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。     

Energy efficiency optimization analysis of fuel cell/lithium battery hybrid ship based on whale optimization algorithm北大核心CSCD

[目的]为提升船舶的能源利用率,对多因素影响下的燃料电池/锂电池混合动力船舶能效优化方法进行分析。[方法]基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的能效仿真模型,研究通航环境要素对船舶能效的影响。考虑动力源特性和船舶功率需求,提出基于模糊逻辑的功率分配策略,以优化系统能量流动。然后在此基础上,以系统总能耗最低为优化目标,建立考虑多因素的船舶航速非线性优化模型,采用鲸鱼优化算法开展优化模型动态寻优,并进行不同航行方法和航行时间约束下的能效优化分析。[结果]结果显示,在总航行时间不变的情况下,采用所提的考虑多因素的船舶能效优化方法可以降低船舶5.04%的总能耗和13.16%的燃料电池氢气总消耗。[结论]所述方法对船舶节能减排具有积极的作用,同时对提高船舶续航力和经济性具有重要意义。     

改进遗传算法的杂货船装载优化方法分析

针对传统优化方法空间利用率不足这一问题对杂货船的装载问题进行研究,在分析杂货船装载特点的基础上,建立以空间利用率为目标的装货数学模型。在此基础上,同时分析启发式算法和遗传算法获得改进遗传算法,基于改进遗传算法设计一种新的杂货船装载优化算法,并通过实验验证了该算法的有效性和实用性。以文献经典中的一组测试数据为例,对同类型算法进行对比分析。结果表明,基于改进遗传算法的平均空间利用率为98.56%,与其他算法相比具有明显的优势。     

逆向物流中产品回退模型

近年来物流事业的迅速发展和战略地位的不断提高，企业已然开始投入更多的精力、财力在物流方面，并也开始对商业退货逆向物流的各项活动进行优化。本文建立了有关回退产品分拣配送的模型，并在Aimms平台上进行构建和求解。分拣配送问题的优化能够为公司节省运输费用、提高工作效率和质量管理水平。     

近似模型在非均匀环肋圆柱耐压壳优化中的应用研究

为提高潜水器耐压壳的稳定性和材料的利用率,该文在圆柱耐压壳设计中引入了非均匀肋骨布置方案,采用不等刚度不等间距分布的肋骨形式。在优化过程中,引入了近似模型技术,提出基于近似模型的非均匀环肋圆柱壳结构优化设计方法,通过试验设计在设计空间内选取样本点,建立近似模型,并以此搭建了近似模型优化策略对环肋圆柱耐压壳进行优化。研究结果表明,对于非均匀环肋圆柱壳采用合理的肋骨布置方案能有效地提高其力学性能及材料利用率;二阶 RSM 近似模型和 RBF 近似模型均能合理反映样本空间的样本点,基于近似模型优化方法能以较小的计算量克服优化过程中出现的数值噪声和错误。良好的优化结果表明该优化方法具有广泛的应用前景和空间。     

高速电磁执行器的性能优化

针对一种具有强电磁力密度特性的高速电磁执行器开展性能优化研究。建立高速电磁执行器多物理场耦合仿真模型，通过计算得到不同参数对电磁力密度的影响规律，结合量化分析方法筛选得到3个电磁力密度的关键影响因素；采用最优拉丁超立方试验设计方法建立电磁执行器开启过程中的平均电磁力密度及总响应时间的近似模型；基于建立的近似模型构建电磁执行器性能的多目标优化模型，并采用NSGA-Ⅱ算法求解得到Pareto解集，结合最小距离法确定最优解。结果表明：优化后的电磁执行器在开启过程中的平均电磁力密度提升了14.9%，总响应时间减小了26.7%，空间利用率及动态响应特性均得到提升，研究结果可为高速电磁执行器的优化设计提供理论指导。     

基于FlexSim的集装箱码头铁路装卸线建模与仿真分析

以集装箱码头铁路装卸线作业系统为研究对象,在分析该系统作业流程特征的基础上,建立了基于Flex Sim的集装箱码头铁路装卸线作业系统仿真模型,通过模型仿真得到铁路线装卸设备数量与设备利用率、作业线效率之间的关系。经过与实际运行数据比对,该仿真方法可用于集装箱码头铁路装卸线作业系统不同配置方案的分析和优化。     

全局优化算法在船舶结构优化设计中的应用

为了提高船舶龙骨结构在受力过程中应力分布的均匀性和提高材料的利用率,本文采用Hypermesh软件建立了龙骨结构有限元模型,并结合其MORPH功能定义筋板形状变量,建立形状优化模型。随后,将全局优化算法与形状优化模型相结合,对船舶龙骨结构进行优化设计。结果表明,在筋板交错位置增加筋板高度能够有效提升龙骨结构整体刚度,其余位置可以采用较小的筋板高度。本文研究可为船舶龙骨结构改进设计提供参考。     

基于数据集成技术的航道工程BIM预警平台研究与应用

针对传统航道工程中数据信息利用率低、管理效率低和遇险反映慢的问题,进行多源时变异构数据的集成技术研究,基于统一JSON建立公共数据模型,优化传统数据处理方式冗余度较高的问题,提升航道工程数据集成的效率;搭建基于数据集成技术的航道工程BIM预警平台,将实时数据刻画的航道工程现况以直观的形式在BIM平台展示,依托长江干线武...     

