變動作業計畫約束下離散製造系統動態維護調度研究

《變動作業計畫約束下離散製造系統動態維護調度研究》是依託上海交通大學，由周曉軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：變動作業計畫約束下離散製造系統動態維護調度研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周曉軍
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

以串並混合型離散製造系統為研究對象，開展變動作業計畫約束下系統整體預防性維護活動的動態調度研究。首先，通過分析系統層維護調度的參數構成、基本輸入和狀態轉移等需求，研究建立基於役齡遞減和故障率遞增的混合式修復非新規則，實現設備層的維護調度建模。然後，基於組成本理論和動態規劃方法，分析變動作業計畫對組成本及動態調度過程的約束機制，建立機會維護下系統整體的動態維護調度策略。之後，結合設備層的維護調度模型，研究不同配置下設備提前或延期維護的節餘成本的計算方法，完成系統層維護調度目標函式的構建，實現系統層維護調度策略的分階段的動態最佳化。最後，以三階段四設備組成的離散機械製造系統為測試床，通過仿真運行和對比分析，驗證本研究維護調度策略和最佳化模型的有效性。本研究的動態維護調度理論融入變動作業計畫約束，不僅對提高離散製造系統的維護調度水平具有現實意義，而且將促進維護調度和作業調度兩個研究領域的交叉與耦合。

結題摘要

本項目以串並混合型離散製造系統為研究對象，主要開展了變動作業計畫約束下系統整體預防性維護活動的動態調度研究。首先，通過分析離散製造系統系統層維護調度的參數構成、基本輸入和狀態轉移等需求，研究建立了基於役齡遞減和故障率遞增的設備層混合式修復非新規則，實現了設備層的維護調度建模。然後，基於組成本理論和動態規劃方法，分析了變動作業計畫對組成本及動態調度過程的約束機制，建立了機會維護下離散製造系統整體的動態維護調度策略。之後，結合設備層的維護調度模型，研究了不同配置型式下設備提前或延期維護的節餘成本的計算方法，完成了系統層維護調度目標函式的構建，實現了系統層維護調度策略的分階段的動態最佳化。最後，分別以八設備串列離散製造系統和三階段四設備串並混合型離散製造系統為仿真測試平台，通過仿真分析展示了本研究維護調度策略的具體決策過程，同時通過與其他兩種維護調度策略，即所有作業區間設備都提前維護的策略和所有作業區間設備都延期維護的策略進行對比分析，進一步驗證了本研究維護調度策略和最佳化模型的有效性。 本研究的動態維護調度理論融入了變動作業計畫約束，不僅對提高離散製造系統的維護調度水平具有現實意義，而且促進了維護調度和作業調度兩個研究領域的交叉與耦合。在本項目預定研究計畫的基礎上，項目組還進行了拓展研究，開展了多種維護技術下的多設備離散製造系統的維護調度研究以及考慮產線緩衝區條件下的多設備系統的維護調度研究，並取得了一系列的研究成果。 通過項目組研究成員3年來的共同努力，項目組最終完成了項目研究報告一份，發表和錄用期刊論文16篇，其中SCI/EI論文12篇，包括《Reliability Engineering and System Saftety》、《European Journal of Operational Research》、《Computers and Industry Engineering》等國際知名SCI期刊論文3篇。此外，執行期間項目組還組織或參與了製造系統維護相關的學術會議2次，培養博碩士生6名。