串行生产线的关键路径性能分析与扰动计算

本文主要探讨了串行生产线的性能指标与扰动分析，针对离散事件动态系统（DEDS）中的一种典型应用——串行生产线，作者提出了一种新的关键路径扰动分析方法。首先，通过引入无环向图的概念，图中的每个节点代表生产线上的一个工作步骤，节点间的弧表示步骤间的连接，权重则代表作业时间的随机分布。这个无环向图的构建允许对生产流程的性能指标进行直观表示。 在无环向图中，关键路径是指从起始节点到终点节点的最短路径，其上的时间长度直接影响着整个生产线的运行效率。作者重点研究了如何通过计算节点的裕度（节点的最小权值减去实际权重）和路径的裕度（路径中最短时间减去实际时间）来获取性能指标与扰动参数之间的关系。这种关系的揭示使得关键路径扰动分析算法得以建立，能够快速准确地评估生产线在面对随机参数变化时的性能变化。 传统的优化方法如蒙特卡洛法在处理这类随机问题时效率较低，而何毓琦教授提出的扰动分析方法提供了一个更为高效的方法。通过关键路径的局部表达式，可以直接计算出性能函数对随机参数的敏感度，避免了扰动在整个系统中逐级传递的繁琐计算，从而在保持精度的同时显著减少了计算量。这对于优化生产线的设计和控制具有重要的实际意义，因为这意味着在寻优过程中可以节省大量时间和资源。 本文的主要贡献在于提供了一种针对串行生产线的扰动分析新策略，通过关键路径的分析，提高了生产系统的响应速度和优化效率，对于提升制造业的竞争力具有重要的科学价值和工程应用价值。