分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法

分布式车间生产调度是企业实现高效生产的一个核心问题,而预防性维修作为保证车间设备安全性和可靠性的重要手段,应纳入生产决策的范围.针对设备维修导致的生产延迟问题,提出了一种辅助校正的仿真优化方法,建立了联合生产和预防性维修调度问题的数学模型和仿真模型,将基于序列交换的遗传算法与仿真校正的优化方法相结合,形成了快速仿真优化...     

炼钢连铸生产模式及优化调度模型

当转炉、精炼和连铸设备数量及加工时间发生变化时所形成的不同生产模式下的炼钢连铸生产对于炼钢连铸调度方法有着不同的要求. 详细分析了炼钢厂存在的主要生产模式下实现连续浇铸的充要条件和必要条件,建立了相应的调度模型,并给出了生产模式变化时的生产调度策略. 针对转炉设备正常工作和部分检修情况下的两种生产模式,通过引入生产模式参数η建立了统一的非线性规划模型. 在国内某大型钢厂生产调度过程应用表明:模型能够适应转炉设备正常和发生故障或检修而导致的生产模式变化,能够快速编制出符合要求的优化调度计划, 在缩短生产模式变化时的调度反应时间、提高转炉钢水出钢量、提高调度优化程度均取得了显著成效.     

考虑生产率调整的多产品EPQ与设备维修整合模型

针对生产计划和维修活动在生产设备方面的安排问题,建立经济生产批量与设备预防性维修的整合模型.考虑了由设备调整及维修活动所引起的停工时间的影响,及由于停工时间所引起的生产率的变动.主要针对两种情况建立模型,一种是在生产周期末对设备进行预防性维修,另一种是在每个设备调整点对设备进行预防性维修,从而进一步对其他预防性维修时间的选择进行说明,设备维修部分运用延迟时间理论建立模型.通过优化所建立的整合模型,即最小化生产计划期内总费用,可同时得到最优经济生产批量及设备预防性维修序列.最后,对所建立的模型进行了实证分析.结果表明,对多产品经济生产批量和设备维修可同时进行优化,避免了分别优化两种情况所产生的订单延迟、维修过度或不足等不良现象的发生.     

基于MRO服务提供商的设备预维修调度

为了解决MRO服务提供商的预维修调度问题,提出了基于设备故障预期的预维修人员优化调度方法。在该研究方法中,分析了MRO服务提供模式及其优点,建立了基于设备故障统计分布的预维修计划时间优化模型,根据模型确定设备的预维修计划时间,建立了设备预维修调度模型,采用量子粒子群算法对模型求解,并比对基于预维修计划时间的先来先服务方法。最后,通过实例示例了基于MRO服务提供商的预维修调度的求解过程,并对结果进行了分析,保证了模型的合理性及算法求解的有效性。     

交互协调对工业生产系统安全观念形成的影响

在分析工业生产安全观念交互适应过程的基础上, 以海洋石油平台为例, 把海洋石油平台上的维修、生产、安全监督等类型的人员作为主体, 考察主体间安全观念的交互和协调过程, 依据安全观念与系统整体需求的适应度大小来判断协调的成功与否, 观念协调回报达到一定值后, 监督会根据实现安全数量不断增加的实际情况, 从参与协调的观念中克隆一个相关联的新观念加入到主体列表中, 体现了安全需求实现过程中随机因素的影响. 采用SWARM2.1.1软件, 模拟安全观念的交互协调过程, 实证结果表明:观念网络化是工业生产系统内安全观念最优的组织形式, 主体的观念交互协调是工业生产系统安全控制的保障.     

修复率变化条件下的k/N(G)系统可用性研究

故障件修复率是可用性模型中与维修人员联系最紧密的参数,目前的系统可用性评估中常将其假设为一个单值常数,即认为维修人员效率相同且保持不变。但实际工作中参与维修的人员业务能力并不一样,且同一人员其修复率也会随维修管理以及其心理状态的变化而变化。针对这种情况,对k/N(G)系统分别建立了考虑维修人员能力差异和考虑维修管理及人员心理状态影响的可用性评估模型。基于生灭过程理论,对这两个模型进行了稳态求解。为维修保障人员的配置管理与决策分析提供了依据。     

钢铁企业煤气混合优化分配模型

高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气是钢铁企业生产过程中的副产品,作为燃料广泛应用于钢铁生产的生产工序中.在实际生产中,不同工序所需煤气的热值差别很大,采用单一煤气供应极易造成煤气过量放散,或者煤气供应不足而影响生产,因此必须对这三种煤气混合使用.即针对不同工序,在备选的煤气混合方案中选择其一,并根据生产需要确定具体的混合量.以煤气放散成本和煤气不足损失成本之和最小化为目标,同时兼顾煤气管网压力与流量平衡,建立了煤气混合优化分配的0-1混合整数规划模型,并考虑了不同煤气混合及能源分配的工艺要求.以某大型钢铁企业的实际生产数据为例,利用CPLEX软件求得了问题的最优解.     

