一種實現船舶曲面分段插入布局的方法
2023-10-06 02:06:54 1
專利名稱：一種實現船舶曲面分段插入布局的方法
技術領域：
本發明涉及製造技術領域，特別涉及一種實現船舶曲面分段插入布局的方法。
背景技術：
在大型製造行業(如船舶建造與飛機製造)的製造過程，需要將整體分為一個個大小不一、形狀複雜的分段來進行建造，且很多分段往往十分的沉重並且佔用很大的場地面積。因此為了建造體積和質量都很大的分段，其建造場地需投入很多昂貴且重要的設備和材料(如大型吊車，物料託盤，胎架等)。由於場地建造的成本很高，分段佔用場地的時間周期長、面積大，所以場地往往是制約船舶建造效率的瓶頸。在船舶曲面分段調度的過程中，調度的核心資源就是場地，而不同於傳統的機加生產調度主要考慮人員和設備。場地資源在船舶的建造中一直是一種重要的瓶頸資源，其成本高，可用量有限，但是又是船舶曲面分段建造過程中必不可少的一種資源。在實際生產中，大量的分段在建造時佔用場地，它們形狀多樣，佔用場地的時間段也不相同，體積龐大同時重量也很大不易移動。若原有的船舶曲面分段任務已經完成對有限空間的布局佔用，一旦出現有緊急的分段任務插入，由於船舶建造的特殊性，如何在經過最小的調整實現對緊急分段任務的插入布局不但有空間方面的約束，還有時間方面的約束，此外還有資源能力方面的約束，其插入過程極為複雜。如果是通過調度人員的個人經驗來實現分段的插入，幾乎不可能。傳統的方式解決方法不考慮任何優化移走場地內正在建造的分段從而釋放出足夠的空間放置插入分段，由於船舶曲面分段體積龐大且重量往往能達到幾十噸，移動分地段越多，距離越遠，所佔用的人力，物力和時間就越多。因此本專利提出一種基於最小調整的曲面分段插入布局方法，旨在輔助調度人員獲得最優的分段插入布局。在船舶曲面分段建造過程中，由於分段體積龐大，其建造必須先製造胎架，然後將其先放置到胎架上進行加工。不同於傳統的機加生產，船舶曲面分段的建造時設備與人員在不同分段之間流轉；分段的機構形狀複雜且不統一，大量的各種不同的物料和零件在分段的周邊放置。綜上所述，未建造完成的曲面分段移動時非常複雜的，所以在分段插入布局時能不及移動分段就儘量不移動分段、能少移動分段就少移動分段、分段位置能少移一點就少移動一點。基於最小調整的曲面分段插入布局方法對船舶曲面分段建造具有非常重要的意義(I)、提高曲面分段建造的生產效率同時節約了生產成本；(2)、進一步的提高了場地的利用率，保證了場地的輪轉利用；( 3 )、維護了原有調度方案的權威性，提高調度方案的可執行性和與製造現場的一致性。對於船舶曲面分段的插入空間布局問題，雖然已有大量的研究，但往往存在以下不足(I)插入布局算法對生產實際的約束進行了簡化，從而出現了實際分段插入時低估了原有分段移動的複雜性，造成生產過程的停滯。例如多邊形分段被抽象成了矩形，認為的增大了分段的體積，造成不需要移動的分段也發生了移動，造成大量人力物力的浪費；將場地面積劃分為不同的區域，是的分段插入時只能在固定的區域內進行，雖然降低了分段插入位置搜索的難度，但是也形成了區域之間插入位置搜索的盲區；不考慮分段插入時在時間維度上的約束，對後續計劃造成的影響估計不足。(2)場地內沒有剩餘空間可以放置的分段時，沒有從分段和剩餘空間的特徵分析不可插入的瓶頸，而盲目的移動或移除分段，造成很多不必要的移動同時也增加了算法的負荷。(3)缺少對割離開的剩餘空間的整合算法研究，在曲面分段插入的過程中，若場地沒有位置空間可以放置時，傳統的插入布局算法只是簡單的通過將場地上已存在的分段移走來釋放出更大的空間放置插入分段，沒有或較少考慮將多個割離開的空間進行整合。這對實際生產節奏產生了很大的破壞；降低了場地的利用率；也嚴重擾亂了後續的生產計劃。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種實現船舶曲面分段插入布局的方法，從而為調度人員進行插入分段布局調度提供輔助。為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種實現船舶曲面分段插入布局的方法，包括步驟1、確定不同時段場地內的剩餘空間的邊界，以確定所有時間內剩餘空間的邊
界集合；步驟2、在所述邊界集合中篩選出最適合的分段插入空間；步驟3、根據邊界集合和步驟2確定的分段插入空間，對調度方案進行重調度形成調整後的調度方案。作為上述技術方案的優選，所述步驟2還包括步驟a、當剩餘邊界內兩個相鄰端點十分接近時所示，兩端點可以合為一個端點，判斷公式如下；
權利要求
1.一種實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，包括 步驟1、確定不同時段場地內的剩餘空間的邊界，以確定所有時間內剩餘空間的邊界集合； 步驟2、在所述邊界集合中篩選出最適合的分段插入空間； 步驟3、根據邊界集合和步驟2確定的分段插入空間，對調度方案進行重調度形成調整後的調度方案。
2.根據權利要求1所述的實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，所述步驟2還包括 步驟a、當剩餘邊界內兩個相鄰端點十分接近時所示，兩端點可以合為一個端點，判斷公式如下；
3.根據權利要求1所述的實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，所述步驟2還包括 步驟b、當相鄰的三個端點幾乎在一條直線時，中間的端點可以捨去；判斷公式如下；
4.根據權利要求1所述的實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，所述步驟2還包括 步驟C、當相鄰的三個端點所形成夾角小於一定值時，中間的端點可以捨去；判斷公式如下
5.根據權利要求1所述的實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，所述步驟2還包括 步驟d、當剩餘空間面積小於一定值時將剩餘面積空間忽略；判斷公式為
6.根據權利要求1所述的實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，所述步驟2還包括 當計算能得到多個剩餘空間，綜合考慮時間和空間約束，對剩餘空間進行篩選；計算方法如下公式
7.根據權利要求1所述的實現船舶曲面分段插入布局的方法，其特徵在於，所述步驟3具體為步驟31、根據剩餘空間外接矩形與剩餘空間面積判定插入分段的放置方式和主分析方向判斷
全文摘要
本發明提供一種實現船舶曲面分段插入布局的方法，包括步驟1、確定不同時段場地內的剩餘空間的邊界，以確定所有時間內剩餘空間的邊界集合；步驟2、在所述邊界集合中篩選出最適合的分段插入空間；步驟3、根據邊界集合和步驟2確定的分段插入空間，對調度方案進行重調度形成調整後的調度方案。本發明能夠從而為調度人員進行插入分段布局調度提供輔助。
文檔編號G06F17/50GK103065003SQ201210553568
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者王愛民, 盧治兵, 唐承統, 李京生 申請人:北京理工大學