摘要: 船舶建造属于典型的大型复杂产品生产，在国防建设和国民经济中占有重要地位。作为船舶建造过程中的关键环节，分段建造严重影响着船舶的建造周期。同时，作为协调不同作业间工作进程的重要场所，分段又受到堆场空间布局的制约。因此，有必要将两者协... 展开 船舶建造属于典型的大型复杂产品生产，在国防建设和国民经济中占有重要地位。作为船舶建造过程中的关键环节，分段建造严重影响着船舶的建造周期。同时，作为协调不同作业间工作进程的重要场所，分段又受到堆场空间布局的制约。因此，有必要将两者协同考虑以提高船舶建造效率。 分段建造与堆场空间布局受到严格的时间与空间约束，即空间组织会影响生产任务的时间安排，高效时间组织又对空间组织的形式与动态调整提出要求，其调度问题具有复杂性、多目标性和动态性等特点。ZJ船厂作为中国特种工程船舶领域的领先企业，近年来随着订单的逐渐增加，为其建造过程的高效规划和管理带来了一定程度的困难。因此如何通过制定有效的船舶建造调度计划以保证时间组织和空间组织的严密协同，提升船舶建造的生产效率，成为ZJ船厂亟待解决的问题。 本文考虑到ZJ船厂船体车间和分段堆场存在的分段建造作业调度不合理、空间资源利用率低、加工小组安排仅凭经验、缺乏合理有效的分配策略等问题，将时空协同调度问题分为两个部分：在船体车间，考虑到分段的建造周期、空间布局与加工小组等约束，研究分段建造的时空协同调度问题；在分段堆场，考虑到分段的空间位置和移动路径，研究堆场堆放的时空协同调度问题。 关于分段建造的时空协同调度问题，本文考虑到分段之间以及分段与场地之间的空间约束以及加工小组技能水平、建造能力等时间约束，以最大化平均时空利用率为目标，提出了一种基于相似规则和空间定位规则的分段建造两阶段混合调度方法。该方法在第一阶段采用相似规则将分段归类为若干个分段类，每个类中的所有分段在空间上相似、在时间上连续，以此得到分段类的尺寸、开工与完工时间；第二阶段分别设计了基于“面搜索”的平均最大剩余空间规则与基于“点搜索”的左下角(Bottom-Left, BL)定位规则，通过对比得出较优的空间定位规则，以此得到分段建造的时空协同调度方案，并采用可视化图表展示。 关于堆场堆放的时空协同调度问题，本文同时讨论了分段的空间定位和移动路径选择两个子问题。考虑到分段的入场与离场时间等时间约束以及分段堆场的堆位布局、阻塞分段数量与位置等空间约束，本文以最小化非生产性移动次数为目标，提出了一种基于空间定位、路径选择和阻塞分段重定位的调度方案。 通过上述研究，本文得出了包含分段开工与完工时间、场地空间位置与方向、各工序加工小组安排在内的分段建造时空协同调度方案，以及包含进场分段空间位置、进/出场分段移动路径和阻塞分段重定位的堆场堆放时空协同调度方案，不仅减少了船体车间的总完工时间、增加了作业场地空间利用率并实现了加工小组的持续高效利用，还有效减少了分段堆场平板运输车的非生产性移动次数。研究成果对相关大型复杂产品制造企业生产调度策略的制定有所参考，为进一步提高生产组织水平提供了切实可行和有效的方案。 收起