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1、(10)申请公布号 CN 103072668 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103072668 A *CN103072668A* (21)申请号 201210537563.5 (22)申请日 2012.12.12 B63B 9/00(2006.01) (71)申请人 北京理工大学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 5 号 (72)发明人 王爱民 卢治兵 唐承统 李京生 (74)专利代理机构 北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人 黄灿 安利霞 (54) 发明名称 一种实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方 法 (57) 摘要 本发明提供一种实现船舶曲面。
2、分段虚拟流水 式建造的方法， 包括 ： 获取每一分段内的加工工 序 ； 设置初始设置的人员配置方案， 并以虚拟流 水制造资源分配目标对每一分段内每一加工工序 的初始设置的人员配置方案进行调整， 得到调整 结果 ； 对每一分段中， 在前后工序的加工时间存 在间隙加工工序进行调整， 以最终生成船舶曲面 分段虚拟流水式建造的人员调度方案。本发明的 方法以船舶曲面分段虚拟流水生产方式的人员调 度为出发点， 以人员在分段之间无间隙流转为思 路， 最终建立面向曲面分段生产的基于制造人员 持续性调整的虚拟流水式建造的方法， 填补并完 善曲面分段虚拟流水建造理论和方法。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2。
3、 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103072668 A CN 103072668 A *CN103072668A* 1/2 页 2 1. 一种实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 其特征在于， 包括 ： 步骤 1、 获取每一分段内的加工工序 ； 步骤 2、 设置初始设置的人员配置方案， 并以虚拟流水制造资源分配目标对每一分段内 每一加工工序的初始设置的人员配置方案进行调整， 得到调整结果 ； 步骤 3、 对每一分段中， 在前后工序的加工时间存在间隙加工工序进行调整，。
4、 以最终生 成船舶曲面分段虚拟流水式建造的人员调度方案。 2. 根据权利要求 1 所述的实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 其特征在于， 所 述步骤 2 中的初始设置的人员配置方案具体为 ： 为每一分段分配最大的可生产人数， 直至所有工作人员都分配完毕。 3. 根据权利要求 1 所述的实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 其特征在于， 所 述步骤 2 中的虚拟流水制造资源分配目标 min Z 具体为 ： 其中 0 minZ wh； j+1 m ； 其中 ： wh为工序间作业连续性权重， 可根据生产实际需要进行设定 ； Ti， j为任务 i 的工序 j ； Cj为加工工序的生产效率， nj。
5、为此工序对应的加工人员的数量 ； 为所有相邻工序加工符合差值的最大值。 4. 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 其特征 在于， 所述步骤 3 具体为 ： 步骤 31、 监测每一分段， 将分段中前后工序加工时间存在间隙的分段加入可调配分段 集合中， 作为目标搜索分段 ； 步骤 32、 在所述可调配工序段集合选取一个目标搜索分段 ； 步骤 33、 监测该目标检索分段的每一工序的前一工序的结束时间、 该工序的开始时间、 后续工序的开始时间 ； 步骤 34、 调整该工序的工作人员的个数， 并确保该工序中的工作人员个数为完成该工 序的结束时间早于下一工序开始。
6、时间所需的最小工作人员数。 5. 根据权利要求 4 所述的实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 其特征在于， 所 述步骤 33 具体为 ： 步骤 331、 从该工序中抽调出一名工作人员名单， 并将该名工作人员名单添加到可调配 工作人员名单集合中 ； 步骤 332、 判断该工序是否满足以下公式， 如果是则返回步骤 331 ； 权 利 要 求 书 CN 103072668 A 2 2/2 页 3 Si,j为分段 i 的工序 j 的开始时间 ； Ei， j为分段 i 的工序 j 的结束时间 ； Cj为加工工序的生产效率 ； nj为此工序对应的加工人员的数量。 6. 根据权利要求 5 所述的实现船舶。
