船台（坞）总装网络规划及其仿真研究

发布时间：2017-04-11 21:13

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【摘要】： 船舶工业是关系国防建设和国民经济建设的重要支柱产业,我国造船总量连续多年居世界第三位,但造船效率与日韩等造船强国仍有较大差距。生产效率的提高在很大程度上取决于造船计划与管理。船台(坞)是船厂最重要的设施,其数量、尺度是决定船厂生产能力的主要依据。船台(坞)生产能力决定了每年船厂生产量,因此,如何使得船厂充分发挥船台的能力,优化船台(坞)吊装网络,实现资源均衡合理配置,有计划地缩短船台周期有着重大的意义。 虚拟仿真技术可以动态模拟产品真实制造过程,不消耗任何真实制造资源,预测制造系统状态,从而可以做出前瞻性的决策和优化实施方案,被广泛应用于复杂制造系统的设计、调度和规划中。虚拟仿真技术已成为解决复杂制造系统分析、设计、控制及管理的有效手段,但虚拟仿真作为一种实验方法,只能对方案进行评估和验证,其本身不包括智能决策方法,严重制约了虚拟仿真技术的进一步发展。近年来发展起来的仿真优化技术弥补了这一缺陷,它一方面解决了传统优化方法无法处理复杂系统模型描述的问题,另一方面也为仿真增加了智能决策机制,对于船台吊装网络优化仿真具有重要的意义。 本文基于船台吊装管理、船台物流仿真、船台总装仿真、船台网络优化等几个方面,开展了若干问题的研究。 1.基于QUEST的船台物流仿真根据船台吊装网络物流仿真的需求,提出了面向对象的船台资源建模方法,在此基础上,实现了对于船台的面向对象描述。同时将面向对象描述的船台模型与Quest连接,并研究了基于Quest的船台物流建模方法。 2.基于DPM的船台合拢工艺仿真 本文利用达索公司的数字制造工艺(DPM)按照船台合拢计划进行3D装配合拢仿真与验证。利用验证的结果分析出产品的可制造性、可装配性,从而确定计划的合理性和可行性。本文介绍了DPM仿真机理和方法,结合达索公司的数字工艺规划软件(DPE),提出将DPM用于船台吊装的工艺仿真。 3.基于蚁群算法的船台吊装网络的优化 吊装网络优化问题是典型的NP难题,人工计划很难达到最优化,针对这一问题,本文提出用船台吊装网络的蚁群路径描述,在此基础上提出了船台网络优化的蚁群算法信息素浓度更新规则,蚁群路径启发规则等,实现了对于船台吊装网络的优化,实验表明基于蚁群算法的船台吊装网络优化具有较好的效果。 4.系统原型开发 在以上研究成果的基础上,本文开发了船台吊装网络管理系统,系统在Delmia Quest/DPM的支持基础上,实现了船台吊装网络仿真优化、船台资源管理、船台吊装工艺管理、船台调度管理等功能模块。 本文在Quest物流仿真和基于DPM工艺仿真研究的基础上,对于船台网络管理的各个方面进行了研究,为提高造船效率、提高资源平衡探索了一条新路。
【关键词】：船台吊装 网络优化 仿真优化 船台调度 精益造船
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U673
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-32
• 1.1 课题来源13
• 1.2 课题背景及意义13-22
• 1.2.1 船舶制造业的现状13-16
• 1.2.2 船舶制造的趋势16-19
• 1.2.3 课题的意义19-22
• 1.3 国内外研究现状22-26
• 1.3.1 国内外船台调度研究发展情况22-23
• 1.3.2 国内外生产线建模仿真技术发展情况23-24
• 1.3.3 国内外数字化技术的发展情况24-26
• 1.4 课题的提出26-29
• 1.5 论文研究内容及组织结构29-31
• 1.5.1 主要研究内容29
• 1.5.2 论文组织结构29-31
• 1.6 小结31-32
• 第二章 现代造船模式及船台总装规划32-49
• 2.1 现代造船模式32-35
• 2.1.1 实施大量生产的条件33-34
• 2.1.2 实施大量生产的措施34-35
• 2.2 造船生产流程35-38
• 2.3 生产计划流程38-42
• 2.3.1 工程计划和效率计划39-40
• 2.3.2 造船生产计划40-42
• 2.4 船台总装规划42-48
• 2.4.1 船台大合拢42-43
• 2.4.2 搭载网络图43-48
• 2.5 小结48-49
• 第三章 基于DPM 的吊装工艺仿真49-64
