【摘要】：船舶泊位調(diào)度是船廠碼頭生產(chǎn)作業(yè)的重要內(nèi)容,對(duì)船廠碼頭泊位調(diào)度優(yōu)化方法進(jìn)行廣泛和深入的研究,配合應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的生產(chǎn)調(diào)度管理體系,對(duì)于船廠碼頭資源配置的優(yōu)化,生產(chǎn)效率的提高,企業(yè)管理水平的進(jìn)步,尤其是在船舶市場(chǎng)持續(xù)低迷的環(huán)境下,增強(qiáng)企業(yè)生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力,深化船廠碼頭泊位調(diào)度優(yōu)化理論,具有重要的意義。船廠碼頭泊位調(diào)度過程是一個(gè)多級(jí)優(yōu)化過程,可以定義為:在計(jì)劃周期開始時(shí),對(duì)計(jì)劃周期內(nèi)預(yù)計(jì)抵達(dá)的船舶合理地安排停泊時(shí)間和靠泊位置,并由于某些特定原因,對(duì)一艘或者多艘船舶進(jìn)行一系列位置調(diào)整。如何在不浪費(fèi)過多資源的基礎(chǔ)上提高泊位利用率是該問題的難點(diǎn)。為此,本文以船廠碼頭泊位調(diào)度過程為研究對(duì)象,通過對(duì)船廠生產(chǎn)作業(yè)特點(diǎn)的分析,將泊位調(diào)度過程分為若干層級(jí),第一層級(jí),初始的泊位分配,為計(jì)劃進(jìn)廠的船舶安排泊位,該問題涉及了多種約束條件,研究重點(diǎn)是綜合考慮優(yōu)化目標(biāo),建立靠泊模型,并簡(jiǎn)化邊界條件,將碼頭生產(chǎn)秩序維持在最佳狀態(tài);第二層級(jí),當(dāng)發(fā)生客觀擾動(dòng)事件時(shí)對(duì)原方案進(jìn)行擾動(dòng)恢復(fù),研究的重點(diǎn)是盡量減小不確定因素對(duì)系統(tǒng)的影響泊位調(diào)整;第三層級(jí),根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)船舶進(jìn)行移泊,船舶的移泊過程是多環(huán)節(jié)相互影響的組合過程,該階段的研究重點(diǎn)是對(duì)移泊過程各階段進(jìn)行決策并尋找移泊最優(yōu)路徑。船舶泊位調(diào)度問題是NP(Non-Deterministic Polynomial,非確定多項(xiàng)式)難題,優(yōu)化要面對(duì)的問題涉及范圍廣,復(fù)雜性高。船廠碼頭泊位調(diào)度需優(yōu)化的目標(biāo)很多,各目標(biāo)存在內(nèi)在聯(lián)系,本文從泊位分配初始方案的生成,對(duì)干擾因素的擾動(dòng)恢復(fù),以及泊位調(diào)整的決策模型和最優(yōu)路徑等方面研究了船廠碼頭泊位調(diào)度優(yōu)化問題,建立了數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了系統(tǒng)仿真和應(yīng)用,最后對(duì)船廠碼頭泊位調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。研究?jī)?nèi)容包括:1.泊位分配問題優(yōu)化(1)分析了船廠泊位調(diào)度與集裝箱港口泊位調(diào)度的本質(zhì)區(qū)別,對(duì)調(diào)度過程進(jìn)行多層級(jí)論述,將排隊(duì)論思想引入泊位調(diào)度問題,構(gòu)建了基于排隊(duì)論的船舶泊位調(diào)度系統(tǒng)模型,提出了容量有限的系統(tǒng)最優(yōu)化理論。(2)模擬人工調(diào)度流程,合理地運(yùn)用船舶調(diào)度規(guī)則,對(duì)船廠碼頭調(diào)度生產(chǎn)過程各階段進(jìn)行仿真模擬,以最短在廠時(shí)間,最短移泊距離,最小系統(tǒng)成本為目標(biāo)建立了船舶泊位分配的多目標(biāo)數(shù)學(xué)仿真模型,將調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)融入模型當(dāng)中,設(shè)定多種邊界條件。(3)針對(duì)傳統(tǒng)遺傳算法解的質(zhì)量很大程度上依賴初始種群,且搜索范圍大容易出現(xiàn)組合爆炸的現(xiàn)象,創(chuàng)建了加入啟發(fā)式規(guī)則的多目標(biāo)均衡優(yōu)化法,改進(jìn)了搜索范圍,提高了解的質(zhì)量。最后通過算例比較人工制定和仿真生成的方案,驗(yàn)證該方法的有效性、準(zhǔn)確性以及優(yōu)越性。(4)引入干擾管理理論,通過分析船廠碼頭生產(chǎn)特點(diǎn),探討了不確定因素對(duì)船廠碼頭的影響以及處理手段,并深入研究了人為因素干擾下的擾動(dòng)恢復(fù)情況,建立了船廠碼頭泊位調(diào)度的擾動(dòng)恢復(fù)模型,驗(yàn)證了該優(yōu)化方法的有效性。2.泊位調(diào)整問題優(yōu)化論述了船廠碼頭泊位調(diào)度系統(tǒng)的離散特性,將移泊問題轉(zhuǎn)換為求解網(wǎng)絡(luò)圖的最優(yōu)路徑問題,并引入元胞自動(dòng)機(jī)理論創(chuàng)建了船舶狀態(tài)決策模型。3.泊位調(diào)度系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)根據(jù)修船企業(yè)的需求,對(duì)船廠碼頭泊位調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),并利用matlab對(duì)部分重要功能的界面進(jìn)行了展示說明。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U691.3

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本文編號(hào)：2334073