[发明专利]基于传播动力学的扰动环境下生产网络连锁效应研究方法

说明书

本发明涉及生产车间连锁效应分析技术领域，是一种基于传播动力学的扰动环境下生产网络连锁效应研究方法，以生产系统中的制造节点为节点，生产活动之间的工艺关系为连边，根据建立的生产网络确定传播模型中的参数，任务流入流出的耦合参数，采用5W2H解析法结合工艺路线性理论，根据延误时间和经济损失对扰动强度进行评估判定，将扰动影响程度分为轻微扰动、中度扰动、重度扰动和严重扰动四种，选择网络中不同的节点作为传播源节点进行激活，对生产网络拓扑结构与扰动传播动力学特性之间的相互关系进行深入研究，以揭示扰动环境下作业车间独特的连锁传播规律。本发明为生产车间的平稳运行控制提供有效借鉴和依据。

技术领域

本发明涉及生产车间连锁效应分析技术领域，是一种基于传播动力学的扰动环境下生产网络连锁效应研究方法。

背景技术

个性化定制作为制造企业降低成本、提高竞争力的重要手段被广大企业争相采用。但这一生产方式的变更也将直接诱发紧急订单插入、物料齐套短缺、客户交货期更改等扰动事件发生频率的急剧增加。在车间运行过程中即使生产条件受到微小的扰动，随着生产过程的推进，这些扰动也会不断被传递、累计、放大，最终导致生产进度的极大拖延，生产稳定性的快速下降，严重时还会造成生产过程的混乱和中断。因此，研究制造车间在扰动环境下的传播动力学行为及其演变趋势，对于准确实施预防、修复措施，进而保证生产车间的平稳运行尤为重要，也逐渐成为近年来国内外学者关注的焦点问题。

由于生产系统的复杂性、不确定性等特点，扰动环境下，任何制造环节的异常所造成的扰动都会依附于一定载体进行传播和蔓延，致使生产系统从正常运行到崩溃中断的过程会经历若干个不同的中间状态，这给生产过程扰动传播机理研究模型建立及其求解带来了极大的挑战。目前大多数研究主要侧重于探讨扰动环境下，某些生产属性受到外部扰动或者自身变化时，生产参数在工艺关联关系作用下的波动特点和变化规律，对于扰动对制造单元状态的影响，以及生产系统连锁效应是否能让生产系统继续保持在稳定状态仍缺乏深入的研究。

因此本发明主要将复杂网络传播动力学理论应用于生产系统，对生产网络拓扑结构与扰动传播动力学特性之间的相互关系进行深入研究，以揭示扰动环境下作业车间独特的连锁传播规律。为生产车间的平稳运行控制提供有效借鉴和依据。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于传播动力学的扰动环境下生产网络连锁效应研究方法。

本发明是通过以下技术措施来实现的：

一种基于传播动力学的扰动环境下生产网络连锁效应研究方法，连锁传播规模算法步骤如下：

构建传播模型如下：

步骤1：以生产系统中的制造节点为节点，生产活动之间的工艺关系为连边，加工时间为边权w_ij，确定邻接矩阵A，构成复杂网络视角下的生产系统网络，生成网络图；

步骤2：根据建立的生产网络确定传播模型中的参数，任务流入流出的耦合参数，ε₁、ε₂，制造节点阈值Y_i，计算节点参数

步骤3：采用5W2H解析法结合工艺路线性理论，根据延误时间和经济损失对扰动强度进行评估判定，将扰动影响程度分为轻微扰动、中度扰动、重度扰动和严重扰动四种，对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级，选择网络中不同的节点作为传播源节点进行激活；

步骤4：由传播模型公式(2)以及步骤2中的参数设置更新所有制造节点状态，若x_i(t+1)≥Y_i，则制造节点被激活转为传播态，同时更新时间步长；

步骤4.1:初始化节点状态值，对节点i与紧前工序的边权求和，得到节点的初始负载L(i)，节点的加工能力是节点的固有属性为Capality(i)，定义节点初始状态为