文档介绍：基于虚拟流水线的船舶分段建造调度问题研究摘要:针对传统船舶分段制造中出现的生产等待、时间冗余等问题,应用虚拟流水线生产模式的方法进行生产系统改造。在满足约束的前提下,建立以作业班组在生产系统中的流通时间最短为目标的班组调度模型。针对分段车间调度问题应用一种基于混合蚁群遗传算法(icAlgorithm,MACGA)实现了作业班组的优化调度。最后,以某造船厂分段加工车间为例,验证了虚拟流水线模式及其调度方法可以有效的提高船舶分段的生产效率。Abstract:Traditionalshipbuildingappearswaiting,timeredundancyandotherissues,inordertosolvetheseproblems,,thepaperestablishesaschedulingmodelwhichusedtheshortestworkinghoursofwork-teamsasthegoal,onthisbasis,,:船舶制造;虚拟流水线;混合蚁群遗传算法Keywords:shipbuilding;virtualflowline;MACGA中图分类号:U66文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)05-0026-030引言船舶制造企业是一个大型、单件、小批量生产系统,具有新产品多、更新换代快、约束条件多、生产组织复杂等诸多特点。传统生产模式下,由于产品体积和重量都很大,搬迁运输很困难,在生产过程中不适宜到处搬运,因此,一般采用固定工位的生产模式,即将工件的基体放置到一个固定的平台上,操作者和设备都围绕着基体在固定的工位上将各种零部件装配或者焊接到基体上,最后形成所需要的产品。这种固定工位的生产方式生产效率低,生产周期长,生产效益低⑴。由于现代的造船模式向着敏捷造船模式的方向发展,传统造船模式已经跟不上生产的需求,且船舶企业在实际生产中存在生产计划管理模式落后、管理方法粗放、计划指导性差,从而导致造船周期长、误工误期严重、库存占用高、资金利用率低等突出问题。针对船舶分段生产过程的研究,国内外文献都比较少。张志英、李川[2-4]等人提出了虚拟流水线的生产组织过程,并分析了实现虚拟流水线的关键技术。虚拟流水线的方式改变了传统造船模式中分段生产的所有工作都在一个胎位上完成的生产模式,它利相似性原理对产品加工任务分解成门类繁多的中间产品,按作业的相似性特征,遵循一定准则进行分类,以便用相同的加工处理方法扩大中间产品的成组批量,以建立批量性的流水定位,或流水定员的生产作业体系⑸。在虚拟流水线方式下,若干个被加工的工件或装配主体件固定在工作平台(工位)上不动,而人员、设备(可移动的)和工具按作业任务不同并根据成组技术原理归类为各种作业任务组。组成的不同工作组按照一定的顺序在不同的工位之间流动,完成指派的加工任务。这种人员、设备和工具的流动构成了“人员流”与“设备工具流”。对于同一个要加工的工件,它的整个加工任务是由不同的作业组依次操作完成的;对于同一个作业组,它在不同的工位之间重复完成相同或类似的加工任务。从物理空间,加工的工件固定不动,而在逻辑上,工件依次在不同的人员和设备工具之间相对流动而被加工[4]。与传统的流水线相比,虚拟流水线既达到了流水线所具备的高效率,又具备了流水线所没有的高柔性的要求。虚拟流水线模式下作业的班组调度问题是类似于有关多机调度问题的组合优化问题。文献⑹系统的总结了这类问题的研究进展,其中采用遍历搜索的方法受制于时间和资源的限制很难得到使人满意的结果,而通过邻域搜索[7]、混合遗传[8-10].禁忌搜索[11]等优化求解方法是目前调度问题研究的热点。针对虚拟流水线模式的作业班组调度问题张志英等人应用遗传算法实现虚拟流水线的船舶曲面分段的制造的作业车间调度,遗传算法虽然具有大范围的全局搜索能力,但对系统中的反馈信息利用不够,当求解到一定范围时往往做大量无用的冗余迭代求精确解效率低。本文基于虚拟流水线生产组织模式,提出一种改进后的遗传算法用于解决车间调度问题,并以作业班组在生产系统中的流通时间最短为目标函数建立作业班组调度模型,利用应用