專(zhuān)利名稱(chēng)：一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
制造資源的有限性以及生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有統(tǒng)計(jì)波動(dòng)性和加 工相依性，必然造成限制系統(tǒng)有效產(chǎn)出最大化輸出的“瓶頸”現(xiàn)象。約束理論(Theory of Constraints, TOC)認(rèn)為瓶頸(Bottleneck)是真正制約整個(gè)系統(tǒng)有效產(chǎn)出和庫(kù)存水平的控制點(diǎn)，瓶頸上的損失意味著整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的損失，只有立足瓶頸并使瓶頸利用率最大化，才能使系統(tǒng)整體產(chǎn)出最優(yōu)。因此，生產(chǎn)管理與控制的依賴(lài)點(diǎn)和基點(diǎn)應(yīng)放在瓶頸上。現(xiàn)有瓶頸識(shí)別研究集中在瓶頸識(shí)別指標(biāo)與瓶頸識(shí)別方法，現(xiàn)有瓶頸識(shí)別指標(biāo)分為在制品類(lèi)(Work-in-process Orientation)、設(shè)備能力類(lèi)(Equipment CapacityOrientation)兩類(lèi)；將瓶頸識(shí)別方法分為指標(biāo)直接識(shí)別法、數(shù)學(xué)分析法與數(shù)據(jù)分析法三類(lèi)。瓶頸識(shí)別方法與瓶頸識(shí)別指標(biāo)相互對(duì)應(yīng)，通過(guò)瓶頸指標(biāo)進(jìn)行識(shí)別(I)指標(biāo)直接識(shí)別法，通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器加工狀況或在制品指標(biāo)直接進(jìn)行瓶頸識(shí)別。文獻(xiàn)中定義的瓶頸包括具有最長(zhǎng)平均等待時(shí)間的機(jī)器；具有最長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的機(jī)器；系統(tǒng)加工能力最差的機(jī)器；負(fù)荷最大的機(jī)器；設(shè)備綜合效率(Overall EquipmentEffectiveness, 0EE)最大的機(jī)器。(2)數(shù)學(xué)分析法，在假設(shè)機(jī)器的性能參數(shù)，如故障率、加工周期、MTTR等，皆滿(mǎn)足一定概率分布的基礎(chǔ)上，建立生產(chǎn)線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)分析機(jī)器的產(chǎn)出對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)出的影響識(shí)別系統(tǒng)的瓶頸機(jī)器。(3)數(shù)據(jù)分析法，基于仿真或在線(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于仿真數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析和處理，辨別系統(tǒng)的瓶頸機(jī)器。上述傳統(tǒng)作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別考慮單方面因素，綜合考慮多因素少。大多文獻(xiàn)考慮瓶頸的某一方面，基于單因素特征建立瓶頸識(shí)別指標(biāo)進(jìn)行瓶頸識(shí)別，少數(shù)文獻(xiàn)探索綜合多個(gè)已有的單指標(biāo)進(jìn)行瓶頸識(shí)別無(wú)法全面地評(píng)判和識(shí)別瓶頸設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法，研究屬性值區(qū)間情形下，屬性值不確定、模糊等情況的多屬性瓶頸識(shí)別問(wèn)題。所謂屬性值區(qū)間指的是生產(chǎn)中的隨機(jī)擾動(dòng)和環(huán)境變化經(jīng)常造成調(diào)度方案執(zhí)行的波動(dòng)，導(dǎo)致決策者不能或難以準(zhǔn)確地確定設(shè)備的屬性值，只能給出屬性值的上限和下限，即區(qū)間形式的屬性值信息。技術(shù)方案本發(fā)明運(yùn)用TOC新型優(yōu)化運(yùn)作邏輯，提出將瓶頸利用和瓶頸識(shí)別問(wèn)題放在統(tǒng)一框架下進(jìn)行集成求解，此框架改變了傳統(tǒng)瓶頸識(shí)別獨(dú)立于調(diào)度優(yōu)化方案的做法，將作業(yè)車(chē)間調(diào)度優(yōu)化與瓶頸識(shí)別相結(jié)合，先進(jìn)行瓶頸充分利用再進(jìn)行系統(tǒng)瓶頸的辨識(shí)，既保證了瓶頸設(shè)備的充分利用，又保證了調(diào)度優(yōu)化方案的整體最優(yōu)。第一層級(jí)為瓶頸利用層，采用優(yōu)化方法獲得調(diào)度問(wèn)題的調(diào)度優(yōu)化方案；第二層級(jí)為瓶頸識(shí)別層，建立區(qū)間屬性值的多屬性瓶頸識(shí)別模型，將瓶頸識(shí)別問(wèn)題轉(zhuǎn)化為根據(jù)多個(gè)評(píng)價(jià)屬性綜合評(píng)價(jià)候選機(jī)器的多屬性決策問(wèn)題，然后采用改進(jìn)的三參數(shù)區(qū)間TOPSIS進(jìn)行瓶頸的最終判定。本發(fā)明求得瓶頸為根據(jù)區(qū)間多屬性評(píng)價(jià)模型確定的多屬性決策評(píng)價(jià)值最大的機(jī)器。本發(fā)明的技術(shù)方案為

