串行齿轮加工自动生产线可靠性建模与仿真分析

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生产线是工业生产的重要组织形式,可靠性是衡量生产系统性能的重要指标。改进生产线的可靠性对于提升产品质量、提高生产效率具有积极意义。可靠性分析研究是改进生产线可靠性的基础性工作。本文依托国家科技重大专项“轿车变速箱齿轮加工自动生产线”(2011ZX04001-041)和中央高校基本科研业务费汽车专项种子基金“轿车变速箱齿轮加工自动生产线性能分析与优化”(CDJZR13110071),以串行齿轮加工自动生产线为研究对象,对生产线的可靠性建模与分析问题进行了深入地研究,为改进齿轮加工自动生产线的可靠性提供了有用的科学依据。  本文首先研究了串行生产线可用度的分析方法。针对带有缓冲区的串行生产线,把生产流动性与可靠性分析相结合,运用马尔可夫随机过程理论,推导了稳态下串行生产线可用度的计算方法;在对生产线故障状态分析的基础上,重新定义了生产线的平均故障间隔时间(MTBF)和平均修复时间(MTTR)。然后,研究了面向可靠性分析的生产线仿真建模。结合已建成的齿轮加工自动生产线,讨论了机床、桁架机械手及缓冲区等自动生产线组成部分的建模方法。在eM-Plant仿真环境下,建立了输出一档齿轮自动生产线(Ⅰ线)的仿真模型,运用概率统计的方法得到该生产线的MTBF和MTTR,并对提出的生产线稳态可用度计算方法的有效性进行了验证。最后,以两级串行生产线为例,分析了机床失效、机床维修等因素变化对生产线可靠性指标MTBF和MTTR的影响规律。以四台机床和一个缓冲区构成的串行生产线为例,分析了缓冲区位置变化对生产线可靠性指标MTBF和MTTR的影响规律。
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