船体分段装配序列规划技术研究
摘要：从1995年以来我国造船业一直都居世界前茅，但是在造船整体技术上还与日本、韩国等国家存在一定差距。在此背景下本文针对船体分段序列规划技术进行了分析，供大家参考。
关键词：船体分段装配；序列；规划技术
所谓装配顺序优化是指通过分析、提取及满足产品装配信息，在此基础上生成几何可行装配序列，并按照一定评价标准找到最优装配序列。若产品中零件数目比较多，很有可能会出现装配序列组合爆炸的问题，这种情况下利用传统以图论为基础的搜索方法很难解决上述问题，这种情况下装配序列规划技术、遗传算法被引入进来。下面主要针对船体分段装配序列规划的相关问题进行分析。
1 装配序列规划概述
装配序列规划又被称为装配顺序规划，在智能装配规划中是非常重要的一个环节，同时也为装配过程仿真的实现提供了前提和基础，它主要是利用计算机自动规划处待装配的零部件装配工艺，然后生成装配序列。实际上装配序列规划是一种约束优化问题，也就是说其意义在意如何从大量装配序列中选出最优的装配序列，这其中必然会涉及到计算机存储、计算效率等相关问题。或者说，装配序列规划为虚拟装配方面的研究提供了前提，为产品装配工艺信息提供了有效载体，为装配工艺分析及评价奠定了基础。
2 几种装配序列求解方法
2.1 基于装配优先约束关系的装配序列生成方法
装配序列规划方面调研究从80年代初开始，装配序列优先关系也是在这一时期被提出，所谓装配优先关系是指在装配体重不同零部件装配顺序之间的关系，获取这种优先约束关系，并进行显示表达是最为直观的装配順序生成方法。这种方法在实际应用中具有自动实现、对规划者依赖性较小等特点，基于这种方法直接求解其最大困难在于获取装配优先关系，利用人工交互关系的工作量较大，同时对操作人员提出了较高要求，所以装配连接图自动产生装配序列开始成为这方面研究的重点。
2.2 基于组件识别的装配序列求解方法
按照现在的理论研究水平，组件可以通过三个条件进行判别，第一，组件中任何一个零件应与组件中另外的零件接触，第二，组件一定要有稳定性，第三，装配之后组件不能干涉其他零件的装配。工艺规划人员会结合装配车间具体情况，通过人机交互之后确定装配组件，组件确定之后会分层次生成组件装配顺序，最后得到产品装配顺序。利用这种方式可以减小生成装配序列的复杂性，同时删掉装配操作工艺差的装配序列。
2.3 基于遗传算法的装配序列规划方法
应用遗传算法可以很好的在计算复杂性与全局优化之间获得平衡，同时不需要精确的数学描述，与装配顺序规划的特性比较符合，因此比较有前途。但是遗传算法在实际应用中还有很多问题需要解决，例如初始种群产生的问题、编码的问题及全局优化的收敛等问题。应用遗传算法进行装配序列规划，初始种群生成过程中，可以将专家知识可行装配序列输入其中，
3 船体分段装配序列规划技术
基本上可以将现代船体装配分为三个过程，第一，从数量不对的型材、板材组成为部件或组件，例如框架、T型梁等，这些均为组件装配；第二，由部件、板材型材等装配组成合成分段，例如甲板分段属于分段装配；第三，在船台或船坞上对少量板材、型材等组装为船体。船体分段装配焊接需要在完成船体零部件制作之后，对各种型材、板材等进行焊接，形成分段装配过程，在船体装配这种这是非常重要的一个组成部分。对工艺装备进行合理选择，同时合理安排各项焊接顺序可以切实保证分段质量，这直接关系到装焊施工的难度、辅料消耗量及分段制造周期。
目前我国造船业迅速发展，在世界造船业中已经占有一席之地，但是与日本韩国等国家比较，我国造船技术还很落后，造船过程中船体分段为中间产品，在整个造船过程中占据着非常重要的地位，在船体分段建造中装配序列规划设计占据核心地位。建立子宫装配序列规划系统有利于分散装配效率的提高，这对于改善造船质量来说具有非常重要的意义。
规划设计的总体思路如下：
首先，利用三维CAD系统提供船体分段模型，然后在三维CAD系统中提取并整理分段模型信息，在此基础上建立分段装配信息模型；
其次，在规则专家系统中导入专家系统可以识别的模型，或者说在装配序列生成模块中输入信息，并进行规则匹配，即可获得可行性的分段装配序列；
第三，在虚拟仿真模块中基于可行的装配序列对装配过程进行仿真处理，同时进行静态与动态干涉分析，可以在装配序列评价中将仿真结果作为其依据；
第四，装配序列评价模块中，按照装配仿真即可获得相关数据，按照这些数据与专家经验，可以利用二级模糊评价方法评价装配序列的可行性，最终得到最优分段装配序列。
4 结语
综上，在船体建造过程中，船体分段装配占有非常重要的地位，本课题主要针对船体分段装配序列规划进行了分析，具体来说针对当前装配序列规划及相关研究现状进行了分析，并针对船体分段装配序列规划现有方法进行了研究，在软件上实现了装配序列规划的过程。
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