船管车间生产数据驱动仿真与调度优化

船舶管子因其复杂的生产形式导致生产计划制定和生产性能评估难以进行。为此，提出数据驱动的生产物流建模与仿真方法。采用IDEF1X建模方法建立船舶管子车间仿真数据库的底层数据结构，基于数据驱动技术和面向对象的生产物流仿真技术，利用仿真数据驱动仿真软件QUEST快速生成船舶管子车间的生产物流仿真模型，并采用先到先加工遗传算法优化生产计划。文章所提方法提高了建模效率，解决了模型难以重用的问题，实现了船舶管子车间生产计划的可视化动态仿真，生产完工时间缩短了7.4%。     

面向船厂管子制造流程的仿真优化

管子生产是造船企业生产组织中的重要的加工环节,其生产计划的制定具有计算复杂性和多约束性的特点。结合仿真与优化算法,首先对船舶管子制造流程详细分析,构建管子生产流水线,并应用Plant-Simulation软件建立仿真模型,对船舶管子生产流水线的瓶颈进行分析,最后应用遗传算法实现生产计划的优化。利用国内某造船厂实际数据进行验证,结果表明该方法能够有效缩短工期。     

船厂管子车间的动态调度方法仿真研究

作为造船企业生产组织中最为重要的加工环节之一,管子的生产及配套进度在很大程度上影响着船舶制造的生产效率。本文在制订初始静态生产计划的基础上,重点分析了船厂管子车间生产中的异常事件及其对生产计划产生的影响和应对策略,应用虚拟仿真技术,对车间交互式操作管理和生产计划的实时动态调整方法进行研究。结果显示该方法能够顺利完成发生异常事件时船厂管子车间的动态调度工作,较静态系统更适用于生产实际。     

船舶制造企业管加工车间作业分析

船舶制造企业各个车间中船舶管子的生产加工车间是其极为关键的组成部分,但目前各个制造企业车间问题不一,本文对管加工车间现状、管子加工工艺特点及面临的主要问题进行分析论证,为实现船舶制造企业生产精益化的目标,提出针对管加工车间的生产作业和计划及绩效推行精益化的思路,从而提高管加工车间生产效率。     

基于多种群混合遗传算法的车间实时调度系统

针对某船厂管子加工车间的实际情况,采用动态柔性调度技术,构建实时反馈调度模型,建立基于多种群混合遗传算法的车间实时调度系统,把动态连续的调度问题变成分块的静态调度问题,使动态问题静态化.针对调度问题的求解特点,提出基于多种群粒子群的混合遗传算法的任务调度算法.运用上述理论和算法,通过仿真和实际应用,结果表明该实时调度系...     

免疫遗传算法在岸基船吊装中的组网优化

岸基船吊装是船舶制造过程中的重要环节,具有并行制造、船台资源依赖度高、易受外界因素干扰等特点,这也使得吊装的调度控制过程更加复杂。随着船舶的尺寸、吨位等参数的不断增加,传统的调度控制已经无法满足船舶制造的要求。本文利用Petri网建立岸基船吊装模型,并提出基于免疫遗传算法的吊装组网优化算法。     

基于改进差分进化算法的船舶曲面分段车间调度

为有效提升船舶曲面分段车间的加工效率,解决已有算法存在的易陷入局部最优解和初始解质量低的问题,提出一种改进的差分进化算法,对曲面分段调度问题进行求解。以最小化完工时间和最小化班组间负荷差距为目标,建立该曲面分段调度问题的双目标数学模型,并采用改进的差分进化算法对该问题进行求解。该改进差分进化算法将全局搜索策略与局部搜索策略相结合,能提升初始解的质量,并加快收敛速度。使用某船厂的实际数据对该算法进行有效性验证,结果表明,该算法能有效求解船舶曲面分段调度问题,能更好地提升船舶曲面分段制造调度作业效率。     

