[發(fā)明專利]多產(chǎn)品脈動裝配線建模與性能評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110999410.1
• 申請日: 2021-08-29
• 公開（公告）號: CN113822540B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍強;茍藝星;劉小湲;李洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q10/0633;G06Q10/0639;G06Q50/04;G06F18/20
• 代理公司: 西安匠星互智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

1.一種多產(chǎn)品脈動裝配線建模與性能評估方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：確定脈動裝配線的結(jié)構(gòu)布局和相關(guān)參數(shù)；

步驟2：針對考慮緩沖分割策略的兩工位脈動裝配線，建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，構(gòu)建解析模型；

所述考慮緩沖分割策略的兩工位脈動裝配線由兩個工位M_i和兩個緩沖區(qū)B_j組成，加工兩種產(chǎn)品，記作產(chǎn)品j，每種產(chǎn)品都有一個專屬的緩沖區(qū)B_j，i＝1,2；j∈{A,B}；

工位M₁加工完成的產(chǎn)品根據(jù)不同的類型運送到相應(yīng)的緩沖區(qū)中，產(chǎn)品再從緩沖區(qū)運送到工位M₂進行加工；對于不同的產(chǎn)品，每臺工位的效率不同，工位M_i加工產(chǎn)品j的效率為p_ij,i＝1,2,j∈{A,B}；

所述考慮緩沖分割策略的兩工位脈動裝配線具有如下限定：

物料流呈離散狀態(tài)，裝配線上的產(chǎn)品數(shù)量為正整數(shù)；系統(tǒng)滿足物料守恒的條件，產(chǎn)品數(shù)量在加工或儲運過程中不會增加或減少；

工位M_i以一定比例確定要加工的產(chǎn)品類型；工位M_i加工產(chǎn)品A的比例為a，加工產(chǎn)品B的比例為(1-a)；

緩沖區(qū)B_j的緩沖容量有限為N_j；當(dāng)工位M₁選擇加工產(chǎn)品j時，若緩沖區(qū)B_j中的在制品數(shù)量達(dá)到其緩沖區(qū)容量：n_j＝N_j，且工位M₂不加工產(chǎn)品j，則工位M₁處于阻塞狀態(tài)；當(dāng)工位M₂選擇加工產(chǎn)品j時，若緩沖區(qū)B_j中的在制品數(shù)量n_j＝0，則工位M₂處于饑餓狀態(tài)；

工位M₁的原料供應(yīng)充足，工位M₁不會發(fā)生饑餓；工位M₂后的庫存容量無限，工位M₂不會發(fā)生阻塞；

工位阻塞機制采用加工前阻塞的方式：在一個時段內(nèi)，如果工位M_i處于工作狀態(tài)，但其下游緩沖區(qū)B_i在前一時段結(jié)束時已經(jīng)處于充滿狀態(tài)：n＝N，并且下游工位M_i+1在該時段開始時無法從該緩沖區(qū)中提取產(chǎn)品進行加工，則認(rèn)為工位M_i在這一時段被阻塞而無法加工產(chǎn)品；

工位M₁和M₂的加工時間相同，以加工周期為單位時間將時間軸分段；在制品運輸時間忽略不計，所有工位同時開始并同時結(jié)束加工；

工位的狀態(tài)變化發(fā)生在每個時間段的開端，緩沖區(qū)的狀態(tài)變化發(fā)生在每個時間段的末尾；

工位的可靠性服從伯努利分布：在每個時間段工位M_i處于工作狀態(tài)的概率為p_ij，處于故障狀態(tài)的概率為1-p_ij，與工位M_i之前任何時刻的狀態(tài)無關(guān)；

工位的故障模式為時間相關(guān)故障：工位在不裝配產(chǎn)品的情況下，仍然可能發(fā)生故障；

工位在加工產(chǎn)品A和加工產(chǎn)品B之間轉(zhuǎn)換時，不考慮生產(chǎn)準(zhǔn)備時間

步驟3：通過求解兩工位脈動裝配線的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程，獲得系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)概率分布，計算生產(chǎn)率、在制品水平、阻塞率和饑餓率性能指標(biāo)；

步驟4：以兩工位脈動裝配線的解析模型為基礎(chǔ)，利用考慮緩沖分割策略的多工位脈動裝配線性能評估的聚合方法，求解多工位脈動裝配線的生產(chǎn)率和在制品水平統(tǒng)性能指標(biāo)；

所述聚合方法通過將多工位脈動裝配線中的兩工位生產(chǎn)單元合并為單個等效工位，并沿著脈動裝配線進行多次遞歸迭代，得到最終的收斂結(jié)果；

所述聚合過程由后向聚合和前向聚合兩部分組成：

后向聚合：對于一條由m個工位組成的脈動裝配線，將最后兩個工位M_m和M_m-1聚合為一個工位上標(biāo)b代表后向聚合，其伯努利參數(shù)和等價于被聚合的兩個原始工位組成的雙機系統(tǒng)的生產(chǎn)率；再將聚合后的工位與M_m-2進行聚合，得到一個新的工位重復(fù)上述過程，直到原脈動裝配線所有工位都被聚合為后向聚合過程結(jié)束；

前向聚合：將脈動裝配線的第一個工位M₁和后向聚合過程中得到的工位進行聚合，得到上標(biāo)f代表前向聚合，其伯努利參數(shù)和等于由M₁、B_1A和B_1B以及組成的雙機系統(tǒng)的生產(chǎn)率；再將和進行聚合得到并重復(fù)上述過程直到所有工位都被聚合為前向聚合過程結(jié)束。