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。     

面向智能制造的分段小组立工位制节拍化生产模式

工位制节拍化生产模式是船舶分段建造阶段实现智能制造的有效方式之一,为充分研究论证工位制节拍化生产模式在分段建造环节应用的可行性,特选取分段小组立流水线开展相关研究和试验论证工作。通过开展一系列试验,规范和固化分段小组立施工工艺和标准作业时长,有效提高分段小组立流水线单位面积的产量。试验结果表明,工位制节拍化生产模式是有效提升分段建造效率的重要途径之一,需基于标准化作业和准时化需求配送来实现,仅完成单个环节的改造无法充分体现工位制节拍化生产模式的应用效果。     

机器学习预测船舶分段车间机器人作业时间分析

船舶分段T梁焊接工位已实现机器人作业,实际作业时间与离线编程软件预估理论时间相差较大,船舶车间量化派工效益难以体现。基于此,提出一种多类型焊缝线性模型,基于机器学习,训练各类型焊缝权值,得到模型函数,预估船舶分段T梁焊接工位作业时间,并可推广到小组立、中组立、涂装等满足作业物量与作业时间呈线性或接近线性分布的车间。     

大型船舶平面分段智能车间的物流系统

目前,车间级的物流系统调度问题研究主要通过信息采集和现场监控解决,并没有通过优化算法进行实际分析。本文主要研究大型船舶平面分段智能车间的工件、物流设备的调度问题。首先将平面分段中的不同工位进行重组,同时将天车和卡车进行并行处理。其次引入有阻塞的混合流水线车间调度模型,搭建大型船舶平面分段智能车间物流系统的数学模型。最终基于粒子群优化算法(PSO),计算部件加工时间最短的数值仿真。     

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。     

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。     

基于数据挖掘的船舶平面分段智能调度模型设计

为了平衡船舶平面分段调度的决策速度与性能,克服调度优先规则与优化算法各自的弊端,开发智能调度原型软件,以配置7个工位的船舶平面分段流水线为例,经过调度知识模式和特征定义、灰狼算法求解、训练数据构建,构造决策树、神经网络、支持向量机三种机器学习模型,从中选取与研究问题最匹配的模型,实例计算对比模型的调度性能,验证了所提模型的有效性。     

多规则融合的船体小组立部件装焊作业调度算法

针对小组立装焊作业周期长、场地资源利用率偏低等问题。以最小化装焊作业完工时间为目标,考虑了装焊过程中的先序约束,人力资源约束和场地空间资源约束,建立小组立装焊作业的调度模型；设计了多规则融合的船体小组立部件装焊作业调度算法；利用最化小总时差规则优化装焊任务序列,利用最短可用模式规则优化任务的工人分配,利用改进的初始配置规则与最大化残余空间利用率规则优化小组立装焊的空间布置。最后,从实际船舶制造过程中收集的数据进行验证,结果表明,装焊作业完工时间缩短了21%,证明了该算法的有效性     

分段调度优化与堆场规划研究

为解决公司目前分段堆场堆放混乱、分段难查询等问题,综合分析各部门分段建造及船舶合拢的一般规律.提出了分段调度和场地规划方案.对提高分段场地利用率、保证生产顺利进行具有重大现实意义.     

船舶平面分段单流水线反应式模糊调度研究

本文针对船舶平面分段流水线调度过程中加工时间和交货期的不确定性,采用模糊化手段进行调度决策。为了应对船舶平面分段生产过程中的急件插入的情况,提出描述船舶平面分段单流水线反应式调度问题的数学模型,以最小化模糊最大完工时间makespan、最大化平均AICD、最大化平均AISS为调度目标,设计了求解模型的一种多目标文化基因算法。基于解的形式采用有效的变异、交叉操作,并嵌入局部搜索算子以增强算法搜索能力。本研究通过makespan和satisfaction两个指标反映算法的有效性,通过甘特图模拟仿真调度过程,为实际船舶平面分段的生产建造提供决策支持。     

推拉结合的船舶分段智能车间高级排程方法

为实现流水线和工位按节拍生产且产能最大化,车间作业计划与实际生产要素相匹配,分析船舶分段智能车间的作业对象和工艺流程,建立以薄板平面分段流水线为主线和传统工位为支线的工效模型,通过推拉结合的方式,实现船舶分段智能车间高级排程,为车间执行层提供有效管控手段,最后以国内某船厂豪华客滚船分段制造流水线为对象,验证该方法的有效性.     

