基于几何可靠性机器模型的装配系统实时性能分析

生产系统工程

生产系统工程（Production Systems Engineering, PSE）是近年发展起来的一个工程分支。它旨在发现生产系统的基本性质和运行规律, 并利用这些性质和规律对生产系统进行严谨的性能分析、持续改进和精益设计。

贾之阳, 陈京川, 戴亚平.基于几何可靠性机器模型的装配系统实时性能分析.自动化学报, 2020, 46(12): 2583−2592

http://www.aas.net.cn/cn/article/doi/10.16383/j.aas.c180180?viewType=HTML

2019年中国作为世界第二大经济体, GDP占全球比重16.3%。其中, 制造业增加值占中国GDP比重27.2%。制造是将原料转化为有用产品的过程, 制造业对于国家发展至关重要。

2019年全球GDP概况

当前全球制造业发展趋势体现在生产组织方式变革, 新兴业态高端化, 产业融合化发展, 和技术创新方式革新。在以智能制造为核心的制造业发展计划中(如德国工业4.0战略、中国制造2025、英国工业2050、美国先进制造业国家战略计划、新工业法国、日本再兴战略等), 由于定制生产的要求, 个性化、多样化、小批量的柔性生产方式将得到快速发展并实现普及。

全球制造业发展趋势

生产系统是由机器和物料储运设备组成用以生产特定产品的系统。生产系统的分析与控制是生产过程智能化研究与实践的重大课题。该领域的重点是分析, 改进和控制生产过程中产品的流动。装配系统是两条以上的串行生产线通过一个或几个合并操作连接将各部件组装起来, 并对组装品进行其他后续加工操作的生产系统。装配系统结构也是最基本的生产系统拓扑结构之一。

针对具有三台几何可靠性机器模型和有限容量缓冲区框架下的装配系统, 首先建立了用于此类系统暂态性能分析的数学模型, 通过马尔可夫方法导出了系统性能分析的计算公式。然后, 提出了一种基于动态分解的性能评估算法来近似系统的暂态性能。经实验验证, 所提分析方法具有高精确性和计算高效性。

基于动态分解的三机装配系统暂态性能评估算法