帶多點(diǎn)裝卸AGV的制造系統(tǒng)排隊(duì)網(wǎng)建模與性能分析.pdf

1、產(chǎn)品的高度個(gè)性化定制生產(chǎn)方式是整個(gè)制造業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)，這類制造系統(tǒng)，如裝備制造、模具制造等，通常按訂單組織生產(chǎn)，屬于多品種、小批量生產(chǎn)模式。隨著信息技術(shù)的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)的普及，加工及運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，個(gè)性化定制制造系統(tǒng)的布局方式，從面向工藝的機(jī)群式布局，逐漸演變?yōu)橛珊瑱C(jī)器人的柔性加工單元、裝配單元及自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)(Automated Material Handling System，AMHS)組成的布局。本文旨在研究這類具有A

2、MHS的制造系統(tǒng)的性能分析。
　　這類具有AMHS的制造系統(tǒng)，通常采用自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(Automated GuidedVehicle，AGV)作為工序間在制品的運(yùn)輸工具，但是AGV小車每次的運(yùn)載量通常是不同的，即按照隨機(jī)批量運(yùn)輸。由于訂單到達(dá)、生產(chǎn)過程及物料搬運(yùn)過程存在諸多隨機(jī)不確定性，這給具有AMHS的制造系統(tǒng)性能分析帶來了較大難度。排隊(duì)網(wǎng)是一種隨機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法，可以很好地描述隨機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)的行為。為此，本文采用具有有限緩沖

3、的開排隊(duì)網(wǎng)(Open Queuing Network with Finite Buffers)，對(duì)這類制造系統(tǒng)的隨機(jī)行為進(jìn)行描述，建立排隊(duì)網(wǎng)模型;基于狀態(tài)空間分解法(Decomposition of State Space)建立了節(jié)點(diǎn)狀態(tài)空間模型，求解并計(jì)算出制造系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)值，并進(jìn)行了系統(tǒng)性能分析。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　首先，深入企業(yè)調(diào)研，對(duì)具有AMHS的制造系統(tǒng)進(jìn)行了抽象，分析了其特點(diǎn);歸納及總結(jié)了訂單到達(dá)、生產(chǎn)過程及

4、物料搬運(yùn)過程中存在的各種隨機(jī)性;并著重抽象了帶多點(diǎn)裝卸的單AGV、雙AGV制造系統(tǒng)模型。
　　其次，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程與抽象模型，分別建立了具有多點(diǎn)裝卸的單AGV制造系統(tǒng)與雙AGV制造系統(tǒng)的仿真模型，并通過仿真實(shí)驗(yàn)獲得了系統(tǒng)性能指標(biāo)值等相關(guān)數(shù)據(jù)，為驗(yàn)證排隊(duì)網(wǎng)建模方法提供依據(jù)。
　　接著，針對(duì)多點(diǎn)裝卸的單AGV制造系統(tǒng)模型，建立了排隊(duì)網(wǎng)模型。由于傳統(tǒng)的狀態(tài)空間分解法無法直接適用此類制造系統(tǒng)，因此通過拆分小車作為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，采

5、用改良狀態(tài)空間分解法建立模型的各個(gè)狀態(tài)空間，進(jìn)行近似求解，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證單AGV制造系統(tǒng)排隊(duì)網(wǎng)建模方法的有效性。
　　然后，針對(duì)多點(diǎn)裝卸的雙AGV制造系統(tǒng)模型，建立了排隊(duì)網(wǎng)模型，通過預(yù)設(shè)路徑概率來實(shí)現(xiàn)小車對(duì)兩條不同產(chǎn)品線的選擇。根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)獲得小車服務(wù)于每條產(chǎn)品線的次數(shù)之比，以此作為狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移中的路徑概率值，同樣采用狀態(tài)空間分解法建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型并進(jìn)行求解，獲得系統(tǒng)性能指標(biāo)，通過計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證雙