工序间在制品库存的优化研究.pdf

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1、第30卷第1期华中科技大学学报（自然科学版）VOl.30NO.12002年1月J.~uazhOngUniv.Ofsci.&Tech（.NaturescienceeditiOn）Jan.2002工序间在制品库存的优化研究张洁汪宇刘世平李培根（华中科技大学机械科学与工程学院）摘要：通过分析车间的设备状态、生产任务的工艺参数等因素对车间在制品库存的影响，提出了确定工序间在制品库存的数学模型.该模型以满足生产的条件为前提，将车间在制品库存最小化作为目标.同时建立了在制品库存的管理调度算法，以便控制工序间在制品的库存.关键词：车间控制系统；库存；在制品；Agent中图分类号：T~165.1文献标识

2、码：A文章编号：1671-4512（2002）01-0071-03基于多Agent车间控制系统［1，2］的一个重要品管理的两个关键因素.当一台设备因故障停机目标是协调生产，减少浪费.其中，在制品管理时，s决定了前序机床因阻塞而停产前系统可以iAgent根据该任务的信息、零部件的工艺信息和正常工作的时间，bi决定了后序机床因待料而停相关设备的信息，计算出在当前系统状态下的最产前系统可以正常工作的时间.优在制品库存，并发送给单元管理Agent，指导生假定设备故障率只与时间有关，而与其他因产.当系统状态（任务、设备状态）发生变化时，素无关.把设备发生故障到恢复正常的时间段定在制品管理Agent

3、将重新计算，以确定满足当前义为修复时间，把排除故障到下一次发生故障的系统状态下的优化的工序间的在制品库存.时间段定义为工作时间.设备i出现故障和修复故障的概率分别为1和r，假设其工作时间是一ii!简化生产系统的模型个服从正态分布的随机变量，数学期望为1／1i，其修复时间也是一个服从正态分布的随机变量，在研究工序间在制品库存的算法前，要对生数学期望为1／r，则设备i连续两次故障之间的i产系统的模型进行一些简化［3!5］.时间间隔为1／1i+1／ri.假定车间中人力资源总是充足的，只有设备假设d为任务需求，u为设备i对该任务的i能力制约着系统的产量.当前正通过瓶颈设备的生产率，t为设备i对该

4、任务的单件加工时间，xii生产任务共有N道工序，使用N台设备，顺序加为第i道工序的产品剩余量.产品剩余量不等于工.在每道工序的出口处有一个存放工件的缓冲在制品库存，它是生产和需求之间的累积误差.大区，最后一道工序的出口处没有缓冲区，则该生产的产品剩余量并不意味着大的在制品库存，而且系统共有N-1个缓冲区，如图1所示.产品剩余量可以为负，而在制品库存不小于零.另外还规定：在第i道工序的加工设备i意外停机后，前序设备i-1以原有的生产率继续工作，直到工件充满在制品缓冲区B，后序设备ii-1+1也以原有的生产率继续工作，直到在制品缓冲区B的工件都被加工完毕；第一道工序的加工图1有N道工序的生产

5、任务i设备不会停工待料，最后一道工序的加工设备不假设B代表第i和第i+1道工序之间的缓i会因工件充满缓冲区而被阻塞.冲区，b代表B中存放的工件数目，s为B中的iiii在确定生产任务的前提下，只考虑设备工作、剩余空间数量，则有b和s是在制i+si=Bi.bii发生故障、设备缓冲区工件数量的变化等行为对收稿日期：2001-06-28.作者简介：张洁（1963-），女，副教授；武汉，华中科技大学机械科学与工程学院（430074）.基金项目：国家自然科学基金资助项目（59885004）；国家自然科学基金重大项目（59990470）；国家高技术研究发展计划资助项目（863-511-943-009）

6、.72华中科技大学学报（自然科学版）第30卷系统的影响.料时间段之和为1／T+fS／P.当设备i-i-1i-1i-11发生故障或待料时，设备i可能发生故障、待料!在制品库存的控制参数或被阻塞，也可能正常生产，如图3所示.工序间在制品库存最小且生产稳定是生产过程的最优状态.定义Z为系统达到最优状态时Iii的值.Z不随机床状态!的改变而改变.ii定义Zb为系统达到最优状态时缓冲区B中ii图3设备i-1故障和待料时，设备i的工件数目，ZS为B中的剩余空间数量.则：ii的状态分配BZbZS；ZbZZ；i=i+ii=i~i+1（1）令为设备i-1故障或待料时，设备i发"1SbZi0；Zi0.生故障

7、或被阻塞的平均时间，则为了研究的普遍性，选取中间相邻三道工序Sb1fi~11fi11的设备进行研究.图2给出了三台设备的产量-"1=（T+Pi~）（T+P）（Ti+Pi）=i~11ii时间关系（图中G为机床的累计产量）.假定在Sb1fi~1Pi+Tifi（+）（）.Ti~1Pi~1Ti+Pi令设备i工作时的平均生产率为，根据产i品产量和需求量相等的关系，可以得到以下等式：（1／P）（1~fSb）（1／T1／P）.ii~fii=i+i