果品冷链仓储加工批服务排队网络性能分析方法

水果“最先一公里”加工中,果品冷链仓储加工网络的性能指标取值对该网络中各设备资源协同配置的效果评价至关重要,而果品冷链仓储加工网络具有复杂拓扑结构、缓存区容量有限以及批量服务等特征。针对这些特征带来的网络性能指标求解难的问题,将仓储加工网络建模为有限缓存的批服务开放排队网络,并基于状态空间分解法提出排队网络性能分析方法,以快速准确地求解网络性能指标。将批服务开放排队网络分解为节点模型,包括包装节点和运输节点两类节点;分析各节点的状态转移速率,并建立节点的状态转移平衡方程组;求解各节点的各状态稳态概率,进而求解出整个网络的性能指标。算例求解与仿真对比实验验证了所提方法的有效性。

具有储运单元的柔性流水车间性能分析方法

针对运输批量是变量、具有储运单元的柔性流水车间模型,建立了有限缓存的开排队网模型来描述该问题。依据离散马尔科夫过程的原理,对状态空间分解法进行改良以近似求解该模型。将模型分解为单个到达批量离开(小车前缓存)、批量到达批量离开(小车)与批量到达单个离开(小车后缓存)三个节点,并建立各节点对应的状态空间模型与状态平衡方程。通过仿真模型对比实验验证了状态空间分解法的有效性,并确定了状态空间法求解此类问题的精度。改良的状态空间法为深入了解带储运单元的柔性流水车间的系统性能、对相关系统进行系统设计或资源优化提供了基础。

带批量储运环节的装配制造系统建模与分析

同时包含装配单元及物料储运环节的定制型装备制造系统,由于装配工序的同时性约束和物料的随机批量运输之间存在耦合作用,用传统的建模方法描述时容易产生状态空间的维数灾难。为此提出一种基于带阻塞的有限缓存开排队网建模方法。基于连续时间马尔可夫链的原理,建立了系统各节点对应的状态空间模型及状态转移平衡方程。应用迭代算法求解状态转移平衡方程组,获得系统各稳态状态的概率分布,并给出系统性能指标值的计算方法。最后进行算例求解并与仿真模型的结果进行比较分析,验证了状态空间分解法求解模型的精确性,从而为系统资源的优化配置提供了基础。

具有随机路径AGV的制造系统排队网建模与分析

为了有效地分析具有随机物流路径的生产系统性能,在考虑自动导航小车与制造单元之间关联耦合效应的前提下,建立了具有有限缓存开排队网的性能分析模型,并应用状态空间分解法求解系统性能指标值。由于自动导航小车的运货规则为负荷均衡原则,首先基于随机过程理论证明了假设模型具有马尔科夫性,其次建立各节点对应的状态空间模型与状态转移平衡方程,并给出了系统性能指标值的计算方法。通过算例求解并与仿真模型的统计结果进行比较分析,验证了状态空间分解法求解模型的精确性和有效性。

具有随机路径自动导引小车且多车道嵌套的制造系统排队网建模与分析

为有效分析具有随机路径自动导引小车(AGV)且多车道嵌套制造系统的性能,考虑AGV状态相关随机运输路径和制造系统的不确定性,采用随机过程理论建立具有有限缓存的开排队网模型描述系统特征;扩展传统的状态空间分解法,依据随机路径AGV与前后制造单元的关联耦合效应建立各节点状态模型,通过纯不连续Markov过程理论分析节点状态转移规律;构建迭代算法求解节点状态的稳态概率,并给出系统各性能指标的计算方法;搭建了系统仿真模型,设计了实验案例,并对比排队网模型与仿真模型的实验结果,验证了状态空间分解法近似求解的有效性,同时对系统的性能指标进行了敏感度分析。

带分段环形路径AGV的制造系统排队网建模与分析

针对含物料自动运输环节(automated material handling unit,AMHU)的个性化定制生产系统性能分析问题,文章着重考虑其随机批量运输的特点,提出了该系统的开排队网建模方法。对含AMHU的生产系统进行了描述,并建立其排队网模型;采用改良状态空间分解法,建立了节点状态空间模型,求解并计算出生产系统的性能指标值;与生产系统仿真模型的实验结果进行对比,验证了所提方法的精确性和有效性,为进一步优化配置该类生产系统的资源奠定了基础。

具有非同等并行AGV柔性流水车间的排队网建模与分析

为有效分析具有非同等并行自动导引小车的柔性流水车间系统的性能,考虑制造系统的不确定性以及自动导引小车运输批量的随机性,应用随机过程理论建立了具有有限缓存的开排队网模型描述系统行为;提出了改进的状态空间分解法,并建立了节点状态空间模型,分析多类非同等并行自动导引小车与前后制造单元的耦合效应,并根据Markov过程理论分析节点状态转移规律;构造了迭代算法,并给出系统各项性能指标的计算方法。最后,设计了实验案例,与已有文献及仿真实验的结果进行对比,验证了改进状态空间分解法的精确性,并对系统性能指标进行了敏感性分析。

具有多资源协同约束的作业车间排队网建模与分析

针对定制化生产环境下的人机协同作业车间,研究基于排队网建模的系统性能指标求解方法。考虑系统多资源约束的特点,建立有限缓冲区开排队网模型描述该生产系统的随机过程,并应用状态空间分解法建立各节点的状态空间以及状态转移平衡方程,通过对状态转移平衡方程的求解,得到系统处于各状态的稳态概率,据此近似求解系统各项性能指标。在仿真平台建立系统仿真模型,通过算例实验的结果与排队网模型的计算结果对比分析,系统各项性能指标的相对误差都在11%以内,验证了系统性能求解方法的精确性和有效性。基于排队网模型分析不同参数对系统性能的影响,为进一步研究该类作业车间的资源配置优化问题提供参考。

基于分布式PID控制的时变时延多智能体系统的一致性

研究普通阶多智能体系统存在时变时延条件下的一致性问题.首先,针对系统存在时变时延的情况,结合状态反馈与PID控制提出一种一致性协议;然后,将系统状态空间分解为一致子空间和一致补子空间,采用状态空间分解法将一致性问题转化为渐近稳定问题,给出系统实现一致的充分必要条件;并确定系统的一致性函数的显示表达式;最后,构造Lyapunov-Krasovskii泛函,基于线性矩阵不等式(LMI)给出控制参数的计算方法,采用可扩充性方法降低线性矩阵不等式的计算数量.仿真结果表明,系统的结构拓扑图存在全局可达节点时,系统在所提出的协议作用下通过计算合适的PID参数和控制参数可实现一致性,通过与纯比例控制的结果对比表明,所提出的协议能够消除系统稳态误差,使系统趋于一致.