智能制造系统AGV小车及缓冲区容量仿真优化

    3.2仿真优化方法

    

    任务拒绝率是企业拒绝新订单的比率，任务拒绝率越高，意味着企业失去更多的订单，从而企业总产值下降，这是企业不希望看到的结果。以任务拒绝率为优化目标的优化方法如图4所示，仿真之前给定一个任务拒绝率的期望值，仿真时设定ACV容量和各缓存初值，ACV容量从1开始一直到5。设图2中缓存BO1，B11，B21，B31，B12，B22，B32初值为Noi-sz取值参考表1所得实验结果，缓存BO1-B32每一次仿真的实际容量为Bo，一32 } ACV小车的容量为C，图4一图6参数变量表示含义相同。然后进行一次仿真，观察所得的任务拒绝率是否达到预设的期望值，如果符合则得到的1组ACV容量与各缓存值为仿真结果，直到5种ACV容量都仿真完成，否则将毛坯仓库缓存增大并进行一次新的仿真，直到任务拒绝率达到预设的期望值。
 

 

    图4 以任务拒绝率为目标的优化方法

 

Fig.4 Task reject rate optimization goals

    

    对于设备利用率，企业因为对设备投入了很大的成本，特别是一些先进的加工中心，企业特别希望设备利用率越高越好，才不会造成产能浪费。文献[6」在仿真优化过程中发现当缓存不够大时，设备的利用率不够高的一个主要原因是由于缓存过小造成了堵塞。图1所示的制造系统简图，每一个加工中心的线后零件缓存饱和之后，加工中心就会被堵塞，无法进入线后零件缓存区，完工的零件只能在加工中心上等待，直到下一级出现空位，等待过程将严重影响设备的利用率。以设备利用率为优化目标的优化方法如图5所示，ACV容量与各缓存参数设置和上述以任务拒绝率为目标的优化方法相同，然后进行一次仿真，观察3个加工中心是否堵塞，如果堵塞则增加该加工中心的线后缓存直到该加工中心不再堵塞，3个加工中心都不堵塞，就可以得到1组ACV容量与各缓存值的仿真结果，然后再进行下一种ACV容量的仿真实验，直到5种ACV容量全部仿真完成实验结束。
 

 

  图5 以设备堵塞率为目标的优化方法

 

  Fig.5 Equipment utilization optimizing goal

 

    对于ACV利用率，ACV是制造系统中的运输环节，如果运输环节的效率太低，系统中的工件不能及时被运输到加工中心上，导致设备闲置，而且完工的零件不能被及时运回成品仓库，也会对设备造成堵塞。以ACV利用率为优化目标的优化方法如图6所示，ACV容量与各缓存参数设置和上述以任务拒绝率为目标的优化方法相同。仿真前预设ACV利用率的期望值，然后进行一次仿真，观察所得ACV利用率是否达到期望值，如果不能达到，则增加ACV运行速度，同时增大各线前、线后缓存，然后再进行一次仿真，直到所得仿真结果达到期望值。如果符合可以得到1组ACV容量与各缓存值的仿真结果，然后再进行下一种ACV容量的仿真实验，直到5种ACV容量全部仿真完成实验结束。ACV利用率在现实生产中要达到100%的可能性很小，因为任务的到达和加工过程的时间都是随机的，ACV每次满载的机率很低，因此ACV利用率预设期望值为90%。
 

 

图6 以AGV利用率为目标的优化方法

 

    Fig. 6 AGV utilization optimizing goal