Scheduling_of_the_optimal_tool_replacement

《Scheduling_of_the_optimal_tool_replacement》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、在柔性制造系统的刀具更换时间的调度帕特里克·刘，viliam马基和安得烈瑞怡和机械与工业工程系，多伦多大学，多伦多，加拿大省makis@mie.utoronto.ca1A4电子邮件：收到十二月1998和接受二月2000柔性制造系统（FMS），切削工具经常被用于二不同的操作和不同类型的二部分最小化工具变更及所需的工具，并增加部分路由¯灵活性。在这样的情况下，该工具成为工作共享资源和工作相关的，多变的和非均质条件下。众所周知，机床故障率取决于年龄和加工条件下，刀具的可靠性是一个时间函数的加工条件，在FMS的操作序列。本文的目的

2、是获得一个最佳的预防性的更换时间安排刀具在®有限时间在地平线¯柔性制造系统。我们认为，该工具将被替换后故障在手术中或手术预防每个操作完成后，产生二不同更换费用。一个标准的随机动态规划方法，以获得最佳的刀具更换时间。优化调度是通过最小化期望总成本超过®有限的时间对于一个给定的操作序列得到的。开发了一个计算算法，并给出了一个数值例子来证明该程序。1．介绍了最佳的刀具更换时切亭工具均匀加工条件操作问题已得到了广泛的研究（见，例如，billatos和肯德尔，1991；灰色etal.，1993；lacommareetal.，1983

3、；Liuetal.，1998；Pandit和酋长，1980）。在这种假设下，换刀过程是一个重新更新过程和刀具更换时间可以通过最大限度地减少单位时间内的预期平均成本得到的周期二分的预期成本预期的周期长度。在柔性制造系统（FMS），然而，情况是不同地。工具成为共享资源。一个单一的工具可能需要不同的加工条件下，二完成几个二不同操作情况。这是一个众所周知的事实，一个工具的故障率不仅是时间的函数，但也取决于在该工具操作的条件。相同的工具，如果他们的工作条件迪不同，他们会有二不同故障率和各自的最优预防重新安置的时间会不同地。在这种情况

4、下，置换过程不再是一个更新过程，而经典的方法来获得最佳的更换时间不适用。然而，作为指出灰色等。（1993）在这方面没有做任何研究。本文的目标是获得一个最佳的预防性的更换时间安排工具工作在多变的条件下在一个®有限时间和FMS中变得。我们认为，歌剧，顺序，时间®完成每个操作，每个操作和加工条件是事先给定的，这一工具后才可以完成操作的预防性更换。然而，当一个工具失败，它必须立即更换一个相同的新工具，在一个成本高于预防置换成本。我们考虑一个基于随机动态规划方法对最优预防性更换刀具时间做出决定。在每次操作结束，决定基于年龄的工具是否

5、继续使用现有的工具或预防性更换工具。我们的目标是最小化总预计成本在®有限的时间对于一个给定的操作顺序。在随机优化亲程序是计算的重要组成部分，在多变的条件下工作的一个工具的可靠性，这是非常不同的从地CAL计算工具的可靠性在不断的均匀的加工条件下，马的可靠度函数可以表示为时间的函数，只。可靠性分析功能的工具在FMS中的变化情况取决于累计加工时间、操作序列，每个操作的长度，和马加工条件的每个操作。在本文中，Liu和马基提出的计算方法（1996）将被用来计算一个工具在多变的条件下运行的可靠性。这将在下一节讨论。在下面的章节中，我们

6、将®RST制定决策模型并推导公式计算在下一阶段的预期成本和一步转移概率。然后，我们将提出®发现基于随机动态规划的动态刀具更换时间最优调度算法。最后一个数值例子来说明计算程序。1．一种在变工况条件下工作的可靠性函数众所周知，刀具寿命是一个受到的累计运行时间（或年龄）的工具和操作条件包括切削速度v、进给速度F，切割深度的工具，立几、接触角、工具和材料等工作，如果我们只考虑了工具的年龄和假设工况条件不改变，时间的工具失效，T是一个随机变量。在刀具可靠性的文献中，VaR的各种形式的可靠性功能已被提出，根据刀具的失效类型。在生产中，

7、一个工具可能会失败，因为无论是强调和骨折或累积磨损。通过在应力和断裂引起刀具失效，刀具失效的时间可以由一二参数威布尔分布函数模型（mazzu志和索耶，1989；Pandit和酋长，1980；罗摩-男性，1977，1982；Ramalingam和Watson，1977；罗塞托和zompi，1981）。连续加工，工具的失败是由于累积的磨损过程中，刀具的失效时间通常是由正常或对数正态分布模型（Ramalingam和Watson，1977；赌，Barash，1971）。当刀具寿命被火山口的生长终止时，通常使用的对数正态作为模型。如

8、果工具失败是体积脱离刀具表面的结果，伽玛分布通常是一个合理的数据协调模型。由于它的灵活性和¯封闭形式的可靠性功能，Weibull分布是近年来被广泛使用的模型工具失败的对策。在恒定的工作条件下的工具的韦伯可靠性函数可以写成其中一个和钾是正的常数。如果我们假设的操作条件是完全确定的加工参数五（速度），（进给