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《兰州理工大学》 2020年
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非相似型混杂平行生产线缓冲区容量分配技术研究

景雪宁  
【摘要】:缓冲区广泛存在于生产企业内部,通过临时存放半成品和成品来降低设备故障对整个系统性能的破坏和影响。缓冲区配置的优劣对生产系统的性能有着十分重要的作用,因此从生产企业的实际需求来说,缓冲区不能被完全取消。非相似型混杂平行生产线是生产系统中的典型制造单元,其系统性能的优劣关系到制造型企业的效率和发展,因此本文将随机故障作为随机事件的典型代表,研究并解决受随机事件影响的非相似型平行生产线的缓冲区容量分配问题,主要工作如下:首先,对综合方法和分解方法两种系统性能评价技术以及非相似型转换技术进行分析和研究,在掌握其技术原理和算法程序的基础上,对直线型生产线进行仿真实验,通过实验和分析掌握其各自特点,为后期解决非相似型流水线和非相似型混杂平行生产线的缓冲区容量分配问题奠定性能分析基础。其次,针对非相似型流水线生产系统,结合分解方法提出一种基于改进型粒子群算法的缓冲区容量分配技术。针对传统粒子群算法因粒子的趋同效应而易早熟的问题,引入一种非线性动态学习因子,通过动态调整粒子的“自我经验”和“社会经验”避免算法早熟。同时为克服算法易陷入局部最优的问题,引入一种自适应概率的交叉算子和变异算子,利用其较强的全局搜索能力使算法跳出局部最优。仿真实验结果表明,该技术显著提升了算法的寻优性能,在解决非相似型流水线的缓冲区分配问题中有效克服了早熟收敛和易陷入局部最优的问题。再次,为解决非相似型混杂平行生产线的缓冲区容量分配问题,提出一种新的非相似型混杂平行生产线缓冲区容量分配技术。该技术引入一种重叠分解技术并结合分解方法对系统性能进行近似分析。同时为提高算法的收敛速度和精度,提出一种自适应柯西变异粒子群算法,新算法在标准粒子群算法的基础上引入了一种动态惯性权重策略,通过动态调整惯性权重值来平衡算法在寻优过程中的全局搜索能力和局部搜索能力。为进一步增强算法跳出局部最优的能力并加快寻优速度,引入一种自适应的柯西变异策略,利用其较强的变异能力使算法更好地跳出局部最优并加快收敛速度。仿真实验结果表明,该技术在求解非相似型混杂平行生产线的缓冲区分配问题中具有更优的寻优性能和更快的收敛速度。最后,利用MATLAB中的GUI图形用户界面对非相似型混杂平行生产线的缓冲区容量分配技术进行软件模块化设计,用户可直接通过图形用户界面输入参数运行并得出结果,具有较强的操作性和实用性。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2020
【分类号】:F273;TP18

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