基于变动性解析的混流装配系统生产周期演化规律与缩减控制

Owning to the close relationship between time-related variability and the evolution of cycle time in the dynamic process of mixed-model assembly system, it is crucial to study this relationship on the reduction control of cycle time. Aiming to the reduction of cycle time, from the perspectives of the mechanism, transmission and aggregation, information mining of variability, this project subjects to study the influences of variability behavior on cycle time, which guided by the scientific issues and key technologies of distribution and evolution, forecasting and reduction of cycle time. First, the relational model will be presented between variability behaviors of key process and cycle time. Secondly, the information network of variability containing the coupling of multi-processes will be established, in which the distribution and lag mechanism of cycle time would be revealed. Then the implicit relationship between cycle time and external variability factors will be mined. Finally, the forecasting methods of cycle time distribution and optimum control strategies of reduction will be put forward and be verified in the applications. The research can provide a theoretical basis and implementing technology for revealing the evolution and further reduction control of cycle time in the mixed-model assembly system.

与时间相关的动态过程的变动性与混流装配系统生产周期的演化存在密切关系，研究这种关系对实现混流装配系统生产周期的缩减控制具有重要作用。针对混流装配系统生产周期缩减控制问题，本项目从变动性产生机理，变动性传递和汇聚，变动性信息挖掘的角度，以生产周期的分布和演化规律、预测与缩减控制方法中的科学问题和关键技术为导引，研究变动性行为对生产周期的影响。提出关键工序变动性行为对生产周期的关联模型；建立变动性传递和汇聚的信息网络模型以揭示生产周期分布与滞后机理；挖掘制造系统的外部变动性影响因素、变动性信息网络与系统生产周期之间的隐性关联关系；提出生产周期分布的预测方法与变动性下的缩减控制优化策略，并进行应用验证。研究成果为揭示混流装配系统生产周期演化规律和进行缩减控制提供一种理论依据和实施技术。

与时间相关的生产过程的变动性对于制造系统的性能生产周期的演化有重要的影响。通过对内部变动性和外部变动性的分析，对变动性的传递和汇聚与生产周期的关系进行了研究，从而提出优化的缩减控制方法。１）提出了单工序和整个制造系统多工序的变动性测度和计算方法，从而确定制造系统流的变动性，并构建了内部变动性传递和汇聚的网络模型；２）基于外部变动性事件发生时刻以及持续时间等信息，利用动态规划描述产线能力加工矩阵，在制品状态矩阵，实现生产周期的预测，并基于实时状态的监测信息，进一步提出了循环性载体的有效调度与管理方法；３）针对在制品数量，生产周期，外部订单的变化关系，提出了半成品延迟差异模型实现订单与调度的集成优化。并进一步，将集成优化的静态模型与装配线的实时状态结合起来，实现了外部变动性和内部变动性的有效集成，设计了基于日库存量（DOI）的集成调度算法，以根据订单需求信号和车间在制品状态信息进行实时调度。研究成果揭示了混流装配系统生产周期演化规律，为进一步缩减控制提供了理论依据和实施技术。