混流装配系统复杂性建模及其应用研究

The issue of complexity of mix-model assembly systems has become one of important challenges for achieving mass customization. The research on some concrete issues of the complexity of systems is emphasized in current methods applied entropy modeling while an integrated theoretical system of manufacturing complexity is ignored to promote. In addition, the current models proposed on structure complexity are only applied in a simple serial structure of assembly systems and they are difficult to apply parallel systems.From a view of system science, using information entropy and probability theory relevant theoretical research achievements for reference, the mechanism of manufacturing complexity is analyzed and the complexity models on the structure, process and monitoring of mix-model assembly systems are proposed. As a result, an integrated theoretical system of manufacturing complexity is promoted and using it to measure the complexity of manufacturing systems and the aim of forecasting and controlling to the systems' behavior is achieve. Finally, the models developed are used to demonstrate the validity and scientificalness by constructing the models of schedule horizon and schedule adherence and prospect well in mix-model assembly enterprises.

混流装配系统的复杂性问题已成为制约多品种混线生产的重要问题之一。现有研究中注重对系统复杂性中某些具体问题的探究，疏于构建一套完整的装配系统复杂性建模体系。其次，目前已提出的混流装配系统结构复杂性模型中，仅适用于较为简单的串行结构装配系统。针对以上情况，本项目从系统科学的思想出发，运用信息论、概率论及调度理论等相关理论，首先对混流装配系统的复杂性特征与机理进行分析，在此基础上，分别建立系统的并行结构、静态计划及动态过程复杂性模型，以此构建一套完整的混流装配系统复杂性建模体系，对系统的复杂性进行测度，从而准确计算出系统复杂性产生的累积性影响，并最终通过降低系统的复杂性来提高混流装配系统的整体性能，为解决产品多样化引发的装配系统结构和运行优化问题提供了新的方法和思路，具有重要理论和工程应用价值。最后，将所构建复杂性模型在实际混流装配系统中应用，在验证其科学性及有效性的同时，展示了其应用前景。

混流装配系统的复杂性问题已成为制约多品种混线生产的重要问题之一。本项目依照计划对混流装配系统的复杂性开展了系统深入的研究：1.对混流装配系统的复杂性特征进行了研究。从多个层次仔细梳理装配系统在系统结构、运行及调度过程中出现的各种复杂性特征，构建了基于分层模型的装配系统复杂性概念模型，为一般装配系统复杂性研究提供理论基础。2.对混流装配系统的结构复杂性进行了深入研究。从研究产品模块相关性对混流装配系统复杂性的影响机制与描述方法出发，分别建立了基于信息熵的并行和混联等复杂结构的混流装配系统结构复杂性模型，从而更加全面和准确地反映产品多样化对混流装配系统结构的影响机理和模式特征。3.对混流装配系统的静态复杂性开展了深入研究。针对影响装配生产过程的静态特征进行研究，并对其在不同层次上的特征进行划分，分别建立基于一般静态复杂性和全息静态复杂性的系统装配复杂性模型，并将所建模型应用于实际混流装配系统的计划排序问题研究中。4.对混流装配系统的动态过程复杂性进行了深入研究。依据混流装配系统的动态特征，将动态过程复杂性划分为完全动态过程复杂性及实时动态过程复杂性，并分别建立基于两种动态特性的系统复杂性模型，最后通过引入调度符合度概念，并分别建立不同策略下的调度符合度模型，使得混流装配系统的动态复杂性模型在实际混流装配系统中得以应用。本项目在混流装配系统复杂性建模方面取得较大突破，取得原创性成果。项目共计发表高水平期刊论文 5篇（包括运筹学领域SCI一区论文1篇)，其中SCI收录3篇（3篇国际期刊的累积影响因子达到6.2以上)，EI 收录 2 篇（国内权威期刊)，出版专著1部；培养研究生5名（包括2名留学生)。项目研究成果丰富了装配制造系统复杂性理论研究，推动了学科发展，具有重要科学意义；同时也为解决实际制造企业的产品多样化引发的装配系统结构和运行的优化问题提供了新的方法和思路，具有重要的工程应用价值。