面向船体曲面分段建造的空间调度方法研究

　　摘要：通常情况下，船体由无数个分段组成，由于不同的船体具有不同的几何形状，可将船体分段大致分为曲面分段和平直分段。本文主要针对船体的曲面分段，对其建造空间调度方法进行了研究。
　　关键词：船体曲面分段空间调度
　　
　　曲面分段主要由船舶艉部和艏部两部分组成，具有极其复杂的结构。对船舶生产建造造成约束的因素有很多，由于对其建造空间进行调度只能凭借调度员的个人经验来进行，从而导致分段建造效率极低，目前，已成为船舶建造过程中的瓶颈环节，对船舶建造的整体效率带来了极大的不利影响。在对船体曲面进行分段建造时，倘若只是一味的满足曲面分段空间位置的合理性，而不对加工时间进行严格要求，同样会对生产任务造成延误；满足时间要求，却没有保证其空间位置的合理性，分段建造同样无法顺利开展。因此，对船体曲面分段建造进行空间调度必须从建造时间和空间位置两方面进行考虑。
　　一、船体曲面分段建造流程的特点
　　船体曲面分段类似于平直分段，其部件主要由无数零件组成，并由若干部件和零件共同组成船体曲面的各小分段，再由小分段组成大分段。曲面分段建造流程主要有以下几方面的特点：
　　其一，通常情况下，船体曲面分段的重量和体积均较大，分段不同，其形状和结构也存在较大的差异。因此，其建造方式主要是通过固定工位的方法。
　　其二，建造周期长。
　　其三，在进行施工建造时，不能中断建造过程，必须保证加工完成后方可将其调离，根据建造工艺的实际情况，可在同一位置进行翻转。
　　其四，分段建造计划主要取决于船坞搭载方案，分段建造所用时间必须结合搭载计划的实际需要，通常情况下，是以最早开始的时间对建造进行安排。
　　曲面分段制造车间由若干工作区域组成，每段工作区域之间都设有交通道，为运输物料以及人员、设备的移动提供空间。其布局结构如图1所示：
　　
　　为了方便对船体曲面分段建造进行有效的管理，在实际的建造过程中采用的布局方式主要为预留交通道的方式，如图1（b）所示，该方式避免了分段在纵向上出现重叠现象。
　　二、船体曲面建造的空间调度方法
　　对船体曲面建造进行空间调度主要是要确定分段建造的空间布局位置和建造开始的时间，同时，满足其建造的约束条件，并对建造空间和时间的指标进行优化配置。船体曲面建造的空间调度主要包括空间布局规划和时间规划。其中，时间规划主要是对分段建造起始时间与结束时间进行研究。空间布局规划则主要是对分段建造的具体位置进行确定。结合船舶建造的实际过程，船体曲面分段建造的空间调度流程如图2所示：
　　(一) 船体曲面分段建造的时间规划
　　船舶主要是由若干分段通过装配焊接而形成的，各分段是船体构成的主要模块。分段建造计划主要取决于船坞搭载方案，船坞搭载方案主要表达形式为网络计划图，分段开始进行搭载的时间通过节点表示。各节点之间的关系即为分段搭载之间的约束关系。通过对网络计划图的分析，各分段开始进行搭载的时间应当控制在合理范围内，保证其搭载时间的弹性与松弛性。因此，船体曲面分段建造时间T应满足关系式：E≤T≤L（其中，E表示分段建造最早开始时间，L表示分段建造最晚开始时间）。分段建造最早开始时间通常取决于船体总体建造计划。
　　曲面分段建造可分为关键建造和非关键建造两部分。建造非关键分段时，应保证时间优先，根据建造松弛时间的实际情况，结合空间整体的布局规划制定最优方案。当建造空间不足时，对松弛时间小的曲面分段进行优先安排，延后安排松弛时间大的曲面分段，保证其后续分段调度方案的合理性。
　　（二）空间布局规划
　　空间布局规划主要是指在对分段建造时间进行确定的基础上，对分段的加工位置进行进一步确认。对空间布局进行规划应满足以下几点要求：
　　1、 对称分段必须做到开工和完工时间的一致性，并保证其加工位置相邻。
　　2、 为了保证建造方便，相邻分段间的空间距离应保持在两米左右。
　　3、 工作区域方向应与分段短边保持平行。
　　三、调度动态适应调整
　　在实际的调度过程中，往往存在着大量不确定因素对调度方案的实施造成一定的影响，因此，必须根据实际情况对调度方案进行适当的调整，具体包括以下几个方面：
　　（一）时间调整
　　在保证分段空间位置不变的情况下，将建造时间适当的提前或延后，从而提
　　高空间利用率。
　　（二）空间调整
　　在保证建造时间不变的前提下，只调整分段空间位置，主要包括工作平台间和工作平台内的空间位置。
　　（三）时空调整
　　对建造空间位置和建筑时间同时进行调整，根据工作平台的实际情况，分为工作平台间和工作平台内的时空调整。
　　结语
　　曲面分段建造的空间调度不仅应满足其对空间资源的需求，同时，还应最大限度的满足曲面分段建造对传统资源的需求。对船体曲面分段建造进行空间调度，在解决一般性调度问题的同时，更重要的是解决曲面分段建造在空间布置方面的问题。只有这样，才能保证船体曲面分段建造空间调度的合理性。
　　参考文献：
　　[1]盛永刚.浅谈船体曲面分段建造工艺[J].魅力中国，2010（25）
　　[2]王蕾.面向船体曲面分段建造的空间调度方法研究[D].2009