流水线系统生产计划与设备维护的集成建模研究

针对当前生产计划与设备维护集成研究中系统配置局限于单阶段系统的问题, 以流水线为背景对两项计划的集成建模方法开展研究. 以有限产能批量问题为生产计划的基准模型, 建立生产计划与预防性维护集成建模的框架. 采用仿真方法计算流水线的批量生产时间, 并结合二项式回归以建立生产负荷与生产时间之间的映射关系, 仿真测试验证了回归方法的有效性. 再将生产时间二项式引入产能约束, 构建出流水线条件下生产计划与设备维护的集成模型. 算例显示集成模型总成本随缓存空间的增大而逐渐下降, 表明系统配置对计划决策有较大影响.     

故障条件下串并联生产系统的建模与仿真方法研究

为了解决当前生产系统产能评估方法中存在的不适用现象,以串并联生产系统为对象,提出一种基于设备状态更替的建模与仿真方法来计算故障条件下的系统产能.系统建模将生产过程中的设备分为生产、等待、闲置和预防性维护4种状态,通过不同状态的更替与在制品的变动构建起整个系统的运作.数值实验表明,在流水线条件下本文所提出的仿真方法与基于下一事件的仿真方法在计算结果上保持一致,但是运算效率偏低.在一般形式串并联生产系统条件下,能观察到缓存空间对系统产出率的提升呈边际递减趋势,而在缓存空间较少、阶段数量较多的情况下,增加各阶段的设备数量可以使产能提升水平高于设备的增加倍率.     

设备故障条件下流水线产能评估方法研究

为提升流水线产能评估的有效性, 采用基于设备运作的故障发生机制生成故障节点, 并按照可用度最大化原则确立预防性维护周期, 采用抽样仿真方法评估流水线系统的产能, 同时提出一种基于故障期望次数的近似方法以提升产能的评估效率. 仿真实验表明, 流水线产出率与系统配置密切相关, 设备数量越少, 缓存空间越大, 对应的产出率就越高, 但设备数量与缓存空间的边际影响逐渐下降; 而近似方法获得的产出率估值与仿真值之间的偏差可基本控制在5%以内, 评估准确性具有一定优势.     

升降桌使用功效与站-坐时间设定文献综述

选取18篇设定严格站姿或站-坐时间的文献, 梳理了文献中升降桌的使用功效, 比较人们对不同作业姿势的偏好, 并从中提炼关于升降桌站-坐时间设定的量化信息. 从统计结果来看, 采用站姿或站-坐交替的模式对作业绩效、下肢水肿及脊柱萎缩等指标的影响不显著, 但有助于增强身体变动频率、心率与能量消耗水平. 基于个体主观反馈的不适感评价显示, 被测人员偏好站-坐交替模式, 坐姿次之, 站姿效果最差. 根据研究结论的比较分析, 本文建议将单一作业姿势所引发的不适感作为设定站-坐时间的主要指标, 并将其与肌电信号等生理指标相结合以提升可信度, 而坐姿时间的设定应大于站姿时间.     

设备故障条件下生产计划的鲁棒性分析

以有限产能批量问题为背景,假定生产过程受到泊松分布的设备故障影响,引入与故障相关的鲁棒性约束,并建立生产计划决策的模型.首先将这一随机规划问题转换为确定性模型,然后用优化软件Lingo求解.算例结果表明,基于故障期望的计划模型中各个周期满足产能约束的一致性较差,而新模型能达到较高的鲁棒性水平,对应的生产成本会有一定程度的上升,而随着鲁棒性水平的降低,生产成本呈阶段性下降趋势,并与基于故障期望的模型趋近;同时发现与后者相比,新模型在增加有限的生产成本(高约1.0%)条件下,可以获得较高(85%)的鲁棒性水平.     

基于Simio的绕线车间仿真与优化研究

绕线车间为一类单阶段的并机生产系统, 员工要完成手工插件和多台设备的上下料作业, 导致其行走距离过长而有效作业时间不足, 降低了设备的利用率和车间的整体产出, 同时绕线设备的产出受随机故障的影响. 为了优化员工的作业结构和提升车间的生产效率, 本文从车间布局、设备、人员、人机匹配及作业等角度提出了5种改进方案, 并用Simio仿真软件对不同方案的改进效果进行了测试. 仿真结果表明, 增加员工的插件数量与半成品/成品的携带量可以显著优化员工的作业时间构成, 提升车间的人均产出5%, 设备平均利用率上升6%, 也就是说, 作业流程优化有助于协调生产系统中的人机匹配关系并提升系统效率.