船舶数字化生产线整体构架及关键技术研究

发布时间：2017-10-19 23:25

  本文关键词：船舶数字化生产线整体构架及关键技术研究

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【摘要】：2010年以来，我国造船完工量、手持订单和新接订单三大造船指标已位居世界第一。但是造船大国不代表就是造船强国，与日、韩企业相比，我国造船企业的物料库存占用率高、建造周期长，这大大制约了我国船舶制造企业实现现代化的发展目标。分析造成这一差距的原因，关键还是在于造船模式的不同，因此转变造船模式、推行数字化造船已成为我国船舶工业发展的内在要求。 数字化生产线是实现数字化造船的内在要求，是随着计算机技术、虚拟仿真技术、先进造船技术及建造设备自动化程度不断发展而发展起来的。它是以船舶建造各环节的知识融合为基础，，以虚拟仿真建模与优化为手段，将先进技术应用于船舶的设计、制造、管理的全过程。最终达到柔性生产、均衡生产的目标，从而提高生产效率、缩短造船周期、增加企业经济效益。具体分为以下几部分进行研究： （1）在研究国内外大量文献的基础上，结合其他制造行业有关数字化生产线的定义，对船舶建造数字化生产线进行概括，提出了船舶数字化生产线的整体构架。并从网络及硬件层、业务层、支撑层、数据交换层、应用层各阶层对数字化生产线的集成进行研究，根据各层内所包含系统的特点，建立信息集成体系，实现信息的共享。 （2）以数字化生产线的整体构架为基础，对生产计划管理、建模仿真优化、生产执行可视化监控、信息管理集成等核心技术进行分析研究。以核心技术之一的建模仿真技术为切入点，从几何建模、物理建模、逻辑建模、过程可视化、仿真验证与优化等方面进行阐述，并以实例验证的形式探讨其在数字化生产线上的应用。 （3）以某船厂的平面分段制造车间生产数据为依据，利用仿真软件PlantSimulation建立车间模型。导入生产计划，模拟各个分段建造过程，统计各设备的利用率、阻塞率等数据，找出瓶颈工序，评估生产线能力，分析生产计划的合理性。再利用仿真软件中自带的遗传算法模块进行生产计划的优化，将优化后的生产计划方案执行结果与原始生产计划仿真结果进行对比分析。进一步验证了建模仿真技术在数字化生产线上的应用。
【关键词】：数字化 生产线 Plant Simulation 遗传算法 仿真优化
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U673
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 课题研究背景和意义13-16
• 1.1.1 船舶工业发展现状13-14
• 1.1.2 船舶建造模式的发展趋势---数字化生产线14-15
• 1.1.3 数字化生产线的关键技术之一---建模仿真技术15-16
• 1.2 国内外建模仿真技术研究现状16-19
• 1.2.1 国内外仿真技术发展现状17
• 1.2.2 国内外船舶建造仿真发展现状17-18
• 1.2.3 国内外生产线建模仿真发展现状18-19
• 1.3 论文的主要研究内容及组织结构19-23
• 1.3.1 主要研究内容19
• 1.3.2 论文主要内容19-20
• 1.3.3 论文核心构架20
• 1.3.4 论文创新点20-23
• 第2章 造船数字化生产线23-35
• 2.1 现代造船模式23-26
• 2.1.1 现代造船模式概况23
• 2.1.2 总装造船技术23-24
• 2.1.3 现代造船模式下的船舶建造流程24-25
• 2.1.4 现代造船模式下的船舶生产计划25-26
• 2.2 数字化生产线概述26-28
• 2.2.1 数字化生产线的概括26-27
• 2.2.2 数字化生产线的技术特征27-28
• 2.3 造船数字化生产线的整体构造28-34
• 2.3.1 造船数字化生产线的组成28-29
• 2.3.2 造船数字化生产线构架29-33
• 2.3.3 船舶数字化生产线的集成33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 数字化生产线的关键技术35-43
• 3.1 数字化生产线生产计划管理技术35
• 3.1.1 先行计划编制技术35
• 3.1.2 计划动态控制技术35
• 3.2 数字化生产线生产执行可视化监控技术35-36
• 3.2.1 自动化控制技术36
• 3.2.2 传感器技术和实时数据采集技术36
• 3.2.3 设备功效分析技术36
• 3.3 数字化生产线信息管理集成技术36-37
• 3.3.1 产品数据管理(PDM)技术36
• 3.3.2 信息交换技术36-37
• 3.3.3 数字化制造与工艺集成技术37
• 3.4 数字化生产线建模仿真优化技术37-41
• 3.4.1 造船数字化生产线建模仿真技术概况37-39
• 3.4.2 造船数字化生产线几何建模39
• 3.4.3 造船数字化生产线物理建模39
• 3.4.4 造船数字化生产线逻辑建模39
• 3.4.5 生产线作业仿真验证与优化39-40
• 3.4.6 数字化生产线建造过程可视化40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第4章 生产线系统建模43-55
• 4.1 离散系统的仿真43-44
• 4.1.1 离散事件系统与离散系统模型43
• 4.1.2 离散系统仿真应用于船舶生产系统的可行性分析43-44
• 4.1.3 离散系统仿真步骤44
• 4.2 平面分段生产线概况44-47
• 4.2.1 平面分段生产线特征44-46
• 4.2.2 平面分段生产线工位配置46-47
• 4.3 平面分段生产线建模47-54
• 4.3.1 平面分段生产线几何建模47-48
• 4.3.2 平面分段生产线物理建模48-50
• 4.3.3 平面分段生产线逻辑建模50-51
• 4.3.4 平面分段生产线建模51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 平面分段生产线仿真优化55-69
• 5.1 平面分段生产线仿真模型参数设定55-57
• 5.1.1 生产设备参数设定55-56
• 5.1.2 仿真时间设定56-57
• 5.1.3 仿真目标57
• 5.2 生产计划模拟分析57-62
• 5.2.1 生产计划的模拟57-59
• 5.2.2 设备效率及瓶颈工位分析59-62
• 5.3 生产计划的优化62-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 参考文献71-73
• 附录73-74
• 硕士研究生期间的主要研究工作74-75
• 致谢75-76
• 详细摘要76-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 赵东;周宏;;数字化造船系统研究[J];船舶工程;2006年03期

2 曹玉姣;;我国数字化造船发展现状[J];船舶工程;2008年03期

3 孟宪海;;数字化造船离中国还有多远[J];船舶物资与市场;2005年06期

4 张圣坤,谭家华,柳存根,程敬云;舰船虚拟设计与制造仿真[J];上海造船;2001年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 姚竞争;数字化造船一体化数据平台关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

本文编号：1063946