遗传算法在港口船舶调度领域中的应用

以港口企业的研究实践为出发点,从港口船舶调度的优化目标和影响港口船舶调度的因素两方面入手,借助多目标优化和遗传算法在各自算法上的优势,针对港口船舶调度的特殊性要求,将两种算法进行动态融合,并结合实际业务数据进行了模型的构建和求解。     

基于约束理论的船舶管系加工进度计划系统研究

船舶管系生产是船舶建造的一个重要部分,管系生产的进度情况直接影响着全船的建造计划.该研究结合管加工工厂生产管理中的实际问题,通过引入约束管理理论(TOC),开发了适用于船舶管系生产的进度计划系统.该系统集成了管子制品模型、生产资源模型、生产作业模型以及加工数据库,实现了作业计划和生产进度计划编制的自动化.此外,该文评价了系统在应用中所取得的效果,认为系统在管子生产的进度管理、设备利用率和库存等方面均具有较传统方法更优的表现.     

船舶管加工车间内双托盘管理生产作业精益化研究

随着造船工艺日益求精,对船舶管子的制造也提出了新的要求,当下造船企业在管子生产车间中将托盘作为一个计量单位应用到船舶管子的加工制造,在此基础上进行对涉及到的原材料制定采购计划并购买、生产车间根据生产计划进行加工制作,生产出符合质量要求的船舶管路。通过应用流通量管理的模式将传统的造船模式与现代新进的模式加以区分、对比。本论文从船舶制造企业应用双托盘管理生产的角度,对物流管理作为当下船舶造船领域中的一个难题解决,对信息化、标准化的生产模式应用到船舶管加工车间生产进行探讨。     

多工序加工单元的移动机器人调度优化

为合理分配动力电池生产线容量确定单元中移动机器人的任务，优化机器人调度路径，提高调度效率，在考虑设备加工工时、物理位置等约束下，以最小化调度任务时间为目标，建立多工序加工单元单轨约束下多移动机器人调度模型，设计遗传算法并采用MATLAB进行求解，给出不同机器人分配方案下的目标函数值和收敛情况。结果表明，采用所提出的调度方法对单轨多机器人服务范围进行规划能够减少调度时间、提高调度效率。     

船舶维修备件供应调度路径优化研究

文章针对船舶维修备件供应调度成本较高的问题,提出两级保障下维修备件供应调度优化策略;为解决基地级备件供应调度路径不合理和基层级装备维修效率低的问题,引入软时间窗的概念,建立了带软时间窗的两级保障下船舶维修备件供应路径优化模型;通过设计优化算法中的算子来改善遗传算法的局限性,提高算法收敛速度,并将算法运用到问题的求解当中;运用MATLAB编程求解目标函数,并用相关案例验证了该模型的有效性,为船舶维修备件供应调度路径的规划提供参考。     

基于事件驱动的板材切割作业实时调度方法

船舶板材切割存在工艺流程复杂、加工任务多变、加工装备随机停台等情况,生产计划依赖于管理人员通过经验进行人工现场调度,效率低且难以实现生产资源的优化,容易造成任务脱期。基于船舶切割车间的五维数字孪生建模方法,建立事件驱动的切割作业实时调度模型,通过生产现场的状态驱动生产资源的重新调度,并利用免疫遗传算法进行求解,实现切割作业任务的动态调度优化。应用表明该调度模型可以动态响应生产现场的随机状态变化,自动对切割作业任务进行重调度,提高生产资源的利用率,降低切割作业任务的脱期率。     

