基于排队网络模型的混流制造系统服务率优化.pdf

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1、·机械研究与应用·2013年第6期(第26卷，总第128期)研究与分析基于排队网络模型的混流制造系统服务率优化张岩岩，白金花，武福，李忠学(兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070)摘要：基于排队理论研究了混流制造系统服务率优化问题。建立了混流制造系统的开放式排队网络模型；以每一个工作单元单位时间内服务费用与产品逗留损失费用之和的期望值为目标函数，以工作单元加工每一类产品的服务强度为约束条件，建立了期望费用模型；针对所建立的混流制造系统服务率优化数学模型的复杂性，构造惩罚函数对原目标函数加以修正，将原约束问题转化为无约束问题，利用坐标轮换法、黄金分割法、进退法等最优化方法以及MATLAB

2、程序对每一个工作单元的惩罚函数进行了求解，得到了其加工每一类产品的最优服务率。算例计算结果表明了该方法的有效性和可行性。关键词：排队网络；混流制造系统；最优服务率；最优化方法中图分类号：F270—05文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)06-0053-06ServiceRateOptimizationofMixed——modelManufacturingSystemBasedonQueuingNetworkModelZHANGYah—yan，BA]Jin—hua，WUFu，LIZhong—XHe(SchoolofMechatronicEngineering，LanzhouJi

3、aotonge，LanzhouGansu730070，China)Abstract：Themixed-modelmanufacturingsystemservicerateoptimizationproblemisstudiedbasedonqueuingtheoryinthispaper．Amixed-modelmanufacturingsystemismodeledtobeanopentypequeuingnetworkmode1．Afterthat，thesumperunittimeoftheworkunitservicecostandproductsstayingcostisconsi

4、deredastheobjectivefunctionandthetrafficintensitieswhenworkunitisproducingeveryclassofproductastheconstraintcondition．Sincethemodelisdifficulttobesolved，byim—po~ingthepunishmentfunction，theinitialconstrainedproblemistransformedtobenon-constrainedproblem．Thetrans—formedobjectivefunctionissolvedbytheo

5、ptimizationmethodssuchascycliccoordinatemethod，goldensectionmethod，ad—vanceandretreatmethodandtheMATLABproceduretoobtaintheoptimalservicerateforeveryclassproduct．Anumericalexampleshowsthatthemethodiseffectiveandfeasible．Keywords：queuingnetwork；mixed—modelmanufacturingsystem；optimalservicerate；optimi

6、zationmethod1引言排队是制造系统中的一个常见现象。排队理论随着市场竞争激烈化以及顾客需求个性化的增应用广泛，是研究一切服务系统的有效工具，这使得加，混流生产方式成为制造业普遍采用的一种生产组利用排队理论对混流制造系统优化问题进行研究成织方式，它可在基本不改变设施布局的前提下，在同为可能。在已有的基于排队理论优化服务率的研究一制造系统内加工出多种不同型号和数量的产品，具中，Grassmann，Chen和Kashyap对具有状态无关有很高的灵活性，在汽车、家电、玩具等产品制造企业到达率的M／G／1排队模型进行了研究，提出了确定中有着广阔的应用前景。拥有较好的服务率水平，是其在稳定状态下

7、最优服务率的方法；Jol2利用拉格朗制造企业巩固和发展自身优势的一种持久能力，也是日方法得到了开放式Jackson排队网络中的每一个节其最为关心和追求的效用指标，如何对制造系统的服点在相邻两个稳定状态下最优服务率的相互关系，之务率水平进行优化也就成为人们普遍关心的问题。后给出了计算每个节点最优服务率的有效算法；但在实际生产过程中，制造系统的服务率水平受到许Song，Xing和Sun_3研究了随机需