考虑缺件因素的装配流水线建模与分析

摘要

针对装配流水线中因关键零部件短缺导致的生产效率低下问题，构建了引入缺件扰动的生产线模型，系统分析了缺件对生产性能的影响并提出改进方向。在方法上，研究采用马尔可夫过程对双工位场景进行精确分析，同时针对多工位场景，运用分解方法实现对复杂系统性能的高效近似评估。仿真结果表明，该分解方法在保证估计精度的同时显著提升了计算效率，其平均估计误差控制在0.91%以内，单次求解时间低于1s。大量的数值实验用来深入分析缺件概率和零件到达速率对生产系统性能的影响。研究发现，对于平衡生产线，优化零件到达速率和缺件概率的最佳位置主要集中在生产线的中心区域及其附近，且中心线下游位置的改进效果优于其对称位置。最后，建议生产者及时调整零件供给速率，确保零件到达速率高于加工速率的最小值，并尽可能降低缺件概率，以提升生产效率。特别指出，缺件概率越低，进一步降低缺件概率对吞吐率的提升效果越显著。研究结果为考虑零部件短缺情形下的生产线建模与优化提供了理论依据与方法支持。

关键词

缺件 / 马尔可夫过程 / 分解方法 / 性能分析

基金资助

国家自然科学基金委基础科学中心项目(72188101)