基于任务包调度的精益造船制造执行系统

基于作业分解和任务包调度理论,提出以中间产品为导向的精益造船方法。根据造船作业内容和生产能力平衡划分船体分段任务包,在考虑场地资源和人员约束的条件下,建立任务包调度模型。同时,根据造船作业特点建立车间虚拟流水生产系统。在此基础上,开发面向中小型船舶企业的精益造船制造执行系统,实现造船车间的精益化生产。实例分析结果表明,基于任务包调度的精益造船模式及其制造执行系统的实施能显著缩短船舶生产周期,提高人员利用率和生产效率。     

基于遗传算法的船舶零件理料路径规划

船舶零件理料路径规划主要是对零件分拣顺序的规划,针对目前船舶零件理料过程中效率较低、随意性强的问题,提出一种基于遗传算法的船舶零件理料路径规划方法.利用遗传算法,优化零件分拣顺序,缩短理料行程,进而提升理料效率.应用案例表明,算法能够对零件版图做出有效的理料规划,且随着理料需求的变化,能够做出相应的修正以保持算法自身的有效性.模型可解决船舶零件理料路径的设计问题.     

三维可视化配筋在异形沉箱浮坞门设计中的应用

为进一步深化建筑信息模型在水运工程设计与施工领域的应用范围,以信息化技术促进水运工程设计与施工的效率提升,依托某沉管预制厂深坞区全钢筋混凝土沉箱结构预制工程,引入了HIDAS构件配筋软件,针对复杂异形沉箱浮坞门的钢筋模型创建、出图、计量及模型交付等进行研究。研究结果表明：采用Revit软件及HIDAS构件配筋软件相结合的方法,实现结构的三维可视化配筋方案适用于水运工程复杂结构的三维配筋,图纸及计量成果符合规范要求;基于模型与计算交互的配筋方案优化技术可以有效的优化钢筋布置方案,从设计层面提高结构的承载力。本课题研究成果可为类似工程提供参考。     

混凝土钢筋锈蚀的量化计算方法研究

混凝土中钢筋的锈蚀是影响其使用寿命的一个主要因素,因此对其锈蚀状况进行测试及量化研究具有非常重要的意义,本研究首先建立了基于检测信号的钢筋锈蚀量测算模型,然后通过线性极化法对不同外部环境下模拟混凝土孔溶液中钢筋钝化与腐蚀过程中的锈蚀电流密度值进行了测试,并基于测算模型计算钢筋锈蚀量值,最后通过钢筋失重率测试结果及曲线拟合方法对模型的参数进行修正。通过备用试件的实测结果发现该修正后的测算模型能显著提高实际钢筋锈蚀量的检测精度。     

基于禁忌搜索的随舰备件优化配置方法

为解决舰船装备保障要求高与备件资源存储空间有限的矛盾，提出一种基于禁忌搜索算法的随舰备件优化配置方法。采用多智能体技术建立装备维修保障工作流程的仿真运行模型，通过仿真计算备件的满足率和利用率，评估给定配置方案下的保障效能，并得到一组可行的初始方案；在此基础上，以规定的备件满足率为约束条件，以备件携带数量为优化目标，结合多智能体评估模型和禁忌搜索算法对备件配置方案进行优化求解。以舰炮装备为例对该优化配置方法的有效性进行验证，结果表明所提方法具有较强的有效性和优越性，可供随舰备件配置方案的设计参考。     

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。     

沿海集装箱港区泊位装卸效率对单线航道利用率的影响*

随着港口现代化与船舶大型化的发展,沿海集装箱港区的泊位装卸效率也在迅速提高,单线航道利用率也受到了影响。基于计算机仿真技术,建立沿海集装箱港区船舶进出港作业系统仿真模型,着重研究泊位装卸效率对单线航道利用率的影响规律,为港口规划和建设决策提供参考。研究结果表明:提升泊位装卸效率可提高单线航道利用率,港区在提升泊位装卸效率来增加港口通过能力的同时,要兼顾其对航道利用率的影响,否则将会导致航道利用率过高,造成航道拥堵,降低航道服务水平等级。对于实例中的港区规模,建议装卸效率提升幅度不宜超过13%。     

海事辖区无人机溢油监测巡航路径规划

针对海上溢油监视监测能力薄弱问题,提出一种海事辖区无人机溢油监测巡航优化模型与算法。基于海上溢油巡航安全高效、绿色环保和快速反应要求,考虑溢油监测点全部遍历和无人机最大航程等约束条件,以无人机监测巡航路径最短为目标函数建立海上无人机溢油监测巡航优化(MUOSMCO)模型。在传统蚁群算法的基础上,基于精英策略的局部信息素更新改进蚁群算法对MUOSMCO模型求解。仿真表明,所提模型和算法能够快速求出无人机最优溢油监测巡航路径,且溢油监测巡航服务质量和效率也得到了有效提升。研究成果为我国研制海上溢油监测系统提供理论参考。     

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。     

数据链轮询多网优化设计方法研究

采用优化设计方法可有效提升数据链网络的整体性能。文章分析了轮询多网的网络结构及工作特点,提出了基于满足消息响应时间的网络优化设计方法,并在轮询单网优化设计理论的基础上,建立了轮询多网的优化设计理论。该理论将轮询多网问题转换成轮询单网问题,从而使网络优化设计方法得以简化,且能有效提升网络的容量及资源利用率。     

基于DEA的港口集装箱码头效率分析

提高集装箱码头生产效率是港口提升市场竞争力的主要途径.对集装箱码头生产效率的有效分析,是集装箱码头提高生产效率的先决条件.本文论述了进行集装箱码头生产效率分析的必要性和重要性,介绍了现有港口效率评价方法,并阐述了其特点和弊端,根据集装箱码头具有不同量纲的多投入、多产出的特点,建立了基于数据包络分析的港口效率评价模型.通过对我国8家集装箱码头2003年几个重要的数据分析,建立了数据包络分析(DEA)模型并计算各港口的相对效率、规模收益、投入冗余量等指标,据此提出了相应的优化措施.