1、40組xzdzzxcjc自動(dòng)化車床管理摘要本文是為解決自動(dòng)化車床連續(xù)加工中出現(xiàn)的故障及更換刀具的問題。有效的發(fā)現(xiàn)并解決故障，可以提高自動(dòng)化車床生產(chǎn)加工的效率，減少生產(chǎn)成本以及優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)管理。為解決題目中三個(gè)問題，我們建立了三個(gè)優(yōu)化模型。對(duì)于問題一，我們把每個(gè)零件損失費(fèi)的期望F確定為評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立了一個(gè)離散型隨機(jī)優(yōu)化模型。首先，我們對(duì)已知數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性分析，并通過卡方擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，認(rèn)為刀具壽命服從正態(tài)分布。然后，我們利用計(jì)算機(jī)枚舉出所有換刀間隔與檢查策略，求得最優(yōu)解即每個(gè)零件損失費(fèi)期望最小值為2.9696元/件。此時(shí)檢查間隔n為251件刀具更換間隔m為524件。最后，我們還對(duì)結(jié)果進(jìn)行了可行性分

2、析，發(fā)現(xiàn)方案符合實(shí)際。對(duì)于問題二，考慮到零件的檢查工作存在誤差,勢(shì)必使總的損失費(fèi)用增加，我們?cè)谀Ｐ鸵坏幕A(chǔ)上建立模型二。首先根據(jù)實(shí)際，我們分四種情況計(jì)算了刀具故障損失費(fèi)。然后，我們假定其它故障服從均勻分布，計(jì)算了其它故障損失費(fèi)。最后，我們以每個(gè)零件損失費(fèi)期望最小為目標(biāo)函數(shù)，建立了一個(gè)單目標(biāo)優(yōu)化模型，并通過計(jì)算機(jī)窮舉出所有方案，求的最優(yōu)解為9.5229元/件。此時(shí)，檢查間隔n為18件,刀具更換間隔m為540件。對(duì)于問題三，考慮到誤檢停機(jī)損失費(fèi)遠(yuǎn)高于一次檢查費(fèi)，我們?cè)谀Ｐ投幕A(chǔ)上調(diào)整了檢查方案建立了模型三。其中新檢查分案為：若一次檢查零件合格，則再檢查一次，若仍然合格，則認(rèn)為工序無故障，否則認(rèn)為

3、出故障；若一次檢查零件不合格，則認(rèn)為出故障。首先，我們對(duì)以上新檢查方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要評(píng)估，發(fā)現(xiàn)其有效降低了誤檢率。然后，我們用類似問題二的解決方法，求得最優(yōu)解為7.8711元/件，最小損失費(fèi)比模型二減少了17.35%。此時(shí)檢查間隔n為58件刀具更換間隔m為522件。最后，我們從五方面對(duì)模型三進(jìn)行了靈敏性分析。我們分別單獨(dú)把零件損失費(fèi)、檢查費(fèi)、調(diào)節(jié)恢復(fù)費(fèi)、換刀費(fèi)、誤檢停機(jī)損失費(fèi)降為200元、10元、2000元、1000元、1000元，發(fā)現(xiàn)每個(gè)零件損失費(fèi)期望值各降低了16.85%、4.75%、2.06%、4.13%、1.45%.雖然參數(shù)變化幅度不相同，但我們還是能明顯看出零件損失費(fèi)和換刀費(fèi)對(duì)總損失費(fèi)的

4、影響是很大的，調(diào)節(jié)恢復(fù)費(fèi)對(duì)損失費(fèi)期望影響很小。關(guān)鍵詞:離散型隨機(jī)優(yōu)化模型正態(tài)分布卡方擬合優(yōu)度檢驗(yàn)靈敏性分析1問題重述1.1 問題背景隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，制造業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)也已進(jìn)入自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)代。在大型生產(chǎn)車間里，自動(dòng)化車床已經(jīng)取代人工而成為生產(chǎn)的主角。因此對(duì)自動(dòng)化車床能夠進(jìn)行高效經(jīng)濟(jì)地管理，便能夠在工業(yè)生產(chǎn)中做到“高產(chǎn)出，低消耗，少排放”，使得自己在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位。對(duì)于一個(gè)工業(yè)化企業(yè)而言，在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，“成本最小化，效率最大化”已經(jīng)成為其至關(guān)重要的生存之道。對(duì)于國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展而言，這是實(shí)行“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”國(guó)策的一個(gè)重要方面。因此，自動(dòng)化車床管理的研究對(duì)企業(yè)、對(duì)國(guó)家都

