發(fā)布時間：2020-08-26 09:05

【摘要】： 本文基于國家自然科學(xué)基金項目(No.61074135, No.50275016, No.50475154和No.50775016)中的特征狀態(tài)空間理論及方法,以機械制造企業(yè)的多階段混流生產(chǎn)過程為研究對象,提出并建立了生產(chǎn)過程的特征狀態(tài)建模、分析與控制方法。以冰山集團大連冷凍機廠、大連重工·起重集團等機械制造企業(yè)的生產(chǎn)過程與數(shù)據(jù)為依據(jù),通過實際算例驗證了本文提出的理論與方法。 首先,本文對機械制造企業(yè)中的各段局部生產(chǎn)過程進行建模,定義了基本生產(chǎn)活動。以基本生產(chǎn)活動為基本分析單元,提取物料以及其它生產(chǎn)資源流經(jīng)基本分析單元前后的時間、質(zhì)量和成本等特征信息,形成特征狀態(tài)矢量。根據(jù)特征狀態(tài)矢量的變化規(guī)律構(gòu)建基本生產(chǎn)活動的特征狀態(tài)方程,以特征變換矩陣的形式對基本生產(chǎn)活動的執(zhí)行情況進行直觀、定量地表達。 其次,本文建立了機械制造企業(yè)整體生產(chǎn)過程模型。在基本生產(chǎn)活動特征狀態(tài)方程表達基礎(chǔ)上,針對機械制造企業(yè)中普遍存在多階段混流生產(chǎn)過程,定義物料供應(yīng)和設(shè)備共享兩種基本生產(chǎn)活動之間的銜接關(guān)系。進一步以特征狀態(tài)矢量的乘法與加法運算分別表達基本生產(chǎn)活動的串聯(lián)與并聯(lián)關(guān)系,根據(jù)多階段混流生產(chǎn)過程中的物料流和能量流,形成了多階段混流生產(chǎn)過程的特征狀態(tài)方程模型。討論了特征狀態(tài)方程在計算機系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法。 再次,本文對生產(chǎn)過程模型的幾何意義以及與之相關(guān)的計算性質(zhì)進行了討論。定義機械制造系統(tǒng)的特征狀態(tài)空間,討論了空間性質(zhì)。利用特征狀態(tài)方程將生產(chǎn)過程映射到特征狀態(tài)空間中研究,將機械制造系統(tǒng)的瓶頸分析和生產(chǎn)控制問題分別轉(zhuǎn)化為特征狀態(tài)空間中的梯度分析和路徑規(guī)劃問題,為這些問題的解決提供了新的方法與相應(yīng)的理論依據(jù)。 然后,基于所建立的生產(chǎn)過程模型及其性質(zhì),介紹生產(chǎn)過程簡化、分析與控制的具體方法,并通過算例進行驗證。利用特征狀態(tài)方程的符號計算實現(xiàn)了生產(chǎn)過程關(guān)鍵路徑提取,簡化了生產(chǎn)過程的特征狀態(tài)方程描述；對簡化后的方程求導(dǎo),實現(xiàn)了制造系統(tǒng)瓶頸的定量分析；將瓶頸分析結(jié)果作為中長期生產(chǎn)控制問題的目標(biāo)函數(shù)梯度,將梯度搜索策略集成進入鄰域搜索算法,加速算法收斂,減少中長期生產(chǎn)控制問題求解時間。利用多個來源于合作企業(yè)的實際算例和仿照實際問題構(gòu)造的虛擬算例,分別從測試生產(chǎn)過程模型精度、瓶頸分析方法性能和中長期生產(chǎn)控制方案優(yōu)選算法性能多個方面驗證了本文所提出理論與方法的可行性和有效性。與同類研究所使用的其它代表性方法對比,新方法明顯提高了幾種典型中長期生產(chǎn)控制問題的求解速度和質(zhì)量,為機械制造系統(tǒng)的分析與控制探尋了一種新方法,開辟了一條新途徑。 最后,利用本文提出的理論與方法,在為大連冷凍機廠、大連重工·起重集團等企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計并開發(fā)了網(wǎng)上看板控制系統(tǒng),實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的狀態(tài)監(jiān)測、瓶頸分析和幾種典型生產(chǎn)控制問題的計算機輔助求解。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：F224;F426.4

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本文編號：2804982