所述一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :建立生產(chǎn)系統(tǒng)及加工任務(wù)的仿真模型，并在仿真模型中設(shè)置隨機(jī)擾動(dòng)；采用優(yōu)化算法優(yōu)化生產(chǎn)投料次序，得到G個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案(S1, S2，…，StJ ；步驟2 :建立所有m臺(tái)加工機(jī)器的機(jī)器集M = (M1, M2, , Mj，建立機(jī)器的η個(gè)評(píng)價(jià)屬性的評(píng)價(jià)屬性集X = (X1, X2,, XnI ；步驟3 :根據(jù)步驟I中的G個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案，計(jì)算每個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案下每臺(tái)機(jī)器的評(píng)價(jià)屬性值，得到每臺(tái)機(jī)器下每個(gè)評(píng)價(jià)屬性的屬性值區(qū)間，其中第i臺(tái)機(jī)器的第j個(gè)評(píng)價(jià)屬性的屬性值區(qū)間力\ =[<V<]，<和<分別表示根據(jù)G個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案計(jì)算得到的第i臺(tái)機(jī)器第j個(gè)評(píng)價(jià)屬性中G個(gè)屬性值的最小值和最大值；建立用于瓶頸識(shí)別的區(qū)間多屬性決策矩陣= = Wx1nJll = 12....J)1，./ = 1,2...”《);步驟4 :采用改進(jìn)的三參數(shù)區(qū)間TOPSIS進(jìn)行瓶頸的最終判定步驟4.I :采用向量標(biāo)準(zhǔn)化方法將區(qū)間多屬性決策矩陣乃= (&)_={[ ]}自
轉(zhuǎn)化為規(guī)范化決策矩陣及= ( )自={時(shí)4 ]}_，其中當(dāng)評(píng)價(jià)屬性Xu類(lèi)型為效益型屬性時(shí) ^ J ^(χζ 當(dāng)評(píng)價(jià)屬性Xu類(lèi)型為成本型屬性時(shí)
權(quán)利要求
1.一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I:建立生產(chǎn)系統(tǒng)及加工任務(wù)的仿真模型，并在仿真模型中設(shè)置隨機(jī)擾動(dòng)；采用優(yōu)化算法優(yōu)化生產(chǎn)投料次序，得到G個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案(S1, S2，…，StJ ； 步驟2 :建立所有m臺(tái)加工機(jī)器的機(jī)器集M = (M1, M2,, MJ，建立機(jī)器的n個(gè)評(píng)價(jià)屬性的評(píng)價(jià)屬性集X = (X1, X2,, Xn} ； 步驟3 :根據(jù)步驟I中的G個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案，計(jì)算每個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案下每臺(tái)機(jī)器的評(píng)價(jià)屬性值，得到每臺(tái)機(jī)器下每個(gè)評(píng)價(jià)屬性的屬性值區(qū)間，其中第i臺(tái)機(jī)器的第j個(gè)評(píng)價(jià)屬性的屬性值區(qū)間為乓，<和<分別表示根據(jù)G個(gè)優(yōu)化調(diào)度方案計(jì)算得到的第i臺(tái)機(jī)器第j個(gè)評(píng)價(jià)屬性中G個(gè)屬性值的最小值和最大值；建立用于瓶頸識(shí)別的區(qū)間多屬性決策矩 矩。
步驟4 :采用改進(jìn)的三參數(shù)區(qū)間TOPSIS進(jìn)行瓶頸的最終判定 步驟4. I :采用向量標(biāo)準(zhǔn)化方法將區(qū)間多屬性決策矩陣乃=爲(wèi))_ ={[ ]}_轉(zhuǎn)化為規(guī)范化決策矩陣及=圬)_ = {[ ]}_ ,其中 當(dāng)評(píng)價(jià)屬性類(lèi)型為效益型屬性時(shí)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法，其特征在于評(píng)價(jià)屬性分為機(jī)器評(píng)價(jià)屬性和工件評(píng)價(jià)屬性，包括機(jī)器利用率、負(fù)荷、平均活躍時(shí)間、機(jī)器加工費(fèi)用、工件交貨期重要度、工件成本重要度。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種以機(jī)器特征屬性為區(qū)間數(shù)的作業(yè)車(chē)間瓶頸識(shí)別方法，首先采用優(yōu)化方法獲得調(diào)度問(wèn)題的調(diào)度優(yōu)化方案，其次建立區(qū)間屬性值的多屬性瓶頸識(shí)別模型，將瓶頸識(shí)別問(wèn)題轉(zhuǎn)化為根據(jù)多個(gè)評(píng)價(jià)屬性綜合評(píng)價(jià)候選機(jī)器的多屬性決策問(wèn)題，然后采用改進(jìn)的三參數(shù)區(qū)間TOPSIS進(jìn)行瓶頸的最終判定。本發(fā)明采用改進(jìn)的三參數(shù)區(qū)間TOPSIS瓶頸識(shí)別方法增強(qiáng)了區(qū)間的信息表示能力，提高了區(qū)間的信息精度，改進(jìn)的三參數(shù)相離度公式解決了屬性區(qū)間分布概率不相同的權(quán)重確定問(wèn)題，能有效地確定機(jī)器屬性的權(quán)重；區(qū)間多屬性瓶頸識(shí)別方法的貼近度Ci充分挖掘設(shè)備屬性蘊(yùn)涵的信息，相比確定性多屬性瓶頸識(shí)別方法，具有更高的瓶頸識(shí)別質(zhì)量。
文檔編號(hào)G06Q10/04GK102789598SQ20121023216
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者孫樹(shù)棟, 崔福東, 張映鋒, 王軍強(qiáng), 王爍, 郭銀州, 陳劍 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)