5、有著重大的意義。而本文便是針對(duì)自動(dòng)化車床建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的管理方案。1.2 需要解決的問題一道工序用自動(dòng)化車床連續(xù)加工某種零件，由于刀具損壞等原因該工序會(huì)出現(xiàn)故障，其中刀具損壞故障占90%，其它故障僅占10%。工序出現(xiàn)故障是完全隨機(jī)的，假定在生產(chǎn)任一零件時(shí)出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)均相同。工作人員通過檢查零件來確定工序是否出現(xiàn)故障。現(xiàn)積累有150次刀具故障記錄（見附錄一），故障出現(xiàn)時(shí)該刀具完成的零件數(shù)如附表?，F(xiàn)計(jì)劃在刀具加工一定件數(shù)后定期更換新刀具。已知生產(chǎn)工序的費(fèi)用參數(shù)如下：故障時(shí)生產(chǎn)的零件損失費(fèi)用f=300元/件；進(jìn)行檢查的費(fèi)用t=20元/次；發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行調(diào)節(jié)使恢復(fù)正常的平均費(fèi)用d=3000元/次（包

6、括刀具費(fèi)）；未發(fā)現(xiàn)故障時(shí)更換一把新刀具的費(fèi)用k=1200元/次。1）假定工序故障時(shí)產(chǎn)出的零件均為不合格品，正常時(shí)產(chǎn)出的零件均為合格品，試對(duì)該工序設(shè)計(jì)效益最好的檢查間隔（生產(chǎn)多少零件檢查一次）和刀具更換策略。2）如果該工序正常時(shí)產(chǎn)出的零件不全是合格品，有1%為不合格品；而工序故障時(shí)產(chǎn)出的零件有25%為合格品，75%為不合格品。工序正常而誤認(rèn)有故障停機(jī)產(chǎn)生的損失費(fèi)用為1500元/次。對(duì)該工序設(shè)計(jì)效益最好的檢查間隔和刀具更換策略。3）在2）的情況，可否改進(jìn)檢查方式獲得更高的效益。2模型假設(shè)及符號(hào)說明2.1模型假設(shè)1. 假設(shè)工序出現(xiàn)故障是完全隨機(jī)的，且生產(chǎn)任意零件時(shí)出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)均相同。2. 假設(shè)題目

7、所給的數(shù)據(jù)均正確有效。3. 假設(shè)刀具更換或者故障排除后，工序回到初始狀態(tài)繼續(xù)生產(chǎn)。4. 假設(shè)更換刀具及排除故障時(shí)間很短，可忽略。5. 假設(shè)生產(chǎn)任意零件所需的時(shí)間相同。6. 假設(shè)隨機(jī)變量是相互獨(dú)立的。7. 假設(shè)故障發(fā)生在兩次檢查間的概論均勻。2.2 符號(hào)說明f故障時(shí)產(chǎn)生的零件損失費(fèi)（元/件）t檢查費(fèi)用（元/次）d發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行調(diào)節(jié)使恢復(fù)正常的平均費(fèi)用（元/次）k未發(fā)現(xiàn)故障時(shí)更換一把新刀具的費(fèi)用（元/次）m單位換刀時(shí)間間隔n單位檢杳時(shí)間間隔P刀具平均壽命o樣本方差L(x)刀具壽命分布函數(shù)l(x)刀具壽命正態(tài)分布密度函數(shù)q刀具順利生產(chǎn)m個(gè)零件而未損壞的概率1w,w一把刀具完成零件數(shù)的期望f,f每個(gè)零件損失費(fèi)的期望fi到換刀周期時(shí)換一次刀具地?fù)p失費(fèi)f2每個(gè)零件因其它故障造成的損失費(fèi)的期望f3誤認(rèn)有故障停機(jī)產(chǎn)生的損失費(fèi)用gl刀具生產(chǎn)m個(gè)零件未損壞，也沒有檢查出不合格零件的損失費(fèi)g