运行状态逐渐恶化的同类设备流维修管理模型

大量同类设备的维修问题具有广泛的应用背景,这样的设置具有运行状态逐渐恶化的性质。虽然有许多文献对这类设备维修问题进行研究,但很少文献在建模中联合考虑其他同类设备运行状态及维修资源有限的情况。Venkatesh等人在这方面进行了开拓性的工作。然而他们只是对一个简单的设备流维修管理问题(FMP)问题进行了研究,仍然存在不足。本文尝试将问题进行扩展,讨论了一类具有多个运作方和维修方的设备流维修优化问题。通过仿真实验,将设备流维修管理与传统的基于条件的设备维修管理进行了比较。结果显示,本文提出的设备流维修策略可以获得更多收益。     

基于本体的工业综合预报警系统设计与实现

针对流程工业制造过程中产生的海量实时数据因数据量大、可读性可理解性差而带来的知识获取困难以及面向应用需求的处理利用不充分等问题,应用本体论建模的方法和技术,构建了一种以测点、区域、生产设备与过程的多级别综合预警报警知识库为核心的综合预警报警系统。通过运用本体知识系统的推理机制,利用分布于企业生产控制网络不同节点上的实时数据,实现了对工业生产过程可能隐患进行综合预警报警等功能。该系统已成功应用于某大型化工企业管控一体化系统中,对提升企业生产本质安全与管控一体化系统应用水平起到了积极作用。     

基于随机系数增长模型的状态维修与EPQ联合优化

针对生产和维修计划共享生产设备的问题,建立了经济生产批量和设备状态监测维修的联合优化模型.运用随机系数增长模型描述设备的退化状态,每完成一个生产批量就对设备进行状态监测.监测到的设备状态由设备的实际状态和监测误差构成,当监测状态达到或超过预防性维修阈值时,需要对设备进行预防性维修并更新,当实际状态达到故障阈值时,设备故障停机,需对设备进行故障维修并更新.基于两种更新情况,建立了更新周期内的费用和周期长度模型,并进一步运用更新回报定理建立了单位时间期望费用模型,通过对模型进行优化,可得到预防性更新状态阈值和每个批量的生产时间两个决策变量的最优取值.最后,通过国内某钢厂轧钢设备的数据资料对模型进行了数值分析,分析结果和实际情况相符合.     

企业生产装备系统维修决策分析

企业生产装备系统的维修管理在企业管理中的地位日益突出,企业为管理维修生产装备系统所耗费的成本也日益高昂。如何确定装备系统的维修周期、维修次数及最优经济寿命周期,成为企业最重要的决策活动之一。针对企业生产装备系统运作实际,提出了基于最低可接受可靠度的可变维修周期的装备费用维修决策策略,并提供了决策模型。通过模型可以科学合理地确定装备系统的维修周期及维修次数,并实现装备系统全寿命周期内系统维修费用最小。     

协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制

针对操作人员难以在有限的光学运动捕捉设备捕捉范围内自由运动的问题,开展了协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制研究。基于光学运动捕捉设备对操作人员的下肢动作进行捕捉,根据实时识别结果控制虚拟人体进行大范围运动。针对维修操作过程中的虚拟人体手部运动控制,分析了虚拟人体的手部交互过程,提出了一种基于动态贝叶斯网络的维修操作智能辅助方法。以某液压缸协同式虚拟维修操作仿真平台为例验证了方法的有效性。该方法实现了对虚拟人体维修操作过程的有效控制,具有实时性好、交互性与感知性强等优点。     

基于生产间歇改进Elman的转炉煤气发生量预测

针对钢铁企业转炉煤气发生量间歇时长波动大,预测精度低的问题,基于生产间歇特征分类,提出基于混沌映射粒子群算法（CPSO）优化Elman神经网络的转炉煤气发生量预测模型（CPSO-Elman）。提取转炉煤气发生量时间序列中生产间歇特征,并根据间歇时长进行分类;引入经混沌扰动改进的PSO算法优化ENN的初始权值和阈值,利用非线性更新的惯性权重以平衡全局搜索与局部搜索能力,并在粒子初始化中添加了混沌映射;构建CPSO-Elman转炉煤气发生量组合预测模型;在预测未来时间内间歇时长基础上,预测转炉煤气发生量。仿真结果表明：所提方法在预测精度上比未经过优化而预测的方法提高了5%左右。     

