曲面分段全建造流程的误差累积及精度预测

以海洋平台典型曲面分段为研究对象,梳理建造企业对切割和弯曲工艺的精度要求及误差响应,以及焊接工艺对应的典型接头力学载荷,并将其作为曲面分段建造的源头误差。基于弹性有限元方法,分析焊接工艺对曲面分段建造精度的影响;考虑切割和弯曲误差对焊接工艺的影响,并预测闭合加工误差的焊接工艺及其产生的焊接变形。为提升曲面分段建造精度的评估效率,建立基于遗传算法的BP(Back Propagation)人工神经网络,并以27组数据为训练样本,以9组数据为验证样本检验其预测的准确性。通过弹性有限元分析研究不考虑、保留及矫正切割和弯曲加工误差等3种情况下的曲面分段建造精度,结果发现三者存在明显差异。考虑切割、弯曲的加工误差及其焊接闭合工艺对曲面分段的建造精度的显著影响,基于遗传算法的BP人工神经网络具有极高的预测精度和稳定性。

基于改进差分进化算法的船舶曲面分段车间调度

为有效提升船舶曲面分段车间的加工效率,解决已有算法存在的易陷入局部最优解和初始解质量低的问题,提出一种改进的差分进化算法,对曲面分段调度问题进行求解。以最小化完工时间和最小化班组间负荷差距为目标,建立该曲面分段调度问题的双目标数学模型,并采用改进的差分进化算法对该问题进行求解。该改进差分进化算法将全局搜索策略与局部搜索策略相结合,能提升初始解的质量,并加快收敛速度。使用某船厂的实际数据对该算法进行有效性验证,结果表明,该算法能有效求解船舶曲面分段调度问题,能更好地提升船舶曲面分段制造调度作业效率。

面向船体曲面分段建造的空间调度方法

针对船体曲面分段生产调度复杂且具有时空耦合特性,提出船体曲面分段建造动态空间调度方法,建立动态空间调度流程.根据船舶建造分段搭载网络计划图,确定曲面分段建造开始时间和结束时间,并利用空域思想确定船体分段在工作平台上的空间位置;考虑到系统干扰和不确定因素的存在,提出了自适应时空调整策略.最后,以上海某造船厂曲面加工车间分段制造数据为例进行了验证.结果表明,所提出的调度方法能有效地提高船舶生产效率和空间利用率.

基于规则的船体曲面分段空间调度方法

基于分解策略,将船体曲面分段空间调度问题划分为一系列分段排序和分段填空过程.分段排序是根据排序规则产生待调度的分段序列;分段填空是对按一定次序进入平台的分段,应用定位放置规则和配置空间理论搜索分段可放置空域,研究采用搭界、剩余加工时间相近搭边等定位规则,确定分段在平台上的位置坐标和开工时间.仿真实验结果表明,该算法在运算结果和运算时间方面优于已提出的三维装箱问题算法.

船舶曲面分段建造作业调度数字化仿真与优化

针对船舶曲面分段建造难度大、效率低的问题,对曲面分段车间建造作业调度过程进行仿真与优化研究。首先,提出基于虚拟流水线的分段建造车间作业调度模式;其次,基于数字化工厂策略实现其作业调度过程的仿真;以最大完工时间最小化为目标,提出基于遗传算法的作业调度过程优化;最后,以实际生产计划为对象进行了实例验证。结果表明:基于虚拟流水线的作业调度模式和基于数字化工厂策略的仿真优化,有效缩短了曲面分段建造周期,为提升船舶建造效率和水平提供了支撑。

面向曲面分段建造的双龙门吊车协同调度技术

针对曲面分段建造过程中双龙门吊车吊运缺乏计划协同的问题,提出一种面向曲面分段生产的综合吊运任务排序和吊运任务平衡分配双龙门吊车协同调度技术。通过分析吊车吊运作业调度问题和吊运目标,提出基于时间轴的吊车吊运堆排序技术与吊运任务动态平衡分配技术相结合的面向曲面分段生产的双龙门吊车协同调度技术框架,形成了基于启发式的最大堆构建规则和基于任务平衡协同的动态任务分配规则。以双吊车配合吊运为核心,综合形成了优先级与时间协调判定规则和吊车任务平衡分配机制,实现了多约束规则下双龙门吊车的协同平衡调度。结合所提算法开发了双龙门吊车协同仿真优化系统,并通过实例验证了其有效性。

