This thesis is concerned with the performance evaluation of a flexible manufacturing system with in-process buffers. In-process buffers are composed of limited input and output buffers.
The first part of this thesis is devoted to investigating a queueing network model for the performance evaluation of a flexible manufacturing system with limited input and output buffers, where machine blocking is allowed and two automated guided vehicles (AGVs) are used for handling input and output materials. An iterative solution algorithm is exploited to approximate system performance measures by using the theory of reversibility. A variety of numerical problems are solved to show the effectiveness of the algorithm in comparison with simulation approach.
The second part is concerned with the same model except that a single automated guided vehicle (AGV) is used for handling input and output materials. An approximation algorithm to derive the system performance measures is developed by characterizing the reversibility of the system rather than by solving the associated conventional balance equations. The algorithm is illustrated with numerical examples.
The third part is concerned with design aspects of a flexible manufacturing system composed of several parallel workstations each with both limited input and output buffers. The optimal design decision is made on "the number of AGVs", "allocation of workload (routing probability)" and "allocation of buffer space" with the given performance evaluation model. Some properties of the system throughput measure are derived to characterize the optimal system configuration.
The last part is concerned with an application to an open queueing network of merge configuration with blocking allowed. An efficient algorithm to derive the marginal queue length distribution is exploited by using the theory of reversibility rather than by solving the associated conventional balance equations. The algorithm is evaluated for its efficiency in comparison with reference works.
본 논문은 제한된 용량의 재공품 입출력 저장 공간으로 인해 공정차단이 일어나는 유연생산체계를 대기 네트？으로 모델화하여 시스템 생산률, 기계 가동률, 평균 대기 행렬의 크기 등의 성능평가를 하는데 목적이 있고, 이때 입출력 저장 공간은 자동물자 운반 장치의 제한된 용량으로 발생하는 공정차단을 완화시킨다.
첫째로, 제한된 입출력 저장 공간을 가진 여러 작업장(기계)과 두대의 자동물자 운반장치로 구성된 유연생산체계를 대기 네트？으로 모델화하여 시스템성능을 평가한다. 대기 네트워ㅋ 모델은 상호연관성을 고려하여 각각의 격리된 대기 모형으로 분해해서 분석되며, 이때 각 작업장의 출력저장 공간과 자동물자 운반 장치로 이루어진 시스템을 분석할 때 정착방정식을 이용하여 균형분포를 구하는 대신 역류가능 대기이론을 이용하여 효율적으로 균형분포를 얻게 된다.
둘째로, 자동물자 운반 장치의 운영교착 혹은 지연이 전체시스템에 미치는 영향을 줄이기 위해 각각의 영역을 한정하여 한 구역 내에서 1대 만이 가능하도록 하자는 이론이 대두되어 이러한 시스템을 분석하고자 제한된 입출력 저장 공간을 가진 여러 작업장(기계) 과 한 대의 자동물자 운반 장치로 구성된 유연생산체계를 대기 네트？으로 모델화하여 시스템성능을 평가한다. 대기 네트？ 모델의 분석방법은 첫 번째 모형에서와 같이 상호연관성을 고려하여 각각의 대기모델로 분해해서 역류가능 대기이론을 이용하여 효율적으로 균형분포를 얻는다.
세째로, 제한된 입출력 저장 공간을 가진 여러 작업장과 자동물자 운반 장치로 구성된 유연생산체계의 최적시스템 구성을 위한 설계문제들이 다루어진다. 앞에서 개발된 성능평가모형을 이용하여 자동물자 운반 장치의 수, 각 작업장으로 운반되는 작업물의 양, 유용한 저장 공간의 입출력저장 공간에의 할당 등에 대한 최적해의 성질이 규명되어진다.
네째로, 대기 네트？ 분석에 사용되었던 근사 해법 절차의 응용문제로 개방 대기 네트？의 기본구조 중의 하나인 병합구조에 대한 문제를 다룬다. 이때, 대기 네트？ 모델은 각각의 격리된 대기모형으로 분해하여 분석되며, 대기모형간의 상호 연관성을 실제적인 도착과정과 서비스에 반영시켜 정착방정식 대신 역류가능 대기이론을 이용하여 효율적으로 균형분포를 얻는다.