• 3.1 引言49-50
• 3.2 DELMIA 数字化解决方案50-57
• 3.2.1 DELMIA 软件结构50-53
• 3.2.2 产品资源解决方案53-57
• 3.3 仿真实例57-63
• 3.3.1 合拢工艺的规划59-60
• 3.3.2 工艺的仿真和验证60-62
• 3.3.3 带来的价值62-63
• 3.4 结论63-64
• 第四章 基于QUEST 的船台总装物流仿真64-79
• 4.1 引言64
• 4.2 离散系统仿真的基本理论64-69
• 4.2.1 离散事件系统仿真方法64-65
• 4.2.2 面向对象建模方法65-67
• 4.2.3 QUEST 仿真平台67-69
• 4.3 船台资源建模69-75
• 4.3.1 基于面向对象的资源建模69-72
• 4.3.2 模型数据存储格式72
• 4.3.3 物理实体模型定义72-75
• 4.4 基于QUEST 的船台吊装物流仿真75-78
• 4.4.1 生产线资源构成75-77
• 4.4.2 船台吊装系统模型77-78
• 4.4.3 基于Quest 的船台总装物流仿真78
• 4.5 小结78-79
• 第五章 船台吊装网络仿真优化79-90
• 5.1 引言79
• 5.2 仿真优化理论79-81
• 5.2.1 仿真优化的一般流程79-80
• 5.2.2 优化方法80-81
• 5.3 基于蚁群算法的吊装网络优化81-89
• 5.3.1 吊装网络优化问题描述81-82
• 5.3.2 基于蚁群算法的吊装网络优化82-86
• 5.3.3 算例分析86-89
• 5.4 结论89-90
• 第六章 船台（坞）总装规划系统开发90-112
• 6.1 引言90
• 6.2 系统总体设计90-94
• 6.2.1 系统体系框架设计90-92
• 6.2.2 系统功能模块92-94
• 6.3 开发平台94-95
• 6.4 开发方法95-104
• 6.4.1 Socket 通讯95-98
• 6.4.2 开发方式98-104
• 6.5 数据库操作104-105
• 6.6 系统介绍105-111
• 6.6.1 系统菜单介绍105-106
• 6.6.2 通讯设置106-107
• 6.6.3 优化系统界面107-108
• 6.6.4 仿真系统界面108-109
• 6.6.5 资源管理109-111
• 6.7 小结111-112
• 第七章 总结与展望112-114
• 7.1 总结112-113
• 7.2 展望113-114
• 参考文献114-118
• 致谢118-120
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文120-123

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张光发;刘玉君;纪卓尚;杨海天;;基于PERT与CPM的船舶分段建造计划协调与优化[J];大连理工大学学报;2011年05期

2 张光发;刘玉君;纪卓尚;;船舶分段建造计划仿真与优化[J];计算机集成制造系统;2011年12期

3 王伟;杨润党;;基于4D模型技术的船台吊装监控体系[J];造船技术;2011年04期

4 张光发;刘玉君;纪卓尚;杨海天;;船舶分段建造计划仿真[J];中国造船;2010年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

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2 程文霖;基于虚拟制造的船舶总装建造吊装仿真与优化研究[D];华中科技大学;2009年

3 解彦琦;船厂管加工车间生产计划仿真[D];江苏科技大学;2011年

4 何迪;基于DELMIA的船厂生产三维仿真[D];上海交通大学;2012年

5 徐文建;基于关键链的船体分段制造计划与控制问题研究[D];江苏科技大学;2010年

6 姚伟;仿真技术在船厂车间层生产计划调度中的应用研究[D];江苏科技大学;2012年

7 樊付见;面向船坞/台建造过程的调度优化分析与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

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本文编号：299977