船舶分段装配序列优化研究

摘 要：船舶分段在整个船舶建造过程中占有十分重要的地位，在船舶实际装配中对其进行虚拟仿真建造能够有效缩短建造周期，发现建造过程中不合理的状况，减少返工率，减少建造成本，运用这样的方式就能够有效保障建造质量，解决船舶分段装配序列优化方面的问题，本文首先分析了虚拟装配技术国内外研究方向，并对实际应用状况进行了一些讨论，之后选用了较为合适的形式希望能够有效解决船舶分段装配序列优化方面的问题。本研究设计实现了船舶分段装配序列优化问题总体框架方面问题，最终得到较为适当的结果，并在此基础上详细分析了船舶分段序列优化因素，之后检验了装配序列正确性与合理性方面的问题。

关键词：船舶分段；装配；序列优化；研究

一、船舶分段装配信息模型的研究

（一）装配信息模型的内容

1.管理信息层

在这一层中包含装配以及零件方面的内容。并与材料等一些清单方面的内容存在相似。管理信息层不仅包含各种装配材料、设计人员、日期以及版本等方面的内容，并且这也是在装配体设计中逐步形成，希望能够为整个生命周期管理提供较好的依据。

2.特殊属性信息层

在这一层中，主要说的是装配体本身具有的几何、物理属性。并且几何属性主要说的是零件的尺寸、公差等方面内容，物理属性主要说的是装配体质量、体积、密度等方面的参考信息。只有这样才能够得到装配体的一些具体属性，只有这样才能够一些不同层级的装配信息。

3.装配关系信息层

这一层主要指的是装配体之间的关系，主要包含约束关系、层次关系以及传递关系等。正是这些零部件之间相互作用的关系构成了整个装配体系，这些信息资料进一步实现了产品的功能。这其中约束关系又包含配合约束关系、功能约束关系以及装配优先约束关系。这种相互制约的关系能够辅助相应的工作人员更好地进行装配序列的规划，使其能够有效提升相应的工作效率。

（二）船舶分段装配序列优化信息研究

1.船舶分段建造编码措施

这里所说的建造主要说的就是将生产资源、信息以及物资等方面的内容进行有效整合，使其能够成为船舶建造工业。建造过程中涉及的技术、管理以及工艺方面的内容信息要比一些普通行业更为繁琐，因此怎么简化他们，并将其有效存贮在计算机中对整个造船行业有着十分重要的意义。传统的造船方式使用大量图纸、文件进行存贮，在表达信息的时候存在一些不足，这种方式存在一些限制，继而就会影响整个生产效率。

2.船舶分段编码的标准要求

船舶建造编码的分类标准，主要能够分为作业类型、生产特性、所需资源、生产特性以及作业流程等方面的内容。在进行船舶编码的时候，首先编码要满足成本控制方面的内容，其次，在编码的时候一定要使用固定的缩写字符进行，这样才能够便于交流沟通，并且这些字符一定要简单易懂，最后编码一定要满足其实用性、系统性等。

二、在遗传算法基础上进行装配序列优化研究

（一）有关遗传算法

遗传算法主要说的就是一种较为新颖的计算方式，主要借鉴了达尔文提出的自然选择学说，这一方式主要借鉴了生物进化过程中遗传、生存斗争以及变异等方面的特征，经由优化问题的形式对某一种群进行编码，之后依照这样的函数数值选择适应的个体进行遗传、交叉以及变异，之后就能够产生新的种群经过这样的发展步骤就能够不断加强个体的适应性，并有效解决需要解决的问题。

（二）依照改进自适应遗传算法基础的分段装配序列优化

想要有效解决船舶分段装配序列方面的问题，就需要了解装配组立编号、装配需要的吊装工具以及装配方向等方面内容。依照编码方案就能够产生处事种群，但这样的环境并不一定存在连接关系，就需要使用串行进度的方案形成初始群组，这样才能够进一步满足相应的约束条件。

在选取相应的适应函数的时候，一定要有效满足函数非负数的标准要求，并且这一适应范围应该是大于目标函数的搜索能力。在操作过程中一定要有效选择已知种群，依照准蒙特卡罗方式有效计算出相应的概率。在船舶分段装配选择优化的序列时候，一定要选择正确的装配顺序，装配的方向，在变异这一方面主要是要适应组装顺序，之后将这些编号顺序位置互换，在选择装配方向的时候一定要随机选择正确的装配数字，之后将这一数字替代原始数字，之后选用正确的吊装工具进行变异，并且吊装工具一定要能够满足吊装的要求，只有这样才能够确定正确的吊装步骤。

三、船舶分段装配序列优化系统研究

（一）系统框架设计图纸

在船舶分组装配中选用正确的框架结构，主要包含装配信息模块缺失、优化结果输出以及算法收敛分析等方面内容分析等等，具体流程见下图一。

（二）系统界面以及功能的实现

1.系统输入界面

船舶分段装配序列优化包含输入界面与输出界面两个方面的内容，输入界面所含的信息主要有组立数、组立重量以及连接关系等等。点击导入组立信息的按键就能够打开存贮的文件内容，并且组立信息不能够使用外部导入的方式进行工作，并能够使用人手导入方式进行，依照平行体分段内容以及关系矩阵，就能够将内容导入到相应的模块，之后就能够建立基本的信息内容。

2.系统化输出界面

这一界面内容主要适应度进化曲线以及最优装配序列等内容，并且另一界面就能够用以计算相应的运行时间，之后就能够选用适当数值生成最佳代数。这其中界面划出的最优装配序列就是经过适应遗传算法进行的最优配装序列，另外一个输出界面的信息就能够得出最有效的结算方式，但只有适应对组装配信息才能够得到最适合的算法。并在优化基础上对装配序列流程等进行验证分析。

四、结束语

对船舶分段装配序列优化项目进行研究，就能够有效缩短船舶建造的周期，有效提升船舶建造质量，降低其建造成本，这些内容对于船舶建造有着十分重要意义。依据这样的发展状况，本文提出了相应优化研究内容与发展目标，研究建立了相应的装配序列优化系统。

参考文献

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