面向船坞总组场地的分段调度管理技术研究

总组场地分段调度管理系统以资源、任务为核心,以生产计划为驱动,以信息系统为支撑,借助虚拟仿真技术,建立分段调度优化仿真分析模型,提前策划生成较优的总组场地分段布局方案和龙门吊装方案,实现船厂总组搭载阶段的均衡、高效生产,提升船厂信息化管理水平。     

船台起吊能力的优化

本文在收集大量资料的基础上，综合分析了船台起吊能力与船体分段划分、分段重量与尺度、预舾装率、船台周期等相关因素的关系，并针对某船厂的实际生产状况和发展目标，运用模糊数学的方法对船台起吊能力进行了模糊综合评判。同时对臂架式起重机和门式起重机的工作特性进行了分析对比，对某船厂船台上起重机类型的选配方案做了优化，并对投资方案进行了技术经济分析，为新建船厂和老厂技术改造中确定船台的起吊能力提供了一种优化决策方法。     

A simulation optimization approach for solving the dual-cycling problem in container terminals

Dual cycling is an operation technique whereby quay cranes perform loading and unloading operations simultaneously in the same ship bay. In this article, a mixed-integer programming model for quay crane dual-cycling scheduling is developed. The model considers the stowage plan of outbound containers and the operation sequence of quay cranes. To solve the model, a heuristic method, called bi-level genetic algorithm, is designed. Meanwhile, a simulation optimization method integrating the intelligent decision mechanism of the optimization algorithm and evaluation function of simulation model is proposed. Numerical experiments indicate that dual cycling can reduce the operation time of quay cranes compared to the method of scheduling loading and unloading separately. Moreover, the model and algorithms developed in this article can tackle quay crane dual-cycling problem efficiently.     

大型上建总段双车联吊工艺研究

针对某9 400 TEU集装箱船大型上建总段因结构尺寸和质量超过单台龙门起重机的起吊极限这一问题,根据上建总段的结构特点,结合船厂设备设施的条件,提出双车联吊工艺方案。采用船体吊装模拟分析软件对上建总段吊装过程进行模拟仿真,计算双车联吊工艺条件下船体结构的变形和受力情况,完成吊装方案的校验,从而保证该上建总段的顺利吊装。     

Time-domain structural analysis during block turnover and lifting using 2D flexible multibody dynamics

Ship construction involves the assembly of several blocks on a dock. When a block is lifted using a crane, it undergoes deformation. Until now, structural analysis has been applied in a few cases to evaluate the stress on such blocks. Therefore, this study proposes an evaluation method for time-domain stress using 2D flexible multibody dynamics. We adopt the discrete Euler-Lagrange equation to achieve robustness during the numerical integration of problems that involve high stiffness. We formulate the equations of motion of 2D shell elements based on the absolute nodal coordinate formulation, which is an efficient analysis technique for nonlinear and large deformation cases. We also derive the two types of kinematic constraints (ball and fixed joints) between the rigid and shell element, which can be attached to an arbitrary point. Based on the theories, we develop the program to build models, including 2D flexible multibody dynamics and several joints, and to solve the equations of motion efficiently. As a result, it is successfully applied to the dynamic analysis of the block turnover by a gantry crane and the block lifting by a floating crane. The von-Mises stresses that change over time are compared to the maximum yield stress and analyzed according to the wave direction.     

激光测距技术在集装箱拖车定位中的应用

从港口集装箱的装卸工艺要求出发,研究开发了集装箱拖车激光立体扫描测距定位系统,解决了岸桥下吊具与集装箱拖车精确对位的难题。该系统对解决双起升岸桥的集装箱装卸作业等多车道同时作业的问题有很大的帮助。     

曲面分段车间作业排程仿真优化

曲面分段建造是船舶建造过程的重要环节之一。由于曲面分段结构差异较大、工艺流程复杂、多采用固定胎位建造等特点,对于平衡分段建造、提升造船效率具有重要影响。针对曲面分段建造特点,船厂会结合船坞搭载节点制定胎位执行计划表。本文根据某船厂曲面车间胎位执行计划表,制定初始静态胎位作业计划,采用虚拟仿真技术,建立三条固定胎位虚拟流水线,结合启发式算法进行胎位计划排程,减少最大完工时间,得到较合理的胎位作业计划表,验证了启发式优化算法排程的可行性和有效性 。     

半潜式钻井平台克林柱建造工艺

通过对克林柱的基本结构进行分析,并结合船厂实际生产设备情况与建造工艺水平,提出了克林柱分段建造、整体吊装的施工工艺,通过采取有效的工艺措施确保了建造质量和精度要求,为海洋工程项目的特殊结构的建造提供了有效借鉴.     