7、曲面分段虚拟流水式建造的方法， 其特征在于， 所 述步骤 3 还包括 ： 步骤 35、 将该调整后的目标搜索分段从所述可调配分段集合中删除 ； 步骤 36、 判断可调配分段集合中是否还有目标调整分段， 如果有则选择一个目标调整 分段， 并返回步骤 33 ； 如果没有则步骤结束。 权 利 要 求 书 CN 103072668 A 3 1/4 页 4 一种实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法 技术领域 0001 本发明涉及制造技术领域， 特别涉及一种实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方 法。 背景技术 0002 船舶曲面分段生产制造过程中生产的分段属于大型装配体， 在建造过程中需要 完成分段的焊接、。
8、 装配和喷漆等工序， 且由于分段的重量大并且外形复杂导致分段在生产 过很难被移动， 因此需要加工人员和制造资源移动于场地中各个分段之间的虚拟流水式建 造。 所谓的虚拟流水式建造是指加工工件位置固定而制造资源流转于各个工件之间完成工 件的生产。 这种制造方式明显区别于普通车间内制造设备不动而工件流动于各个制造设备 之间的生产模式。虚拟流水式建造由于主要加工对象是在场地中固定不动的曲面分段， 负 责不同加工任务的人员在各分段之间进行流动生产完成分段的制造， 形成的是一种软性流 式制造。 0003 由此便会产生流水生产中普遍存在的问题， 即如何保证制造资源生产连续性。在 曲面分段生产过程中， 由于针。
9、对的是加工人员的流转， 因此加工人员在分段生产过程中的 数量分配便成为了曲面分段虚拟流水生产方式的核心技术。 加工人员分配不合理将直接造 成分段生产过程中某些分段出现人员过剩的现象， 而其他分段出现生产人员不足的现象， 从而直接导致整个生产方案出现人员不均衡， 最终影响整个分段生产制造计划， 造成分段 生产效率降低， 制造人员利用率低下的问题。由此可见曲面分段虚拟流水生产方式在整个 曲面分段的制造过程中， 对全面分段的连续性生产起到了关键性作用。 0004 现有技术中虽然已经对船舶建造过程中的虚拟流水式建造的调度问题进行了很 多研究， 但是现有技术往往存在以下不足 ： 0005 （1） 虚拟流。
10、水式建造机制与船舶生产实际结合较少， 由于分段制造过程具有其自 身的特点， 造成传统的虚拟流水式建造算法对于工件进行缓冲生产等处理机制无法适用于 分段制造。例如 ： 车间内部工件体积小， 制造设备固定， 因此必须采用工件流转于加工设备 的生产方式， 区别于曲面分段固定， 人员流转的生产方式。 0006 （2） 以往研究的曲面分段虚拟流水式建造算法从生产节拍的角度对虚拟流水式 建造机制进行了粗放的研究， 只是针对分段内部工序的加工时间进行了简单的运算， 没有 针对生产实际过程中人员的持续性调整进行深入的研究， 从而造成其实际应用效果并不理 想。 发明内容 0007 本发明要解决的技术问题是提供船。
11、舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 从而实现 最佳的基于船舶曲面分段虚拟流水式建造过程中的人员调度方案。 0008 为解决上述技术问题， 本发明的实施例提供一种实现船舶曲面分段虚拟流水式建 造的方法， 包括 ： 说 明 书 CN 103072668 A 4 2/4 页 5 0009 步骤 1、 获取每一分段内的加工工序 ； 0010 步骤 2、 设置初始设置的人员配置方案， 并以虚拟流水制造资源分配目标对每一分 段内每一加工工序的初始设置的人员配置方案进行调整， 得到调整结果 ； 0011 步骤 3、 对每一分段中， 在前后工序的加工时间存在间隙加工工序进行调整， 以最 终生成船舶曲面分段虚拟流。
12、水式建造的人员调度方案。 0012 作为上述技术方案的优选， 所述步骤 2 中的初始设置的人员配置方案具体为 ： 0013 为每一分段分配最大的可生产人数， 直至所有工作人员都分配完毕。 0014 作为上述技术方案的优选， 所述步骤 2 中的虚拟流水制造资源分配目标 min Z 具 体为 ： 0015 0016 其中 0 minZ wh； j+1 m ； 0017 其中 ： 0018 wh为工序间作业连续性权重， 可根据生产实际需要进行设定 ； 0019 Ti， j为任务 i 的工序 j ； 0020 Cj为加工工序的生产效率， 0021 nj为此工序对应的加工人员的数量 ； 0022 为所有。
13、相邻工序加工符合差值的最大值。 0023 作为上述技术方案的优选， 所述步骤 3 具体为 ： 0024 步骤 31、 监测每一分段， 将分段中前后工序加工时间存在间隙的分段加入可调配 分段集合中， 作为目标搜索分段 ； 0025 步骤 32、 在所述可调配工序段集合选取一个目标搜索分段 ； 0026 步骤 33、 监测该目标检索分段的每一工序的前一工序的结束时间、 该工序的开始 时间、 后续工序的开始时间 ； 0027 步骤 34、 调整该工序的工作人员的个数， 并确保该工序中的工作人员个数为完成 该工序的结束时间早于下一工序开始时间所需的最小工作人员数。 0028 作为上述技术方案的优选， 。
