制造系统分析与控制-报告2

1、制造系统分析与控制课堂讨论1：题目描述2：要求3：模型建立基本概念定义 工作站中机器的数量为固定的X 工件的平均加工时间 机器单位时间的故障率 单位时间的维修率 工件平均到达时间 需求间隔时间 1/pr1/1/d3：模型建立基本假设 每个机器都是不可靠的 在短生产线中，只加工一种类型的工件 机器只在加工工件时才会发生故障,机器相互独立的 缓冲区在存储和传递工件的过程中是完全可靠，不会出现故障 上下游缓冲区大小分别为 每个机器组的生产率与等待加工的零件数及机器数有关，为： 定义 为系统状态 的稳态概率(,)UDNNmin(N ,)nUX(,)udP NNX(,)udNNX4：分析 构建概率平衡方

2、程 系统运行动态分析进出平衡 由 转变为另一个状态 由其他状态进入 状态(,)udNNX(,)udNNX4：分析 由 转变为另一个状态 工件到达上游缓冲区 工件离开下游缓冲区 一个机器发生故障 一个机器恢复工作 一个工件离开上游缓冲区，同时一个工件进入下游缓冲区(,)udNNX(,)udNNX(1,)udNNX(,)udNNX(,)udNNX(,)udNNX(,)udNNX(,1,)udNNX(,1)udNNX (,1)udNNX (1,1,)udNNX4：分析 由 转变为另一个状态 约束条件 上游缓冲区中工件达到缓冲区最大值时，工件无法再进入缓冲区 下游缓冲区中工件为0时，无法从中取得工件

3、能够正常工作的机器数量为0 或机器处于被饥饿/阻塞时，机器不可能发生故障 所有机器都可正常工作时，没有机器可被修复 上游缓冲区为空或者下游缓冲区为满时，机器组处于饥饿或阻塞状态，不能正常工作(,)udNNX - - 4：分析 其他状态进入 状态 一个工件从上游缓冲区被加工，同时一个加工好的工件放到下游缓冲区 一个工件到达上游缓冲区 一个工件离开下游缓冲区 一个机器从故障状态下恢复正常工作 一个机器发生故障(,)udNNX - (,)udNNX - (,)udNNX(,)udNNX(,)udNNX(,)udNNX(1,1,)udNNX(1,)udNNX(,1,)udNNX(,1)udNNX (,

4、1)udNNX 4：分析 由其他状态进入 状态 约束条件 上游缓冲区满或下游缓冲区空，工件无法进入上游缓冲区、离开下游缓冲区 上游缓冲区中工件空时，无法从上游取得工件 下游缓冲区中工件满时，无法向下游输送工件 机器全部故障时，不会再出现机器故障发生 机器全部正常时，不会再出现机器被修好发生 上游缓冲区为空或者下游缓冲区为满时，机器组处于饥饿或阻塞状态，不能正常工作，也不会发生故障(,)udNNX - - 5：状态平衡方程 对于所有可能状态，离开状态的概率等于进入状态的概率 离开状态： 进入状态： 两式相等以保证平衡 归一化条件0,:()1,:_ifconditionI conditionifn

5、otcondition(,)(,)()(0)()(0)(0)()min(,) (0)()ududuUuMudDuudDP NNXP NNXI NNdI NrI XXpIXNNNX NINNN转移：(,)(+1,-1,)min(,1) ()()(-1,)(0)(,1,)d ()(,1)(0)(,1)()(0)()ududuuUdDuduuddDududMudDP NNXP NNXX NINNNNP NNXI NP NNXI NNP NNXrI XP NNXpIXXNNN进入：000(,)1UDMudNNXudNNXP NNX 6：性能指标平均生产率TH 上游角度： 下游角度： 机器角度：平均在制

6、品数量WIP7：分析计算由缓冲区容量U、D以及机器个数X，可以计算出共有(U+1)*(D+1)*(X+1)种概率可能由概率平衡方程以及归一化条件，共可以列出(U+1)*(D+1)*(X+1)+1个关于概率分布的线性方程组，用矩阵形式表示为： A*P=BA为(U+1)*(D+1)*(X+1)+1，(U+1)*(D+1)*(X+1)矩阵P为待解概率向量为(U+1)*(D+1)*(X+1)维列向量B为(U+1)*(D+1)*(X+1)+1维列向量利用Matlab求得一般解，带入即可求出概率分布继而求出性能指标8：仿真验证9：数值计算结果分析工件平均到达时间对性能的影响 随着平均到达时间（1/lamda）减小，平均生产率、平均在造水平上升参数：U=2,D=2,X=2,p=0.01,r=0.1,u=1,d=19：数值计算结果分析机器单位时间故障率p对性能影响 随着故障率的增加平均生产率与平均在造水平下降参数：U=2,D=2,X=2,Lamda=5,r=0.1,u=1,d=19：数值计算结果分析单位时间维修率R对性能的影响 随着维修率的增加平均生产率与平均在造水平上升参数：U=2,D=2,X=2,p=0.01,lamda=5,u=1,d=110：仿真结果验证机器单位时间故障率p对性能影响 红线为仿真值 散点为计算值参数