基于虚拟流水的船舶曲面分段建造空间调度方法

针对具有时空耦合特性的船舶曲面分段生产调度问题,提出以充分利用场地资源为目标的基于虚拟流水生产方式的空间调度方法,建立了曲面分段生产调度流程。通过分析曲面分段具有不规则外形轮廓、空间和时间双重占用以及虚拟流水生产方式的特点,建立了曲面分段空间调度的总体框架。提出虚拟流水生产方式与空间调度相结合的调度方法,形成了分段生产顺序与空间调度过程相互衔接的机制,解决了曲面分段空间调度过程中分段建造顺序的问题;提出碰撞检测算法与优化规则筛选相结合的曲面分段空间布局方法,解决了不规则轮廓的曲面分段空间排布问题;提出基于虚拟流水生产的人力资源分配方法,实现了资源围绕固定工位的流转生产。通过应用曲面调度实例对以上关键技术进行了验证。

曲面分段车间作业排程仿真优化

曲面分段建造是船舶建造过程的重要环节之一。由于曲面分段结构差异较大、工艺流程复杂、多采用固定胎位建造等特点,对平衡分段建造、提升造船效率具有重要影响。针对曲面分段建造特点,船厂会结合船坞搭载节点制定胎位执行计划表。根据某船厂曲面车间胎位执行计划表,制定初始静态胎位作业计划,采用虚拟仿真技术,建立三条固定胎位虚拟流水线,结合启发式算法进行胎位计划排程,减少最大完工时间,得到较合理的胎位作业计划表,验证了启发式优化算法排程的可行性和有效性。

TRIBON集成环境下的曲面分段生产设计研究

Tribon软件是目前船舶行业应用极为广泛的设计软件 ,文章对 Tribon集成系统中的船体曲面分段的生产设计方法和内容进行了研究和总结 。

改进张正友标定法在船舶曲面分段测量装备中的研究

在船舶曲面分段测量装备开发中,以视觉检测中的摄像机标定过程作为研究的对象,使用张正友基于平面模板的方法进行标定实验,给出了基于Open CV函数库详细的标定步骤,对算法标定精度进行了分析和验证。结果表明,该算法具有高的标定精度和计算效率,可以作为船舶曲面分段测量装备视觉测量中的标定算法。

基于自适应三角化的船舶曲面分段网格细分

结合非结构网格划分相关理论,分析了现有的Delaunay三角网格划分及细分算法的优劣处。针对船舶曲面分段划分注重精度大于计算效率的特性,通过改变自适应算法中的步长值来进行船舶曲面分段的网格细分,再通过Delaunay三角网格划分对自适应网格化后的曲面进行最终三角化处理。文末以船舶曲面分段为例,通过与曲面估算出的曲率云图进行对比,验证细分算法效果的正确性,这在船舶曲面分段展开领域具有一定实用意义。

船体曲面分段余量补偿及精度过程控制方法研究

船舶建造精度控制是现代造船技术中一项非常重要的技术,其核心问题就是船舶建造过程中余量补偿以及精度过程控制的研究,它是实现精益造船、船舶生产建造壳、舾、涂一体化的基础。文中从船体曲面分段制造过程中的胎架制作出发,围绕余量补偿和建造精度过程控制两个核心问题,总结了大型船厂在实现高精度造船中的关键技术问题,并围绕其展开深刻的探讨,结合中国目前的造船现状,提出了相应的技术要求,对提高我国中小型船厂的造船精度有一定的指导意义。

面向智能生产线的船舶曲面分段通用胎架设计

基于自适应电磁式支撑头、数显式三向调节支柱和模块化轨道运输等关键技术,设计一种新型的船舶曲面分段通用胎架,并对模型样品进行试制。一直以来,船厂广泛使用支柱式胎架,普遍存在滑移、支点变形和制作效率不高等问题。研究成果可为解决上述问题提供参考,并为未来船舶曲面分段智能生产线的胎架研制提供设计思路。

