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。     

考虑任务排序策略的舰船建造车间虚拟制造单元动态调度

为提高舰船制造系统作业调度的柔性和效率,从车间层的作业计划角度出发,研究周期驱动条件下的虚拟制造单元多阶段动态调度问题并构建了动态调度数学模型。模型中考虑了加工任务动态需求、设备加工能力、负荷平衡、同类设备有多台的情况且提出共享资源协调排序策略,以实现最大完工时间和总物料运输距离之和最小化的目标。运用改进蚁群算法与启发式规则的混合算法进行求解。通过某船厂的实际生产数据验证了虚拟单元动态调度方法的可行性和有效性。     

基于混合模拟退火的无人船多点巡航调度

针对无人船多点巡航调度问题，在无人船的电子巡航系统内构建多点巡航调度模型，以达到提升无人船巡航效率以及巡航点任务执行水平的目标。为了求解多目标混合整数规划模型，设计满足出行里程、等待时间和巡航时间等多任务要素混合优化的模拟退火算法，得到降低无人船巡航作业执行成本、提升多点巡航任务响应效率的调度方案，并进行仿真。最后，通过算例验证了该模型的有效性。结果表明，该方法可以有效分配多点巡航任务，节省无人船巡航行驶里程并且提升巡航任务响应效率。     

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     

三基平台数传调度模型

论文根据三基平台的特点,结合数传约束,建立了数传调度模型,提出了多级调度算法.首先计算卫星数传任务的综合优先度,确定卫星数传任务的调度序列,根据任务时间窗口对后续任务的覆盖度分配时间窗口.然后对冲突度较小的无人机数传任务和飞艇数传任务采用高效的先到先服务算法,减少调度的时间.最后通过仿真案例,验证了多级调度算法的有效性.     

基于多船舶技术下的交通客流调度数学模型优化

在多船舶下进行交通客流调度是一个非线性的多目标规划问题,采用传统的线性调度模型会出现稳态误差。提出一种基于拟线性双曲反演控制的多船舶技术下的交通客流调度数学模型,构建多船舶技术下的交通客流调度的控制约束参量模型,采用Riccati拟线性双曲微分方程进行交通客流调度的数学建模,在渐进稳定约束泛函下进行调度模型的最优解向量分析,采用稳态补偿和自适应反演积分调控方法进行全局稳定性收敛控制,实现交通客流调度优化。仿真实验表明,采用该模型进行多船舶技术下的交通客流调度,能提高客流运输量,调度模型的全局稳定性较好,全过程自适应能力较强。     

面向船舶管子加工分组调度的矩阵实数编码遗传算法

分析了船舶管子加工车间任务重且加工进度会严重影响船舶制造进度的问题，结合管子加工成组技术和管件族制造法，建立了船舶管子的混合流水车间多目标分组加工模型。利用矩阵实数编码遗传算法（MRCGA）能对该加工模型建立有效的分组调度方案。该算法能保证在迭代过程中子代个体基因的交叉、变异的合法性和可行性，相较于遗传算法（GA）具有较好的寻优能力和稳定性。结果表明，调度目标最大完工时间降低了46.98%，很大程度上提高了船舶管子加工分组调度车间的生产效率。     

集装箱港口装船作业模式下场桥和内集卡跨箱区联合调度优化

为了进一步缩短集装箱船舶在港靠泊时间,基于场桥作业区域划分思想,综合考虑场桥分配均衡、场桥任务量均衡和集装箱任务顺序等实际约束,以装船任务总完成时间最短为目标,构建场桥和内集卡跨箱区协同调度方法,并设计包含带改进操作的遗传算法进行求解.对比实证分析表明,在装船任务一定的情况下,所提出的调度算法能够进一步缩短场桥和内集卡...     