Optimization of shipyard space allocation and scheduling using a heuristic algorithm

In this article we describe the development of a tool that allows planners to efficiently and effectively plan space within valuable areas of a shipyard. Traditionally, space is considered as resource; however, it is difficult to accurately account for and plan its consumption with the currently available planning software’s. The spatial scheduling tool described in this article can be used by planners to manually or automatically reserve space within the shipyard for construction of large blocks over the entire erection period of the ship. The software is coupled with a heuristic optimization solver inspired by an algorithm used for "3D bin-packing problems." The result is the ability to efficiently generate and compare multiple space allocation alternatives in a reduced time with the ultimate goal of maintaining the critical ship erection schedule. A better solution than manual or semi-automatic allocation of blocks can be obtained through the optimization module.     

基于数值仿真的大型薄甲板总段吊装方案设计优化

根据产品实际及风险控制需求,结合大型薄甲板总段结构特点、门式起重机起吊能力和吊码布置与加强方案,建立有限元模型。应用数值仿真技术,模拟吊排、吊码和总段起吊过程,预报结构应力分布及变形情况。根据预报结果,合理优化吊装与加强方案,为今后类似结构的吊装方案设计及计算仿真提供一定指导作用。     

轨道式集装箱门式起重机能耗试验研究

对集装箱码头广泛应用的轨道式集装箱门式起重机进行了能耗试验,分析了影响起重机能耗的关键因素,得出了起升速度、小车运行速度和大车运行速度对能耗的影响程度,提出了轨道式门式起重机设计与实际操作时的速度参数选择建议。     

76000DWT散货船上层建筑吊点眼板的角度优化

针对某船厂76000DWT散货船上层建筑整体吊装的实际情况,对吊点眼板的角度进行优化分析,通过有限元数值仿真计算分析不同角度的吊点眼板在吊装时的应力及变形情况,绘制应力变化趋势图,找到最优角度。该角度在实际生产中不仅能同时满足两种浮吊的吊装要求,还能提前统一制造,保证吊装计划有序进行,缩短码头周期。     

92500 DWT散货船上层建筑联吊方案设计

以92 500 DWT散货船上层建筑吊装方案为设计对象,针对该船厂上层建筑吊装必须由两台龙门吊联吊完成的实际状况,结合吊装条件及上层建筑结构特征进行上层建筑吊装方案设计。采用有限元方法对吊装载荷工况进行数值模拟,以验证吊装方案的可行性。     

轮胎式龙门起重机防摇技术

八绳防摇系统是对常规的轮胎式龙门起重机防摇装置起升绳悬吊系统进行的改进,对提高轮胎式龙门起重机效率和减轻司机的劳动强度有明显的作用。     

开孔围壳流激振动特性的试验与数值计算研究

对围壳模型进行试验与数值模拟,分析开孔对围壳流激振动特性的影响.首先进行无动力自由上浮试验,在试验中测得了一系列的振动加速度线谱,然后建立与试验相同的数值计算模型,采用大涡模拟法对围壳附近的流场进行了精细的模拟,并将流场的压力作为载荷,运用FEM/BEM结合的方法计算了围壳的流激振动.仿真结果表明,该方法可以清晰的模拟流激围壳振动现象,围壳开孔后会引起流场周期性振荡,从而激励结构振动,产生振动加速度线谱,数值方法计算的振动线谱频率和试验结果接近,平均误差为1.41%.流激开孔围壳振动集中在开孔的导边与随边,尤其是孔腔随边,对这些区域采取控制措施是下一步研究目标.     

资源受限的造船生产计划编制专家系统

采用RCPSP模型和方法研究资源受限的工程计划方法在造船生产计划制定中的应用.利用专家系统开发工具,根据造船生产流程和生产资源约束条件,可实现船体结构生产装配计划制定的自动化.开发了一个原型系统,可以给出合理的满足造船厂生产场地面积、起重能力、人力及生产设备等生产资源限制的造船生产计划.还可以提供造船生产效率、生产资源利用率等生产管理信息.为实现造船生产流程和生产计划编制集成化、自动化提供了一个可行方法,有助于进一步实现从设计到制造的信息集成.     

修船码头移泊调度系统研究

文章针对修船厂码头泊位计划调度安排进行分析,对智能移泊调度系统进行定义,实现人工调度与智能调度的结合,为企业船舶调度管理提供了计算机辅助决策功能。     

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。     

基于分布式专家系统的造船生产流程建立方法

研究应用分布式专家系统工具根据船舶设计信息产生造船生产流程的方法。将专家系统设计为包含结构分段划分、生产规则确定和生产工序安排等专家子系统的分布式结构，使每个子系统具有彼此独立的数据库、知识库和推理机，可显著提高系统运行效率，也有利于系统的维护。对一条散货船的应用实例表明，该方法可有效地给出合理的船体结构生产流程方案，对研究在造船CIM环境下将船体结构设计和造船生产流程、生产计划安排集成起来的方法有实际意义。     

连续泊位调度与岸桥配置协同优化

连续泊位调度与岸桥配置协同优化是集装箱码头提升竞争力的关键因素.针对该问题构建一个混合整数规划模型,以构造算法为核心,通过调整船舶的分配次序,设计了一个新的启发式算法.通过VB6.0软件编程,进行了四组大规模仿真算例实验,结果显示60%的算例在新算法下可获得更优的解,平均改进7.37%,证明了模型和算法的有效性.