面向智能制造的船舶小组立中间产品工艺路线

针对传统的船舶小组立制造工艺路线,简述小组立中间产品概念,提出小组立工艺路线智能化改进的原则和方法,构建小组立智能生产线。重点阐述小组立智能生产线各工位的功能及作业流程,详细解析小组立智能生产线的关键技术,为提高船舶小组立制造的效率和质量提供有效支撑。     

基于层次聚类的船舶建造分段运输日志分析

为提高生产效率,合理地对船舶建造过程中分段工序流程进行系统性的分析研究,采用层次聚类算法对2种不同船型的分段运输日志进行分析,得出各船型分段建造的典型工序流程类别。对数据预处理方式和不同数据点间距离的计算方法对层次聚类结果的影响进行讨论。此研究可对后续的分段工艺链路模型构建和优化方案制订提供重要的基础。     

舾装件在船体小组立阶段的布置

为提高船舶舾装件的预装率,需要将一些舾装件在船体分段建造的小组立阶段进行安装。主要通过对船体小组立的形式和小组立阶段舾装件的分类进行分析,进而介绍舾装件在船体小组立阶段的布置。     

船舶分段涂装并行施工调度优化

以国内某大型造船厂为背景,对船舶分段涂装施工调度问题进行优化,达到缩短分段涂装施工周期的目的。通过对分段计划管理模式的应用研究,分析船舶分段涂装的网络计划模型,制订船舶分段涂装生产分级网络计划模型,明确船舶分段涂装并行施工调度的优化方向,即引用基于遗传算法的模拟退火分层遗传算法(Simulated Annealing Hierarchical Genetic Algorithm,SAHGA),通过在算法中引入模拟退火的思路,改善算法对问题最优解的求解效率,对低层网络计划进行优化,使船舶分段涂装生产周期满足建造计划的需求。     

基于仿真的室内装焊工场分段建造方案评估与优化

基于仿真的生产调度方法,以室内装焊工场的分段建造(含分段总组)为研究对象建立三维仿真模型,通过仿真模拟输出仿真运行数据,实现对特定建造方案下的物量、场地利用率及生产计划等参数的准确评估。针对建造方案中的不合理之处,通过采用基于序列的优化方法对生产计划及场地布局等进行优化。实例分析结果表明,该优化方法可缩短分段建造周期、提高场地利用率,从而为生产计划的制定和生产调度水平的提升提供支持。     

船体分段装配单元决策研究

子装配划分的自动实现方法是装配CAPP的研究难点,针对船体装配工艺设计自动化程度低,影响船舶建造周期和质量,设计了分段装配单元决策系统,建立了分段装配信息模型,基于模糊数学理论,提出了分段装配单元划分的模糊聚类方法,实例表明该方法是合理可行的.     

船舶平面分段流水线多目标模糊调度的改进粒子群算法

针对船舶平面分段建造过程中广泛存在的不确定性问题,考虑在平面分段流水线调度中引入更贴近实际的模糊调度。以模糊数表示加工时间和交货期,以最小化最大完工时间、最大化平均满意度为调度目标,建立平面分段流水线多目标模糊调度问题的数学模型,设计了求解该问题的改进多目标粒子群算法。提出一种按反Logistic曲线规律动态变化的惯性权重,从而在一定程度上平衡算法的全局和局部搜索能力;嵌入由3种邻域结构随机排列构造的变邻域搜索算子以增强算法的局部改良性搜索能力;采用一种基于拥挤距离的非支配解动态维护策略以提高解的分布性。结合实例数据,通过对算法进行比较,证实了各项改进措施的有效性,以及所设计算法求解平面分段流水线多目标模糊调度问题的优越性。     

大型复杂分段组立流程优化研究

为进一步缩短船舶分段制造周期,提高分段产出能力,通过分析典型船体分段建造工艺流程,厘清工作任务的紧前紧后关系,找出影响整个分段制造周期的关键路径。在此基础上,通过采取分道建造小组立和增加中组立数量的措施,对关键路径上的装配任务进行工艺分解和流程优化,在总工时投入基本不变的情况下,使整个复杂分段制造工期缩短20%。通过设计图纸和数据的双重落地,将该分段组立流程优化结果应用于实船建造中,从而有效缩短分段制造工期,提升工艺设计和生产管理能力。     

船舶分段建造工程工期、成本、质量综合均衡优化研究

针对当前实际在船舶分段建造工程管理中,人们较少针对工期、成本、质量综合优化的研究,提出通过研究船舶分段建造过程中的工期、成本、质量之间的相互制约关系,得出工期、成本、质量之间的综合均衡优化模型,并利用多目标优化理论和粒子群算法对模型进行求解。该方法能够得到船舶分段建造工程项目管理中的控制目标。