基于虚拟流水的船舶曲面分段建造空间调度方法

针对具有时空耦合特性的船舶曲面分段生产调度问题,提出以充分利用场地资源为目标的基于虚拟流水生产方式的空间调度方法,建立了曲面分段生产调度流程。通过分析曲面分段具有不规则外形轮廓、空间和时间双重占用以及虚拟流水生产方式的特点,建立了曲面分段空间调度的总体框架。提出虚拟流水生产方式与空间调度相结合的调度方法,形成了分段生产顺序与空间调度过程相互衔接的机制,解决了曲面分段空间调度过程中分段建造顺序的问题;提出碰撞检测算法与优化规则筛选相结合的曲面分段空间布局方法,解决了不规则轮廓的曲面分段空间排布问题;提出基于虚拟流水生产的人力资源分配方法,实现了资源围绕固定工位的流转生产。通过应用曲面调度实例对以上关键技术进行了验证。     

基于仿真的船舶分段建造动态空间调度

为缩小船舶分段空间调度计划与实际作业安排之间的差别,提出了一种基于仿真的船舶分段建造动态空间调度方法。针对分段建造的不同阶段,在分析影响因素的影响形式基础上提出了动态调整策略,包括定位延时策略、进度控制策略和吊运等待策略,调整分段建造过程以适应影响因素的作用。构建了船舶分段建造仿真模型,实现了分段建造在影响因素作用下动态空间调度的仿真。以实际数据为输入进行仿真分析,结果表明,该方法制定的调度计划与实际作业情况接近,且能够为分段生产计划优化调整提供指导。     

采用混合遗传算法的分段涂装组合优化研究

针对船体在分段涂装作业中,存在着涂装车间利用率低和分段涂装计划滞后的情况,对分段涂装的情况进行研究并提出合理的分段涂装组合优化调度方案.把分段送入涂装车间进行分段涂装作业的问题理解为是具有多种约束的装箱问题.提出用启发式混合遗传算法对此类问题进行求解,给出具体的算法步骤,试算结果表明所提出的调度方法能有效地提高涂装车间空间利用率和分段涂装作业的工作效率.     

交货期惩罚下柔性车间调度多目标Pareto优化研究

针对传统作业车间调度问题的局限性,结合实际生产过程的特点和约束条件,建立路径柔性的作业车间调度仿真模型。采用连续空间蚁群算法,对柔性车间作业进行多变量、多约束下的调度布局优化设计,在考虑各个机器提前/拖期完工的惩罚值,所有机器上的总负荷、成品合格率和最大设备利用率等性能指标更加合理情况下,为每次迭代产生的邻域解集作为Pareto非支配排序,防止算法操作过程中劣解的产生,提高求解效率。并与自适应免疫算法和交换序列混合粒子群法的优化结果进行对比,该算法可有效改善基本蚁群算法的停滞现象和全局寻优能力差的缺点。目前,该方法已在某机械公司进行示范,在提高加工效率、降低生产成本、减少协作费等方面效果显著。     

基于DMPSO算法的大型船舶动力部件生产车间布局优化

大型船舶动力部件必须具有良好的内部组织和极高的尺寸精度要求,合理的车间布局能有效改善工艺,降低设备间的物料搬运成本。以降低车间物料搬运成本为目标,采用二维向量表征设备的空间位置,建立相应的布局数学模型,并用一种新模式粒子群优化算法对模型进行求解。该算法根据粒子的分布情况和算法所处的迭代阶段来动态改变惯性因子大小,并对每个粒子的飞行情况进行调整,从而提高了粒子搜索到全局最优解的可能性。通过对比三组加速因子方案选取最优结果来提高算法的寻优质量。最后给出了船用曲轴车间布局算例,结合车间实际情况得到了优化后的布局,并对优化后的车间布局进行三维可视化建模。结果表明,该算法有较强的寻优能力,能有效减少物料搬运费用,在实际车间布局中切实可行。     

带阻塞限制的船舶分段生产流水线调度

针对船舶分段生产流水线中船舶分段所占空间和重量大的特点,结合流水线阻塞限制、准备时间等特点,构建了阻塞流水线调度模型。以最小化分段完工时间为目标,采用基于最小位置值的编码,将连续的布谷鸟搜索算法用于求解离散的调度问题;提出一种基于改进的随机NEH启发式规则的初始化方法改进布谷鸟搜索算法,使初始种群具有多样性,提高搜索的性能。通过算例验证了改进布谷鸟搜索算法解决带阻塞的Flow-Shop问题的有效性。结合某造船企业实际数据进行应用,结果表明该调度模型和方法在企业中能获得比当前生产流水线更好的调度方案。     

基于时空约束的船体曲面分段车间调度方法研究

船体曲面分段的生产调度问题流程复杂且具有时空耦合特性,其排产计划和调度方案的制定过程缺乏规范的流程及高效的方法,是船体建造过程中的瓶颈。对此提出了基于时空约束的曲面分段车间调度方法,该方法首先建立包含时空约束的调度问题数学模型;其次综合运用规则及分解策略,设计合理、简便的启发式算法;最后以船体部分曲面分段建造过程为例进行了实例验证。结果表明,所提出的基于时空约束的曲面分段车间调度方法使分段生产效率和车间场地利用率均有明显的提高。     

基于自适应天牛须算法的航空发动机管路布局优化

针对航空发动机外部管路系统设计过程中布局效率和空间利用率较低的问题,提出一种基于自适应天牛须搜索算法的管路自动布局方法。该方法在原算法的基础上加入自适应变步长机制,使其在具有高效性的同时能搜索到更优的解。在描述复杂空间障碍物时,采用将附件和管路分开建模的方式,一方面建立机匣附件的轴向包围盒,并在包围盒内部构建小范围的附件栅格信息矩阵;另一方面,对已布局管路分段处理后采用线段求交的方式做出干涉性判断,在此基础上根据某种度量选择本条管路的避障策略,以达到充分利用敷设空间的目的。建立管路布局问题的数学模型,并以管路长度和压力损失作为优化目标完成路径的规划过程。最后,通过仿真实例证明所提方法的可行性。     

基于人工蜂群的空间资源受限项目调度算法

针对空间资源受限的项目调度问题,提出一种基于人工蜂群算法的解决方案。以船舶建造分段制造问题为背景,对不同种类的资源进行抽象和建模,建立了空间资源受限项目调度问题的数学模型,在串行调度生成方案、基于配置空间理论的启发式二维空间分配算法等基础上,提出基于人工蜂群的空间资源受限项目调度算法,实现对这一问题的综合求解。对不同规模的问题实例采用不同算法进行对比,结果表明所提算法在相对较短的时间内可以获得较优的调度方案。     

空间调度问题的非线性规划分析求解方法

针对多场地有未完工分段的船舶分段空间调度问题,提出综合时间和空间资源利用率的指标-场地平均时空利用率,并以此为目标,运用运筹学方法构建考虑加工优先顺序、交货期等因素的非线性规划模型.研究了模型在其他特殊空间调度问题中的适用性.结合某船厂实际数据对模型在空间调度问题中的应用进行了实例验证,结果表明,该模型在空间调度解的质量和模型应用范围等方面都取得较优效果.