具有专用缓冲区的柔性离散制造系统暂态性能预测方法要解决的技术问题是：能够对具有专用缓冲区的柔性离散制造系统进行系统建模，并在系统建模的基础上实现对具有专用缓冲区的柔性离散制造系统的高精度暂态性能解析预测。所述暂态性能包括生产率、消耗率、在制品库存水平、机器饥饿率、机器阻塞率、批次完成时间。

本发明目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的具有专用缓冲区的柔性离散制造系统暂态性能预测方法，对具有专用缓冲区的柔性离散制造系统(以下简称系统)进行系统建模，并定义六个暂态性能指标。通过构建四组辅助生产线的方式对具有专用缓冲区的柔性离散制造系统进行高精度暂态性能解析预测，提高暂态性能指标预测精度和效率。利用预测的暂态性能指标合理规划柔性离散制造系统生产过程，提高柔性离散制造系统生产效率和质量，节约生产成本，并解决柔性离散制造系统生产相关工程技术问题。

本发明公开的具有专用缓冲区的柔性离散制造系统暂态性能预测方法，包括如下步骤：

步骤1：对具有专用缓冲区的柔性离散制造系统(以下简称系统)进行系统建模。所述系统为专用缓冲区和伯努利机器依次串行而成的柔性生产线，所述系统建模主要包括：确定系统参数、系统状态、生产顺序。所述系统参数包括系统基本参数、系统加工周期、伯努利机器可靠性模型参数、有限缓冲区参数；系统状态包括伯努利机器饥饿状态、伯努利机器阻塞状态、系统运行状态、系统调试状态。

步骤1.1：确定生产系统基本参数。

所述系统能够生产Q种类型的产品，表示为种类j。所述系统由M台伯努利机器和Q·(M-1)个专用缓冲区组成。伯努利机器由m_i表示，专用缓冲区由b_i，j表示。

步骤1.2：确定系统加工周期。

所有的伯努利机器有相同且时不变的加工周期τ，以加工周期τ为单位对时间轴进行分段。

步骤1.3：确定伯努利机器可靠性模型。