基于完全信息动态博弈的维修外包策略研究

维修外包可以为企业带来经济效益,降低企业负担.为方便建模,以往研究未区分故障严重程度,且通常假设维修费用为一定值.然而,大型设备一般由若干子系统和单元构成,不同子系统和单元的失效维修费用存在巨大差异.结合前期对失效部件的分类研究结果,在考虑不同故障的维修费用差异基础上,给出了两种不同维修外包策略:1)外包所有故障类型的维修业务,2)外包除了Type-I故障以外的所有维修业务.假定生产设备的拥有者(客户)和提供维修服务方(代理)作为博弈参与人,构建了两种策略下的完全信息非合作动态博弈模型,并给出了基于客户和代理联合剩余最大化条件下的纳什均衡,进而展开了数值分析.结果发现,考虑故障类型差异可以带来更大期望效用.     

基于CATIA的人员作业仿真建模、人因分析与优化

基于人体生理特性、人体测量和作业空间设计的分析研究,利用CATIA软件建立虚拟模拟环境,进行精确的企业现场人员作业仿真,对人员操作进行人因分析,并进一步优化人员操作,以提高作业效率、降低劳动强度、减少动作疲劳,获得最佳的人员作业标准.以国内某制造企业相关工位的作业为例,通过仿真、分析和优化,提出了作业改进方案,改进后的作业最大限度地满足了动作经济原则和操作舒适性原则,提高了工位生产效率.     

设备维修管理智能决策支持系统的研究

本文是关于维修的智能决策支持系统研究 ,旨在帮助设备管理人员利用维修优化模型进行科学决策。首先对设备维修管理决策问题进行了分类 ,并建立了相应的维修优化模型 ;然后提出了系统结构设计 ,说明了系统的特点和功能模块 ;最后对实现系统的关键技术 (数据模式的识别及模糊选择 )进行了分析.     

数字化工厂敏捷维修仿真平台

敏捷维修是后勤保障领域的新概念，对其进行的研究需要一个统一的仿真平台。首先分析了在数字化工厂虚拟环境下建立敏捷维修仿真平台的基本原则、方法和可行性，提出一个双层结构的仿真平台及其总律设计方案，并详细介绍了其具体实现方式。最后，展示了一个数字化工厂环境下的敏捷维修平台的实例，分别以商用优化包及自主二次开发两种方式对它的优化控制层进行了实现，提出了其工作流程。生产前此平台可以对生产中可能遇到的各种分布的随机故障进行模拟，对维修资源进行优化：从而在实际生产中敏捷地开展各项维修活动，减少平均修复时间，提高生产效率；同时它又可与实际生产中采集到的状态数据相结合，从而转化成一个实际的敏捷维修系统。     

基于时间延迟的维修类型优化组合模型及案例分析

设备的缺陷类型有多种, 各种类型的缺陷对设备故障停机影响不同, 为此对设备采用多种维修类型 (日检、周检、月检、年度检修和大修). 目前的检查模型局限于计算单个维修类型的检查周期, 而不能同时确定出各种维修类型的检查周期, 维修类型优化组合的模型尚未建立, 存在"维修不足和维修过剩" 的两大难题. 为此, 首先阐述了各种维修类型之间的关系, 并提出了相应的假定条件. 其次建立了维修类型优化组合模型. 利用时间延迟维修理论计算出该模型中关键的两项: 检查周期T 内故障发生次数的期望值, 以及检查出的缺陷次数期望值. 再次, 提出一种新的启发式算法, 简化维修类型优化组合模型的求解, 有效地克服利用分枝定界法求解模型过于复杂的缺点. 最后是案例分析.     

-R图和预防性维修策略的优化设计

考虑生产设备在运行时出现两种类型的故障,第一类故障导致过程均值发生漂移,第二类故障导致过程标准差发生漂移。利用均值-极差图通过抽样检测对设备的状态进行监控,如果发现过程失控则对设备进行完全维修,否则生产持续到下一次抽样。经过m次抽样检测后对设备实施完全预防性维修。在单位时间平均损失最小的前提下,提出均值-极差图和预防性维修策略的优化模型,给出控制图参数及预防性维修周期的确定方法。数值计算说明所提方法是有效的,最后分析了模型参数对决策变量的影响。     

“罗兰特”和“长剑”在西德竞争

美国和西德两国的国防部长于今年2月初聚会,就用来保卫西德空军基地(12个)和设在西德境内的美国空军基地(7个)的地空武器系统的选择问题进行了磋商。双方达成协议,成立一个联合专家小组,来负责研究各种可能的选择方案。西德希望选用法德联合研制的罗兰特武器系统,由西德部队使用。而美国方面却认为,这不能排除选用其它武器系统。英国人则特别建议选用长剑地空导弹系统(总额5,000万美元),配置在