基于时空约束的船体曲面分段车间调度方法研究

船体曲面分段的生产调度问题流程复杂且具有时空耦合特性,其排产计划和调度方案的制定过程缺乏规范的流程及高效的方法,是船体建造过程中的瓶颈。对此提出了基于时空约束的曲面分段车间调度方法,该方法首先建立包含时空约束的调度问题数学模型;其次综合运用规则及分解策略,设计合理、简便的启发式算法;最后以船体部分曲面分段建造过程为例进行了实例验证。结果表明,所提出的基于时空约束的曲面分段车间调度方法使分段生产效率和车间场地利用率均有明显的提高。

基于船舶曲面分段数控胎架的柔性化制造技术研究

胎架是船舶曲面分段制造过程中不可或缺的工装设备,曲面分段在胎架上的装配精度关系到船舶的建造质量和效率。分析了现有的模板式胎架、支点式胎架和支柱式活络胎架的应用现状,针对目前已有船舶曲面分段胎架的特点,研究基于船舶曲面分段数控胎架的柔性化制造技术,从曲面胎架的调形参数设计、曲板限位与夹紧工装、曲板定位工装、曲板装配焊接变形和反变形补偿机制等多方考虑,提出一种适用于曲面(平面)分段制造的新型数控柔性胎架,集合了现有各类胎架形式的优点。基于船舶曲面分段数控胎架的柔性化制造技术的研究与应用,实现船舶曲面分段零部件快速精确定位和装配,减少装配及后续修正工作量,提高船舶曲面分段建造质量和效率。

针对异常的船体曲面分段作业计划自动调整算法

针对由复杂算法制订的曲面车间作业计划在执行过程中出现的异常,提出了曲面分段作业计划自动调整算法,并构造了调整评估体系,为此类复杂空间调度计划的调整提供了一种良好的算法和思路.通过上海某造船厂曲面车间的实际应用得到了验证.

基于实时碰撞检测的船舶曲面分段人机交互场地布局技术

针对船舶曲面分段的建造具有外形复杂、固定工位、混合场地的生产特点,为满足曲面分段建造规划对空间布局的精细化、可视化、高效化控制需求,提出了基于实时碰撞检测的曲面分段人机交互式场地布局技术。以曲面分段空间布局参数化注入建模为基础,研究了面向动态过程的曲面分段实时碰撞检测算法,实现了人机交互的可视化场地布局,解决了调整位姿、更换场地、更换时间的时空冲突问题;建立了具有结构化、可控化场地布局能力的技术机制。结合实际的工程实例运行分析,验证了技术的合理性与有效性。

曲面分段零部件托盘物流跟踪技术

船体曲面分段零部件托盘物流跟踪是保证分段按时、有序建造的重要手段。在分析曲面分段零部件配送特点的基础上,提出零部件托盘物流分步式跟踪方案,以及曲面分段零部件托盘物流数字化跟踪技术。实际应用结果表明,该技术能有效提升船体零部件托盘的精细化管理水平,对生产、物资的精细管理和控制具有良好的促进作用。

基于改进粒子群算法的曲面分段建造动态调度研究

文章分析了曲面分段建造过程中的各种不确定性扰动因素,提出基于关键事件和人机交互的混合驱动重调度策略,以效率和稳定性为优化目标,设计出一种改进粒子群算法(HDPSO)对原始调度方案进行调整修复。以某船厂的实际建造数据为案例进行分析讨论,结果表明,该算法可以有效地对生产扰动进行快速响应,缩短曲面分段建造周期。

船舶曲面分段制造关键技术

曲面分段制造是船体建造过程中的一个非常重要的环节,主要包括零部件配送、胎架制造、曲面分段快速成组及精度控制等多个工序。突破船舶曲面分段制造关键技术,是实现曲面分段制造模式升级换代,推动船舶曲面分段的建造效率和能力进一步提升的关键所在。