船体分段装焊车间资源分配与加工调度研究

摘要

近年来，随着我国制造业的迅猛发展，以智能化与信息化等手段解决实际生产加工问题已经成为现代工业发展的必然趋势。本文选用船体建造为研究背景，在约束资源的合理分配以及不确定时间加工调度方面展开分析研究。针对建造资源调度、船体平面和船体曲面分段装焊车间调度几个关键领域进行研究。运用智能优化方法研究多目标生产调度优化问题。
　　第一，分析了柔性混流装配线在曲面分段车间调度中的表现形式。针对柔性车间调度问题，提出了基于Pareto的多目标改进MOGV算法。结合某船厂曲面分段车间调度实例，采用本文提出的算法对其进行了优化，并与以往文献进行了对比，验证其有效性。
　　第二，分析了船体曲面分段装焊车间制造过程中的不确定性因素。提出了以事件驱动为基础的重调度策略。针对曲面分段车间生产过程中的三种典型的不确定性因素分别进行了数值实验与实例分析。
　　第三，为研究船体分配资源项目，本文从鲁棒性角度提出了资源约束型项目调度模型。对资源约束型项目调度问题(RCPSP)进行优化。结合实例分析每个参数对于资源调度的影响。形成鲁棒性随机资源约束型项目调度(SRCPSP)模型，设计禁忌搜索算法并对其求解，验证了本文提出的SRCPSP模型的有效性。
　　最后，根据以上研究的相关问题，在Visual Basic6.0平台对生产调度软件进行了设计开发。通过求解三个实例问题验证了调度软件的实用性。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题的研究背景

1．2课题研究的目的和意义

1．3国内外研究现状及发展趋势

1．3．1项目调度问题的模型研究现状

1．3．2启发式智能算法的研究现状

1．3．3车间调度问题研究现状

1．4课题主要研究内容

第2章船体分段资源约束鲁棒性项目调度研究

2．1利用网络计划技术构造船舶生产系统

2．1．1网络计划图

2．1．2时间的参数和关键路线

2．1．2关键路径

2．2不确定活动持续时间调度的可调鲁棒性优化

2．2．1先介绍确定性RCPSP的定义

2．2．2确切的解决方案

2．2．3子问题解决

2．2．4优化消减

2．2．5算法加强

2．2．6 Benders的算法和Benders的分解算法如下

2．2．7基数约束不确定性集

2．3计算实验结果与分析

2．3．1计算实验结果

2．3．2计算实验结果分析

2．4结论

第3章面向船体平面分段混流装焊线排序多目标问题研究

3．1船舶制造车间作业分析

3．1．1现代船舶造船模式分析

3．1．2船舶分段生产工艺流程

3．2船体平面分段混流装配线问题描述

3．2．1混流装配线描述

3．2．2船体平面分段混流装配线概况

3．2．3排序问题描述

3．3优化模型建立

3．3．1建模思想

3．3．2数学模型的建立

3．3．2多目标MOGV混合算法的研究

3．3．3算法流程

3．3．4编码与解码

3．3．5交叉与变异

3．3．6多目标的选择策略

3．3．2精英保留策略

3．4基于产品混装复杂性实例分析

3．5本章小结

第4章面向不确定性的船体曲面分段装焊车间动态调度研究

4．1曲面分段装焊车间简介

4．1．1曲面分段装焊车间流程

4．1．2动态调度策略

4．1．3曲面分段装焊车间不确定性因素归纳分析

4．2多目标算法MOGV求解动态曲面分段造船问题

4．2．1重调度问题的解码

4．2．1多目标MOGV算法求解流程

4．3动态调度稳定性研究

4．3．1重调度稳定性数学建模

4．3．2约束条件

4．4区间数的相关介绍

4．4．1区间数的运算

4．4．2区间数解题过程

4．4．3基本定义

4．4．4区间多目标结果分析

4．5实例测试与验证分析

4．5．1实例测试分析

4．5．2焊接装置损坏故障重调度

4．5．3紧急工件插入重调度研究

4．5．4改进MOGV算法性能验证

4．6本章小结

第5章船体建造分段装焊车间调度软件开发与应用

5．1系统总体介绍

5．1．1系统开发软件的介绍

5．1．2系统整体结构介绍

5．2系统模块介绍

5．2．1静态调度计划模块研究

5．2．2多目标生产方案模块研究

5．2．3动态车间调度计划模块研究

5．2．4鲁棒性反应式调度计划模块研究

5．2．5鲁棒性资源调度模块研究

5．2船体曲面分段装焊车间的实例验证

5．3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致谢