面向多约束的船舶组立构件建造作业调度方法研究

为了提高船舶中小组立等中间产品建造作业调度能力，提升船舶建造效率，提出面向多约束的船舶组立建造作业调度方法。首先，分析船舶组立建造的工艺流程和作业调度方法，综合考虑机器小组、工艺和交货期等多种约束条件，以建造周期最短为调度目标，建立船舶组立建造作业调度数学模型；其次，综合运用算法分解策略及调度规则，设计改进的最短作业优先调度算法实现模型求解；最后，以某船厂建造车间一定生产周期（17天）的中小组立先行中日程计划为对象，验证该方法的有效性和实用性。研究结果表明，所提出的面向多约束的船舶组立建造作业调度方法相较于当前的调度方法，排产周期压缩22小时，即缩短了原有周期的16.18%，有效提高了生产计划排产和作业调度效率。     

双资源约束下的船舶管件柔性生产车间调度优化

针对船舶管件柔性车间的复杂制造环境，建立以完工时间为主要优化目标、以设备资源和辅助资源为约束条件的双资源约束柔性生产车间调度问题模型，设计一种改进布谷鸟算法对其进行求解。针对问题特征及复杂性，在布谷鸟算法核心框架不变的基础上，提出一种莱维飞行自适应步长因子；同时，设计基于2种局部搜索的巢寄生策略，并引入模拟退火算法，以解决工序维、设备维和资源维的调度优化问题。将该算法应用于企业实际生产模型，结果表明：改进算法能有效避免设备资源冲突，具备较好的综合调度特性。     

Petri网在船舶MES构架中的应用研究

首次将Petri网理论引入到造船企业车间实时调度问题之中,分析了平面分段建造流程,建立起相应的Petri网模型;通过仿真计算,为建造现场调度方案的制订提供了依据。该研究为船舶平面分段制造流水线的实时有效调度和控制提供了新的方法,进而为船舶MES的建立奠定了技术基础。     

在船舶管系设计中的一种简易精度控制的方法

在船舶管路系统设计中，弯管数量占管子总数的一半以上，管系的设计和加工直接影响到造船的进度和产量。采用矢量代数理论建立了完整的管子设计模型和计算公式，并就轮机专业工程师在TRIBON系统中进行管路放样给出了一种简易的三角函数方法和计算机电子表格程序。     

基于MOGA的船舶推进轴系校中优化方法

根据轴系实际情况,综合考虑轴系校中需优化的技术指标（优化目标）,并结合相应的约束条件及参变量,建立多目标优化模型。针对轴系校中优化的特点,采用多目标遗传算法（MOGA）对轴系校中优化模型进行求解计算,快速且精确地得到最优轴系校中状态。该方法可提高船舶推进轴系校中质量和优化效率,为轴系校中优化设计提供理论指导。     

基于航道与泊位资源协调调度的船舶交通优化

将港口航道与泊位资源协调利用,可最大限度地提高港口运营效率。对此,以所有船舶总在港时间和等待时间最少为目标,建立基于单向航道的多目标船舶调度优化模型。根据港口不同区域的交通流特征,建立初始化约束、流量转换约束、时隙分配约束和泊位冲突消解约束等多个约束模型。设计多目标遗传算法进行求解,并设计有针对性的模拟场景进行验证;以港口某一繁忙时段的20艘船舶为例,进行调度试验。最终得到8个Pareto最优解和2个目标的最优解:总调度时间为2.618 6 h,添加惩罚后总等待时间为23.012 4 h。结果表明:该模型及算法给出的调度方案能有效提高船舶的调度效率。     

双向通航港口船舶调度优化模型与算法

为提高双向通航港口船舶调度的安全性和调度效率,研究双向通航港口船舶调度优化模型和算法。考虑船舶属性和船舶交通状况等因素,基于船舶调度安全性、连续性和高效性要求,建立以单向/双向通航模式转换、航道与泊位协调和安全性为约束的双向通航港口船舶调度多目标优化模型;设计双向通航港口船舶调度多目标遗传算法获取最佳调度方案。对试验所求的调度方案进行一般性安全检验、双向通航安全检验和双向通航与单向通航转换安全性检验,结果表明:提出的双向通航港口船舶调度优化模型与算法能在保证安全的前提下有效获取船舶调度方案,提高双向通航港口船舶调度效率。