【摘要】：針對存在多失效模式的混聯(lián)生產(chǎn)線生產(chǎn)率估算問題,綜合考慮機(jī)器的時間相關(guān)失效(TDF)和操作相關(guān)失效(ODF),分析了機(jī)器正常加工、TDF、ODF和TDFODF四種狀態(tài),建立了各狀態(tài)間轉(zhuǎn)移關(guān)系.基于連續(xù)時間馬爾可夫鏈模型,以兩工作站單緩沖區(qū)生產(chǎn)單元為基礎(chǔ),結(jié)合生產(chǎn)線近似分解法及并行機(jī)器等效法,提出了一種多失效模式下混聯(lián)生產(chǎn)線生產(chǎn)率估算方法.最后,通過多個算例的仿真對比及某生產(chǎn)線實例,驗證了本文方法的準(zhǔn)確性與高效性.
【圖文】：

機(jī)器兩種失效狀態(tài)，估算串聯(lián)系統(tǒng)生產(chǎn)率，相對于只考慮一種失效狀態(tài)的方法，提高了計算精度，但其方法僅適用于兩機(jī)器單緩沖區(qū)系統(tǒng)且上下游機(jī)器工作時間相同的串行系統(tǒng)．目前，針對多失效模式下多工作站混聯(lián)的生產(chǎn)線生產(chǎn)率估算方法還沒有見到相關(guān)研究，本文綜合考慮機(jī)器ＯＤＦ和ＴＤＦ混合失效模式，利用連續(xù)時間Ｍａｒｋｏｖ鏈構(gòu)建了兩工作站單緩沖區(qū)系統(tǒng)性能參數(shù)求解方法，并以此為基礎(chǔ)，根據(jù)近似分解法迭代求解生產(chǎn)率指標(biāo)，實現(xiàn)準(zhǔn)確高效地估算混聯(lián)生產(chǎn)線生產(chǎn)率．１模型描述混聯(lián)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線如圖１所示，該生產(chǎn)線由Ｋ個工作站Ｗｋ（ｋ＝１，…，Ｋ）及Ｋ－１個容量為Ｎｋ（ｋ＝１，…，Ｋ－１）的緩沖區(qū)Ｂｋ組成，每個工作站由ｓｋ臺加工率為μｋ的相同機(jī)器Ｍｋ組成．圖１多工作站混聯(lián)生產(chǎn)線構(gòu)型Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｓｅｒｉｅｓ－ｐａｒａｌｌｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓ本文采用時間連續(xù)狀態(tài)離散的Ｍａｒｋｏｖ鏈模型對混聯(lián)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線進(jìn)行建模分析，在建模過程中做如下假設(shè)：①每臺機(jī)器一次只能處理一個工件，操作時間是確定的，且不存在工件報廢和返工；②機(jī)器有兩種失效模式ＯＤＦ和ＴＤＦ，且失效時間和修復(fù)時間均服從負(fù)指數(shù)分布；③機(jī)器失效修復(fù)后，加工能力完全恢復(fù)正常，不存在性能衰退；④同一工作站的并行機(jī)器可靠性參數(shù)完全相同；⑤第一個工作站永不缺料，最后一個工作站永不阻塞；⑥緩沖區(qū)不發(fā)生失效，且工件在緩沖區(qū)和工作站之間的物流時間可以忽略不計；⑦系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移服從擬生滅過程，即在任意瞬時

，則在ｔ＋１時刻，其有ｐ１，ｋ的概率轉(zhuǎn)移到ＯＤＦ失效狀態(tài)ｕ１，有ｐ２，，ｋ的概率轉(zhuǎn)移到ＴＤＦ失效狀態(tài)ｕ２．如果機(jī)器在ｔ時刻處于失效狀態(tài)，在ｔ＋１時刻，其有ｒ１，ｋ和ｒ２，ｋ的概率可以修復(fù)到正常狀態(tài)．如果機(jī)器處于ＯＤＦ狀態(tài)，則有概率ｐ３，ｋ轉(zhuǎn)移到ＯＤＦ＆ＴＤＦ失效狀態(tài)ｕ３．當(dāng)機(jī)器處于ＯＤＦ＆ＴＤＦ失效狀態(tài)時，分別有概率ｒ３，ｋ、ｒ４，ｋ轉(zhuǎn)移到兩種單失效狀態(tài)．機(jī)器Ｍｋ的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖２所示．圖２機(jī)器Ｍｋ狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖Ｆｉｇ．２ＳｔａｔｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｍａｃｈｉｎｅＭｋｓｋ臺并行機(jī)器共有Ｉｋ＝∑ｓｋｎ＝０（（３＋ｎ）·ｎ／２＋１）個狀態(tài)．若ｓｋ＝１，則Ｉｋ＝４，２８２
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院;
【基金】：國家高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(2011ZX04015-022)
【分類號】：TB497

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本文編號：2527683