【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,對船廠碼頭泊位調(diào)度優(yōu)化方法進行廣泛和深入的研究,配合應用現(xiàn)代信息技術的生產(chǎn)調(diào)度管理體系,對于船廠碼頭資源配置的優(yōu)化,生產(chǎn)效率的提高,企業(yè)管理水平的進步,尤其是在船舶市場持續(xù)低迷的環(huán)境下,增強企業(yè)生存能力和競爭能力,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)度過程是一個多級優(yōu)化過程,可以定義為:在計劃周期開始時,對計劃周期內(nèi)預計抵達的船舶合理地安排停泊時間和靠泊位置,并由于某些特定原因,對一艘或者多艘船舶進行一系列位置調(diào)整。如何在不浪費過多資源的基礎上提高泊位利用率是該問題的難點。為此,本文以船廠碼頭泊位調(diào)度過程為研究對象,通過對船廠生產(chǎn)作業(yè)特點的分析,將泊位調(diào)度過程分為若干層級,第一層級,初始的泊位分配,為計劃進廠的船舶安排泊位,該問題涉及了多種約束條件,研究重點是綜合考慮優(yōu)化目標,建立靠泊模型,并簡化邊界條件,將碼頭生產(chǎn)秩序維持在最佳狀態(tài);第二層級,當發(fā)生客觀擾動事件時對原方案進行擾動恢復,研究的重點是盡量減小不確定因素對系統(tǒng)的影響泊位調(diào)整;第三層級,根據(jù)生產(chǎn)需要對船舶進行移泊,船舶的移泊過程是多環(huán)節(jié)相互影響的組合過程,該階段的研究重點是對移泊過程各階段進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,非確定多項式)難題,優(yōu)化要面對的問題涉及范圍廣,復雜性高。船廠碼頭泊位調(diào)度需優(yōu)化的目標很多,各目標存在內(nèi)在聯(lián)系,本文從泊位分配初始方案的生成,對干擾因素的擾動恢復,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)學模型并進行了系統(tǒng)仿真和應用,最后對船廠碼頭泊位調(diào)度系統(tǒng)進行了總體設計。研究內(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,對調(diào)度過程進行多層級論述,將排隊論思想引入泊位調(diào)度問題,構建了基于排隊論的船舶泊位調(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,合理地運用船舶調(diào)度規(guī)則,對船廠碼頭調(diào)度生產(chǎn)過程各階段進行仿真模擬,以最短在廠時間,最短移泊距離,最小系統(tǒng)成本為目標建立了船舶泊位分配的多目標數(shù)學仿真模型,將調(diào)度人員的經(jīng)驗融入模型當中,設定多種邊界條件。(3)針對傳統(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)則的多目標均衡優(yōu)化法,改進了搜索范圍,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,驗證該方法的有效性、準確性以及優(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,探討了不確定因素對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恢復情況,建立了船廠碼頭泊位調(diào)度的擾動恢復模型,驗證了該優(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)絡圖的最優(yōu)路徑問題,并引入元胞自動機理論創(chuàng)建了船舶狀態(tài)決策模型。3.泊位調(diào)度系統(tǒng)總體設計根據(jù)修船企業(yè)的需求,對船廠碼頭泊位調(diào)度系統(tǒng)進行了總體設計,并利用matlab對部分重要功能的界面進行了展示說明。
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【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U691.3

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本文編號：2334073