文档介绍：第五章制造系统性能分析
5-1 概述
5-2 基于排队理论的分析方法
5-3 计算机仿真分析方法
5-4 Petri网分析方法
5-5 基于随机过程理论的分析法
5-1 概述
一、系统分析的目的
1. 对已有系统,了解其静、动态行为,求出其性能指标,以便对系统的运行状况进行改进(如计划、调度、控制等方面的改进)。
2. 对于系统设计,作为其迭代流程中的一个环节,为方案、结构和参数优化等提供准确信息。
二、系统分析方法
1. 基于排队理论的分析方法
从宏观角度分析系统的稳态性能
2. 计算机仿真分析方法
详细了解系统的静动态行为,全面分析系统性能
3. Petri 网分析方法
从宏观角度了解系统行为,分析系统性能
4. 基于随机过程理论的分析方法
从统计角度分析系统的稳态和动态性能
5-1 概述(续)
5-2 基于排队理论的分析方法
一、系统模型
工位 1
毛坯
零件
q1
qm
q2
qm-1
工位 2
工位m-1
工位 m
1. 系统组成
系统由M个工位组成,每个工位由多个服务台(机床、运输装置等)组成,第i个工位的服务台数用Si表示,第M工位为输送工位,称为网络的中央服务台。
2. 假设条件
(1) 系统是封闭的,加工完了的零件立即被毛坯所取代(由虚设工位完成),系统内的工件数量为常数,等于托盘数量N。
(2) 工位前的队列可以容纳所有到达该工位的工件,即系统不会发生阻塞现象。
二、系统参数
1. 工位数量 M
2. 每一工位的服务台数量 Si
3. 托盘(工件)数量 N
4. 访问频数 q1,q2,…,qM , 取决于工件的加
工路线,统计得出。也可假设为某种概率分布。
q1,q2,…,qM-1 表示输送装置向工位
1,2,…,M-1 输送工件的概率,
qM 表示工件加工完毕的概率。
5. 工位i 的平均工作速率 Wi
W1 – WM-1 平均加工速率(件/分)
ti=1/Wi 平均加工时间
WM 平均输送速率(次/分)
tM=1/WM 平均输送时间
三、系统性能分析
1. 工位利用率 Ui
定义1:在一个长的运行期间内,工位处于繁忙状态的时间比例
称为工位利用率。
定义2:在长的运行期间内,工位中处于繁忙状态的服务台数量称为工位利用率,即
如果工位只有一个服务台,两种定义等效
因稳态时,工位i 的输出率应等于输入率,即
所以
式中
因
所以将其称为相对利用率。
2. 系统生产率 P
单位时间内输出加工完毕的零件数量称为系统生产率,其计算公式为

3. 极限生产率 Pm
极限生产率由系统中的“瓶颈”工位出现的饱和所限制。设“瓶颈”工位的编号为b,则其极限利用率为
只有一个服务台时
只有一个服务台时