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船舶总装建造阶段典型调度问题建模与优化
| 论文题名： | 船舶总装建造阶段典型调度问题建模与优化 |
| 关键词： | 船舶建造;分段堆场;优化调度;离散仿真;遗传算法 |
| 摘要： | 21世纪迈入信息化时代，造船制造业发生了翻天覆地的变化，中国虽然已经成为世界第一造船大国，但还不是造船强国，船厂的很多生产计划与实际作业脱节，产生了较大的资源浪费。船舶是一个复杂的离散型系统，多种因素在时间和空间上共同影响着建造计划的进行。本文结合船厂作业特点，使用Plant Simulation仿真平台模拟船厂实际作业情况，利用遗传算法进行优化，进而得到最优的船舶建造计划，消除计划的不连续性和资源的不均衡性，提高造船效率，降低造船成本。论文的主要内容和研究成果如下： （1）介绍了船舶制造业的现状并阐述了国内造船生产中的问题，对分段堆场调度过程、龙门吊资源均衡、离散系统仿真技术等方面的国内外研究现状进行归纳总结，发掘前人工作的不足找出本文研究的创新点。对于离散事件系统仿真软件、Plant Simulation功能及特点、遗传算法的实现进行分析，确定Plant Simulation离散仿真软件和遗传算法在本文船舶建造仿真应用上的可行性，为后续研究做铺垫。 （2）针对分段堆场调度优化问题，以大连某大型船厂为研究背景，基于Plant Simulation仿真平台构建模型，展示了该厂一年内平板车执行每月调度计划的综合移动难度变化图，考虑分段堆场调度中的时间和空间约束，以分段的综合移动难度最低为优化目标，利用遗传算法进行优化，并对不同初始负载率的堆场的实验进行了分析和比较，结果表明，优化后的进场分段停放策略有效降低了分段综合移动难度，同时发现分段的综合移动难度与堆场的初始负载率成正比。 （3）针对船坞分段搭载过程中的多约束条件下的龙门吊资源平衡问题，基于Plant Simulation仿真平台构建模型，以两台龙门吊搭载任务数量差最小为优化目标，利用遗传算法进行优化优化，并以大连某大型船厂的实际分段搭载计划为仿真数据进行实例验证，结果表明优化结果可有效平衡两吊车的作业负荷。 |
| 作者： | 李卉 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李瑞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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