14、所述步骤 33 具体为 ： 0029 步骤 331、 从该工序中抽调出一名工作人员名单， 并将该名工作人员名单添加到可 调配工作人员集合中 ； 0030 步骤 332、 判断该工序是否满足以下公式， 如果是则返回步骤 331 ； 0031 0032 Si,j为分段 i 的工序 j 的开始时间 ； 0033 Ei， j为分段 i 的工序 j 的结束时间 ； 0034 Cj为加工工序的生产效率 ； 0035 nj为此工序对应的加工人员的数量。 说 明 书 CN 103072668 A 5 3/4 页 6 0036 作为上述技术方案的优选， 所述步骤 3 还包括 ： 0037 步骤 35、 将该调整。
15、后的目标搜索分段从所述可调配分段集合中删除 ； 0038 步骤 36、 判断可调配分段集合中是否还有目标调整分段， 如果有则选择一个目标 调整分段， 并返回步骤 33 ； 如果没有则步骤结束。 0039 本发明的上述技术方案的有益效果如下 ： 0040 本发明的方法以船舶曲面分段虚拟流水生产方式的人员调度为出发点， 以人员在 分段之间无间隙流转为思路， 以分段工序虚拟流水制造人员分配为核心技术手段， 以提高 曲面分段制造效率为目标， 最终建立面向曲面分段生产的基于制造人员持续性调整的虚拟 流水式建造的方法， 填补并完善曲面分段虚拟流水建造理论和方法。 附图说明 0041 图 1 为本发明的实施。
16、例的流程示意图。 具体实施方式 0042 为使本发明要解决的技术问题、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。 0043 本发明的实施例提供一种实现船舶曲面分段虚拟流水式建造的方法， 包括 ： 0044 步骤 1、 获取每一分段内的加工工序 ； 0045 步骤 2、 设置初始设置的人员配置方案， 并以虚拟流水制造资源分配目标对每一分 段内每一加工工序的初始设置的人员配置方案进行调整， 并根据调整结果为每一加工工序 分配加工人员 ； 0046 步骤 3、 对每一分段中， 在前后工序的加工时间存在间隙加工工序进行调整， 以最 终生成船舶曲面分段虚拟流水式建造的人员调度。
17、方案。 0047 其中， 该初始设置的人员配置方案具体为 ： 为每一分段分配最大的可生产人数， 直 至所有工作人员都分配完毕。同时， 步骤 2 中的虚拟流水制造资源分配目标 min Z 具体为 ： 0048 0049 其中 0 minZ wh； j+1 m ； 0050 其中 ： 0051 wh为工序间作业连续性权重， 可根据生产实际需要进行设定 ； 0052 Ti， j为任务 i 的工序 j ； 0053 Cj为加工工序的生产效率， 0054 nj为此工序对应的加工人员的数量 ； 0055 为所有相邻工序加工符合差值的最大值。 0056 在本发明实施例中， 是对每一个分段的每一具有时间间隙的。
18、工序都执行步骤 3 的 方法， 以使每一工序所占用的工作人员最少。该每一工序的工作人员的调整步骤具体为 ： 0057 步骤 31、 监测每一分段， 将分段中前后工序加工时间存在间隙的分段加入可调配 说 明 书 CN 103072668 A 6 4/4 页 7 分段集合中， 作为目标搜索分段 ； 0058 步骤 32、 在所述可调配工序段集合选取一个目标搜索分段 ； 0059 步骤 33、 监测该目标检索分段的每一工序的前一工序的结束时间、 该工序的开始 时间、 后续工序的开始时间 ； 0060 步骤 34、 调整该工序的工作人员， 并确保该工序中的工作人员为完成该工序的结 束时间早于下一工序开。
19、始时间所需的最小工作人员数 ； 0061 步骤 35、 将该调整后的目标搜索分段从所述可调配分段集合中删除 ； 0062 步骤 36、 判断可调配分段集合中是否还有目标调整分段， 如果有则选择一个目标 调整分段， 并返回步骤 33 ； 如果没有则步骤结束。 0063 其中， 所述步骤 33 具体为 ： 0064 步骤 331、 从该工序中抽调出一名工作人员， 并将该名工作人员添加到可调配工作 人员集合中 ； 0065 步骤 332、 判断该工序是否满足以下公式， 如果是则返回步骤 331 ； 0066 0067 Si,j为分段 i 的工序 j 的开始时间 ； 0068 Ei,j为分段 i 的工序 j 的结束时间 ； 0069 Cj为加工工序的生产效率 ； 0070 nj为此工序对应的加工人员的数量。 0071 以上所述是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明所述原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103072668 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103072668 A 8 。