一种串行生产线整线生产率的估值方法.docVIP

一种串行生产线整线生产率的估值方法 　　【摘 要】 为准确估计烟草行业常见的串行生产线整线生产率数值，以膨胀烟丝生产线为例，采用串行线建模伴以分解算法对整线生产率数值进行测算。结果表明：该方法可以完整考虑设备串行联接形式，有效综合此该类生产线运行时各工序因故障带来的设备停机对整线生产率的渐次影响。方法的相对误差较实际管理中的通常做法，即以瓶颈工序的名义生产率代替整线生产率-该做法误差在10%以上，有较大提高达到约3%。对于类似的串行线，该方法在调整模型参数后可直接应用于分析或优化场合。 　　【关键词】 串行生产线 分解算法 瓶颈 生产率 　　【Abstract】 While serial production line is common in the tobacco industry， the whole line throughput is often roughly estimated. Usually，the bottleneck nominal rate is used instead， wherein the error is shown to be over 10%. Taking the D.I.E.T. production line as an example， we present in the paper a method based on serial production line modeling coupled with decomposition algorithm， which takes all the line- throughput determining factors into account. The new method exhibits a relative error at about 3%， which is better than the general one. 　　【Keywords】 Serial production line；Decomposition algorithm；Bottleneck；Throughput 　　整线生产率指标（常以批次/h、箱/h等为计量单位）不同于单机组或工艺段生产率指标，它是测算、衡量、分析和优化生产线整体性能的关键指标之一。现实中，烟草生产加工环节较多，加工设备、存贮设备及输送设备的联接结构多种多样，这使得该项指标的估值常不能通过简单方法获得；同时，该问题内在的随机性、非线性和状态空间的指数增长特征[1][8]，也给数值化估计方法带来相当的挑战。实际工作中，一般均通过经验方法或以瓶颈工序生产率代替的方法大致事后确定。这种做法带来的直接问题有：①无法在生产线设计阶段准确核定现实生产率，难以在生产线之间进行合理的生产率匹配；②由于缺少数值化估值方法，使得生产线设计时难以针对储柜配置组合或各工序生产率分配进行整线生产性能优化；③投产运行后的生产线出现生产率问题时，常无法量化分析生产率失配的原因；④难以区分生产率失配的原因究竟来自生产调度等软性因素还是生产线设计等硬性因素。 　　近年来，研究者针对这一问题开展了大量工作：刘佳璐[9]以两工作站单缓存为基本单元，通过近似分解方法对串并联结构的生产系统性能进行了数值计算，并通过仿真对比验证了方法的精度。Chrissoleon T. Papadopoulos等[5]使用马尔可夫链直接算法、分解方法、扩展方法和合并方法说明了对离散生产线性能的主要分析过程；利用枚举方法、遗传算法、模拟退火算法处理了生产线的设计和优化问题。Jingshan Li等[1]使用系统论方法和递归合并技术分析了生产系统的主要问题，对主要的性能指标如生产率、在制品库存量、服务水平等给出了算法。C.L. Curry等[4]使用排队论方法详尽而深入地分析了常见的生产线，涉及M/M/1/、G/G/1/、G/G/m/、M/M/1/b等排队模型，对有限缓存的串行生产线采用phase-type分布进行了数值算法开发。烟草行业对此类问题的研究有：秦磊[10]利用系统仿真方法，开发制丝生产线仿真平台，用于在投产前对制丝生产调度方案进行仿真。刘宁[11]利用Petri网建模工具，构建了烟丝生产流程的Petri网流程模型，并利用模型对制丝生产流程中涉及的时间、成本、资源消耗等实现定量分析。刀贵荣等[6][7]利用仿真和建模方法对卷烟生产线废料回收物流系统进行了分析和优化，处理了系统能力不足、回收效率低、资源浪费、空间受限等问题。然而，对烟草生产线（制丝线、膨丝线、打叶线或卷包线）整线生产率估值这一问题尚未见报告。因此，选择膨胀烟丝生产线，配合模型参数辨识和分解方法估计整线生产率数值，旨在为测算、衡量、分析和优化烟草生产线整体