船坞搭载计划优化及应用

作     者：王永刚 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：余建军

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：搭载计划 工序资源临界点 计划序列 改进粒子群算法 仿真分析 

摘      要：船坞搭载计划是船舶企业建造计划的核心,是整个造船计划的指挥棒,船坞搭载计划的好坏直接影响着船舶建造周期和成本,进而影响企业的竞争力,如何构造出在一定工期内生产有序、资源均衡的搭载计划,对造船企业意义重大。本文从现有船舶搭载计划管理过程中存在的问题出发,以船坞搭载过程整体工序为研究对象,以缩短工期和资源均衡为研究目标,以资源受限项目调度问题研究(RCPSP)为理论依据,运用改进粒子群算法(PSO),通过仿真实验方法,研究搭载计划中隐藏的规律,进而解决如何缩短搭载工期和资源均衡问题,归纳提出实用的计划编排方法和管理思路。本文首先对船坞搭载工作进行研究,提出现有搭载计划存在的问题,构建搭载计划研究模型。然后运用改进粒子群算法,构建搭载计划数学模型进行分析,通过仿真实验逐步揭示搭载计划工期与资源投入的关系,提出了“工序资源临界点概念,并指出如何构造最优的计划资源配比,进而研究资源供应与计划序列之间的关系,用科学手段论证计划序列的价值。之后,针对搭载计划在实际应用的四种情景开展研究。第一,研究资源供应受限条件下的搭载计划特点;第二,研究搭载计划如何应对运行过程中出现的突发情况,并提出解决办法;第三,研究最优计划序列在各种资源供应条件下的表现,证明其在实际生产过程中的价值;第四,从资源整合角度出发,分析复合工种使用与资源配置之间的关系,给企业用工政策提供科学建议。最后,将算法方案运用到两个实船案例进行优化效果验证。第一个实例是一艘大型客滚船,通过对实船计划仿真分析,验证了“工序资源临界点理论和“最优序列理论对单船搭载任务的适用性;第二个案例是多船并行搭载案例,介绍了多船并行搭载计划特点,通过运用改进粒子群算法,仿真验证了“工序资源临界点理论和“最优序列理论对多船并行搭载任务的适用性。