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。     

分布式实时计算环境下安全任务调度技术研究

当前许多面向分布式计算环境的应用对实时系统提出了安全要求,研究安全的实时任务调度算法成为当前的研究热点。文章分析了当前公开文献中各种实时调度算法的缺陷,针对现有算法的不足,提出了一种适用于分布式实时任务的安全调度算法,该算法以提高实时任务的安全性和可调度性为目标,一方面按照任务的不同安全需求为其提供不同级别的安全服务,另一方面采用启发式实时调度技术,在多个处理机上有效分配并运行实时任务。仿真实验的结果表明,文章所提出的算法相对于其他算法而言,在不降低任务可调度性的前提下,有效提高了实时任务的安全性。     

船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划

针对船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划的问题，对设计软件导出的工件及焊缝信息进行处理，构建机器人焊接工艺数据库，对焊缝特征进行智能化识别，完成基于特征的焊缝焊接工艺匹配。机器人焊接工艺参数规划可有效提升复杂情况下的船舶中组立结构焊接程序规划设计效率。     

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。     

船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案

为提升船舶企业焊接自动化率,研究面向机器人焊接的小组立三维结构模型处理、复杂结构机器人焊接仿真、复杂结构焊接工艺数据库等关键技术,以提高船舶部件的焊接效率和质量.明确船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案:针对加工对象梳理焊接流程;利用软件建立工艺数据库以实现焊接数据处理;完成控制系统设计和总体结构优化.利用该方案构建...     

舰船除锈喷漆机器人的研究与设计

为了改进舰船修造行业除锈、喷漆工作落后的、传统的人工作业方式,设计了一种具有除锈、喷漆功能的机器人装置。该机器人采用直角坐标和柱坐标相结合的设计方法,通过主从遥控控制或自动轨迹规划控制,能够实现平面和曲面作业。详细介绍了该机器人的本体结构、驱动方式和控制系统构成,并对机器人自动工作方式的轨迹规划作了阐述。实践表明,使用该机器人代替人工作业,不仅可以减轻操作工人的劳动强度,还可提高工作效率和施工质量,具有较强的应用价值。     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

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。     

自升式钻井平台桩腿齿条窄间隙机器人自动立焊工艺研究

随着先进制造技术的发展,机器人焊接逐步取代手工焊已成为工程装备行业发展的必然趋势。本文采用一种新型窄间隙机器人自动立焊系统代替传统手工电弧焊,研究一种178mm超厚桩腿齿条板双面同时立焊对接工艺。试验结果分析表明,选用合理的焊接工艺,机器人自动立焊系统在实现良好的齿条板自动化对接的同时,焊缝成形美观,综合力学性能良好。与传统手工电弧焊对接工艺相比,生产效率得到了极大的提高。     

自动化集装箱码头堆场调度规则研究与优化

堆场作业效率是体现自动化集装箱码头海侧装卸船能力、陆侧收发箱水平的重要指标。针对自动化集装箱码头堆场作业过程中出现的堆场调度工况不合理、效率较低的问题,进行堆场调度规则研究。通过对堆场各工况实际作业需求进行分析,确立堆场海侧、陆侧作业调度原则,优化不同工况调度顺序,增加自动化堆场作业重进重出比例,改善自动化码头堆场调度逻辑,并对比调度规则优化前后的堆场作业效率。结果表明,优化后的堆场调度规则可以显著提升自动化码头堆场作业效率和对外服务水平,提高自动化码头核心竞争力。     

湘江船闸的过闸调度算法研究

船闸调度主要任务是确定排哪些船舶及其各自在船闸中相对位置,是一个多目标非线性规划问题。为解决此问题,首先建立调度数学模型,通过研究调度算法进行求解,试验证明船闸面积利用率比前期提高,工作效率得到改善。     

船舶艉轴管镗孔装置数字化改造方案

针对大型船舶艉轴管镗孔过程中存在的工作环境差、加工精度低、加工效率低、加工过程不可视等一系列问题,对现用船舶艉轴管镗孔装置提出改造方案,实现镗孔装置自动化进退刀、中间支撑和镗刀实时调整、在线测量等功能,保证加工精度和效率,改善现场工作人员的工作环境,满足大型船舶艉轴管的全自动精密镗孔需求.