含儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間排隊(duì)網(wǎng)建模與性能分析.pdf

1、由客戶訂單驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)的訂貨型生產(chǎn)企業(yè)是我國(guó)制造業(yè)的重要組成部分。然而，客戶訂單的個(gè)性化與不確定性使得企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程充滿隨機(jī)因素。同時(shí)，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，客戶對(duì)交貨期的要求更加苛刻。以至于企業(yè)的設(shè)備能力難以準(zhǔn)確配置:既要考慮訂單的變化、波動(dòng)及交貨期約束，又要避免不必要的投資浪費(fèi)。因此，采用先進(jìn)科學(xué)的理論對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行更有效的管理是訂貨型企業(yè)的管理者的迫切需求。在針對(duì)企業(yè)的設(shè)備能力進(jìn)行合理的優(yōu)化配置前，需要才用恰當(dāng)?shù)姆绞綄⑸a(chǎn)模型抽象描述出

2、來(lái)。為此，本文以高檔特藝包裝盒生產(chǎn)企業(yè)為背景，對(duì)單件小批量訂貨型企業(yè)中含儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間進(jìn)行排隊(duì)網(wǎng)建模分析研究。
　　柔性流水車間中的儲(chǔ)運(yùn)單元，可以抽象為一個(gè)批處理環(huán)節(jié)。由于每次運(yùn)輸?shù)呐坎皇峭耆嗤?，此環(huán)節(jié)的批量為變量。傳統(tǒng)的排隊(duì)網(wǎng)模型及其近似求解方法不能直接用于含儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間建模與求解中。為此，本文基于隨機(jī)過(guò)程的基本原理，改良了狀態(tài)空間分解法以用于含儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間進(jìn)行排隊(duì)網(wǎng)近似求解?；谏鲜龇椒?，本文

3、的主要研究步驟和內(nèi)容如下:
　　首先，根據(jù)含儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間的共同特征抽象出描述系統(tǒng)性能的數(shù)學(xué)模型。結(jié)合相關(guān)資料將對(duì)儲(chǔ)運(yùn)單元中多臺(tái)小車的等效機(jī)制進(jìn)行論述，將原問(wèn)題拆分為儲(chǔ)運(yùn)單元只含有一類小車的問(wèn)題（單小車模型）與儲(chǔ)運(yùn)單元含有多類小車的問(wèn)題（多小車模型）。針對(duì)柔性流水車間中儲(chǔ)運(yùn)單元的運(yùn)輸批量是變量的特征，建立了有限緩沖的開排隊(duì)網(wǎng)模型分別描述拆分后的兩個(gè)子問(wèn)題。
　　其次，有限緩沖的開排隊(duì)網(wǎng)模型沒(méi)有確定的乘積形式解，本文使

4、用狀態(tài)空間分解法對(duì)其近似求解。然而，傳統(tǒng)的狀態(tài)空間分解法無(wú)法針對(duì)運(yùn)輸批量是變量的開排隊(duì)網(wǎng)模型進(jìn)行求解。本文依據(jù)離散馬爾科夫過(guò)程的原理，與開排隊(duì)網(wǎng)模型的具體特征對(duì)狀態(tài)空間分解法進(jìn)行改良使之能用于近似求解模型。將模型分解為單個(gè)到達(dá)批量離開（小車前緩沖）、批量到達(dá)批量離開（小車）與批量到達(dá)單個(gè)離開（小車后緩沖）三個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)重新定義狀態(tài)變量bi的方式建立各節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)空間模型與狀態(tài)平衡方程。
　　再次，為了驗(yàn)證改良后的狀態(tài)空間分解法的

5、有效性，分別建立了兩個(gè)開排隊(duì)網(wǎng)模型對(duì)應(yīng)的仿真模型。并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)確定儲(chǔ)運(yùn)單元等效后模型輸出的性能指標(biāo)與等效前的性能指標(biāo)間的換算關(guān)系。
　　最后，通過(guò)仿真模型與狀態(tài)空間分解法的對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證了狀態(tài)空間分解法的有效性，并確定了狀態(tài)空間法求解此類問(wèn)題的精度。并實(shí)驗(yàn)對(duì)帶儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間的系統(tǒng)性能進(jìn)行分析。
　　總之，本文運(yùn)用排隊(duì)網(wǎng)及其相關(guān)理論知識(shí)，建立了帶儲(chǔ)運(yùn)單元的柔性流水車間的排隊(duì)網(wǎng)模型，得到了模型的近似求解方法，并對(duì)帶儲(chǔ)運(yùn)單