船舶泊位调度是船厂码头生产作业的重要内容,对船厂码头泊位调度优化方法进行广泛和深入的研究,配合应用现代信息技术的生产调度管理体系,对于船厂码头资源配置的优化,生产效率的提高,企业管理水平的进步,尤其是在船舶市场持续低迷的环境下,增强企业生存能力和竞争能力,深化船厂码头泊位调度优化理论,具有重要的意义。船厂码头泊位调度过程是一个多级优化过程,可以定义为:在计划周期开始时,对计划周期内预计抵达的船舶合理地安排停泊时间和靠泊位置,并由于某些特定原因,对一艘或者多艘船舶进行一系列位置调整。如何在不浪费过多资源的基础上提高泊位利用率是该问题的难点。为此,本文以船厂码头泊位调度过程为研究对象,通过对船厂生产作业特点的分析,将泊位调度过程分为若干层级,第一层级,初始的泊位分配,为计划进厂的船舶安排泊位,该问题涉及了多种约束条件,研究重点是综合考虑优化目标,建立靠泊模型,并简化边界条件,将码头生产秩序维持在最佳状态;第二层级,当发生客观扰动事件时对原方案进行扰动恢复,研究的重点是尽量减小不确定因素对系统的影响泊位调整;第三层级,根据生产需要对船舶进行移泊,船舶的移泊过程是多环节相互影响的组合过程,该阶段的研究重点是对移泊过程各阶段进行决策并寻找移泊最优路径。船舶泊位调度问题是NP(Non-Deterministic Polynomial,非确定多项式)难题,优化要面对的问题涉及范围广,复杂性高。船厂码头泊位调度需优化的目标很多,各目标存在内在联系,本文从泊位分配初始方案的生成,对干扰因素的扰动恢复,以及泊位调整的决策模型和最优路径等方面研究了船厂码头泊位调度优化问题,建立了数学模型并进行了系统仿真和应用,最后对船厂码头泊位调度系统进行了总体设计。研究内容包括:1.泊位分配问题优化(1)分析了船厂泊位调度与集装箱港口泊位调度的本质区别,对调度过程进行多层级论述,将排队论思想引入泊位调度问题,构建了基于排队论的船舶泊位调度系统模型,提出了容量有限的系统最优化理论。(2)模拟人工调度流程,合理地运用船舶调度规则,对船厂码头调度生产过程各阶段进行仿真模拟,以最短在厂时间,最短移泊距离,最小系统成本为目标建立了船舶泊位分配的多目标数学仿真模型,将调度人员的经验融入模型当中,设定多种边界条件。(3)针对传统遗传算法解的质量很大程度上依赖初始种群,且搜索范围大容易出现组合爆炸的现象,创建了加入启发式规则的多目标均衡优化法,改进了搜索范围,提高了解的质量。最后通过算例比较人工制定和仿真生成的方案,验证该方法的有效性、准确性以及优越性。(4)引入干扰管理理论,通过分析船厂码头生产特点,探讨了不确定因素对船厂码头的影响以及处理手段,并深入研究了人为因素干扰下的扰动恢复情况,建立了船厂码头泊位调度的扰动恢复模型,验证了该优化方法的有效性。2.泊位调整问题优化论述了船厂码头泊位调度系统的离散特性,将移泊问题转换为求解网络图的最优路径问题,并引入元胞自动机理论创建了船舶状态决策模型。3.泊位调度系统总体设计根据修船企业的需求,对船厂码头泊位调度系统进行了总体设计,并利用matlab对部分重要功能的界面进行了展示说明。