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船舶建造中场地资源的建模及其配置优化方法与工具

曹训  
【摘要】:场地资源在船舶建造中一直是一种重要的瓶颈性资源。其成本昂贵,可用量有限,而大量的制造任务又需要这种资源,其中,组立平台作为典型的二维场地资源,充分体现了这些特点。在实际生产中,大量的分段在制造时需占用组立平台,它们一方面形状多样,另一方面占用组立平台场地的时间段也不相同,因此对组立平台的配置问题不但有空间方面的约束,还有时间方面的约束,此外还有资源能力方面的约束,因此解决起来非常复杂,靠传统的人工配置难以实现很好的效果,影响了整个的造船效率。 基于以上背景,文本首先对船舶建造中的典型场地资源组立平台进行了详细的分析建模。研究了其构成、重要属性及使用规则,并设计了其表示方法。在此基础上,提出了组立平台配置问题的模型,其中包含了对占用组立平台的分段的分析与建模,最后形式化描述了此配置问题模型。 其次,提出了组立平台场地资源的配置优化方法。首先提出了单场地时的配置优化方法,对方法中的重要部分,即分段配置的优先级计算及单一分段的空间布局配置进行了详细论述。然后,提出了一种把多场地转换为一个虚拟场地的有效方法,并对提出的单场地配置优化方法稍作修正,使其可用于解决多场地的配置问题。 再次,为了验证提出的配置方法,设计了一个含空间资源约束的项目调度问题生成工具,利用此工具来生成大量的测试用例。这是因为本文要解决的场地资源配置问题,从项目调度的角度来看,正是一个含二维空间资源约束的项目调度问题。此工具是按照一个通用的工具来设计,因此不仅适用于本文需要,还可以作为其他资源受限项目调度问题研究者的工具之一。 最后,设计并实现了场地资源的配置引擎及问题生成工具,并开发了一个场地资源的配置管理系统,其中可对配置结果进行可视化的展示。并通过问题生成工具,产生了大量丰富有效的数据对本文提出的配置方法进行了验证分析。


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