基于仿真的港口生产调度规则组合决策研究

【摘要】： 当前,集装箱港口之间的竞争日趋激烈,世界各大集装箱港口都在为提高港口的自身竞争力和航运枢纽地位而努力着。那么对于港口管理者来说,如何在港口现有的条件下不断挖掘港口潜力、提供最具有竞争力的服务、最大限度地降低港口生产成本、提高港口的核心竞争力就显得尤为关键了。 针对上述问题,本文着重研究了调度规则组合决策在港口生产作业中应用,通过选取合理的调度规则组合来提高港口生产系统的运行效率。 首先,为了更好的研究调度规则组合在港口生产中的应用,本文借鉴了柔性制造系统(FMS)生产调度问题的研究方法,提出了由集装箱港口作业生产问题向FMS生产调度问题转化的方法和模型,即把进出口集装箱由泊位到堆场或堆场到泊位的生产作业流程抽象转化成为FMS环境下的生产调度方法和数学模型。 然后,根据FMS环境下的生产调度方法和数学模型,运用Extend仿真软件对真实的集装箱港口生产作业系统进行仿真建模,并选取各种调度规则组合进行仿真运行,得到平均设备利用率、平均队列长度、平均流通时间等评价指标。所建的模型中有四个决策点,每个决策点都有相应的调度规则,在仿真运行前,先在各个决策点处选取相应的调度规则,从而形成调度规则组合,并将这些调度规则组合应用于仿真模型中,经过仿真运行,得到相应的评价指标。 调度问题是典型的多目标决策问题,对调度方案进行评估之前,先确定各指标的权重。本文采用了层次分析法来确定评价指标的权重。 最后,不同调度规则组合形成的方案集合,其中每一个方案都有对应的指标统计数据,从中选择最优的方案。本文主要采用了结合层次分析法的灰关联理论来对不同方案进行比选,其核心目标是计算每一个方案相对于理论最优方案的贴近度值。 集装箱港口生产系统的调度规则组合决策体现了港口管理者对港口生产系统性能指标的要求,解决了传统依靠经验进行调度规则选取的问题,优化了港口生产系统的运行。