随着社会的不断进步,半导体行业在国民经济中占据了越来越重要的地位。半导体生产系统是典型的可重入生产系统,除了可重入这一特点外,还伴有生产周期长、工艺复杂、生产环境不确定等特点,是最复杂的生产系统之一。当工件不再被狭义地认为只存在制造系统中时,会发现可重入系统广泛地存在于芯片制造、液晶生产、钢铁行业、汽车制造、航空复合材料、食品加工、化学工程、微生物检测、软件测试、金融财务等领域中,已日益成为一种重要的生产和服务方式,故通过有效的瓶颈管理与生产系统性能分析来提高可重入生产系统的制造能力和绩效水平尤为重要,本文就此展开研究。首先,构建了一个简单但典型的多产品开环可重入生产系统,作为研究的基础。对可重入生产系统中设备生产能力的特点进行分析,提出了设备最优分配条件定理。根据设备最优分配条件定理,构建了可重入生产系统瓶颈辨识的线性规划模型,可对可重入生产系统的瓶颈工作站进行辨识。在同一工作站中,通过分配给每道工序的设备比例之和来判断瓶颈工作站,并通过数值实验证明了模型的有效性。其次,通过设备的合理分配,把存在可重入特性的工作站变成了一个参数变化的流水线式生产系统,降低了分析的难度。对生产系统性能指标与系统参数间的关系进行分析,构建了可重入生产系统生产能力的线性规划模型。对达到生产能力时系统的一些性能指标进行分析,构建了性能评估模型,并通过数值实验验证了模型的有效性。此外,对可重入生产系统性能评估模型进行了修正,使得当外界条件发生改变,随机情况出现时,本文所构建的性能评估模型同样适用。最后,基于Anylogic进行仿真建模,模拟可重入生产系统的实际生产过程,对生产系统的生产能力模型及其修正的性能评估模型分别加以验证,实验结果表明本文所构建的模型是非常有效的。此外,设置对比实验,将本文性能评估模型与Petri网模型、排队网模型、MVA模型等文献中主要的性能评估模型进行对比,证明了模型的优势及准确度,是性能研究方法的一个新思路。本文着重解决多产品开环可重入生产系统的瓶颈辨识和生产性能分析。所探索的瓶颈辨识和性能评估模型,对于只要符合本文假设条件的生产系统都可以直接得到相应的结果,而无需建模求解,不会受到算法复杂性的限制,在保证精确度的基础上,运行效率高,计算速度快,对规模大的系统尤其有优势,降低了认识和管理开环可重入生产系统的难度。