【硕士论文】基于量化分析的船体分段制造工艺优化研究.pdf

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要随着现在造船技术的发展．传统以人的经验为主的管理制造模式受到越来越大的挑战。这种造船模式也跟不上现代船舶发展的需要，特别是在设计上实行“虚拟设计”、“三维设计”以及“并行工程”之后，以人的加工经验指导生产实际的弊端也就越来越明显，船舶的制造与设计、管理等诸多因素不能同步，因此对“数字化造船”、“虚拟造船”的需求也就越来越强烈。本文是在“数字化造船”背景下，针对目前船舶分段装配已经存在的诸多工艺路线，从中选择出一种最佳的方案来，从而实现工艺路线的优化。这是因为大部分船舶分段的组装往往有多于一种装配工艺路线，对船舶分段的装配，按照装配程序分有

2、分离装配法、混合装配法和放射装配法；按照装配基准面分有正装法、倒装法和侧装法。所以，对一个分段的装配，最多能够形成e’XGl种装配工艺路线。那么基于分段的制造工期最短、或者分段制造所需工时最少、或者分段制造的施工难度最低，在所有可能的装配工艺路线中必定能够选择出最优的一种方案来。具体的做法是：首先，针对某一分段制定所有可能的分段装配标准工艺路线，对制定好的标准工艺路线根据每一步工序实施数据采集及工况条件记录；其次，对采集的数据进行同种次因素及同种工况条件下的数据提取，对提取出来的数据进行单一自变量与因变量的回归，建立回归模型，根据建立的回归模型计算出分段在所有可能的

3、标准装配工艺路线下的工期、工时：再次，计算出分段装配所有可能的工艺路线下的每条工艺路线的施工难度；最后，对在所有可能的工艺路线下计算出来的工期、工时和加工难度用模糊层次分析法(AHP)进行模糊评判，选出最优的装配工艺路线。本文以某船的双层底分段为例进行实例计算，对双层底分段组装可能应用到的六种方法进行选优验证本方法的可行性。论文在“数字化造船”背景下，船舶分段制造最优装配方法研究中具有一定的实用价值，并在理论、学术方面也具有一定的意义．关键词：标准工艺路线；工期／工时；工艺优化；网络计划法；双层底分段大连理工大学硕士学位论文1绪论1．1论文研究背景及意义企业在市场全

4、球化的今天面临的竞争对手不断增多，企业面临着日益加重的竞争压力，在市场化的浪潮中，随着产品更新换代速度的加快，交货时间和产品质量较之成本成为企业参与市场竞争更为重要的手段。制造企业为了在激烈的竞争中获得优势，就必须不断采用各种新技术和新工艺，这在使制造系统日趋复杂的同时，也使制造过程的复杂性不断提高。“虚拟制造”、“虚拟装配’’、“数字化制造”等新的理念和技术就是在这种背景下产生的。“数字化制造”是虚拟制造的核心技术之一，所谓的数字化制造，从广义上讲，指将信息技术用于产品设计、制造以及管理等产品全生命周期中，以达到提高制造效率和质量、降低制造成本、实现敏捷响应市场的

5、目的所涉及的一系列活动的总称。从狭义上讲，是指将数字化技术用于产品的制造过程，通过信息建模和信息处理来改进制造过程，提高制造效率和产品质量，降低制造成本所涉及的一系列活动的总称。数字化制造使产品设计制造由部分定量、部分经验、定性化逐步转向全面数字定量化，形成了系列的基础理论和关键技术问题，例如，产品信息的数字化表示、制造过程的建模与仿真、数字样机技术、智能数控技术等。数字化制造技术是庞大的研究领域，数字化制造的内容可由宏观数字化制造和微观数字化制造的两个方面来描述。宏观数字化制造是指宏观决策、资源优化、市场运作、资金运营等对制造过程具有重大影响的活动；微观数字化制造

6、是指产品由设计、工艺装配、过程控制到最终产品的全过程。总之，制造正在由部分量化和部分经验化、定性化逐步转化为由宏观到微观的全面数字定量化。数字化制造不仅要处理大量的常规工程数据、图形信息和制造过程的物料流、加工流、信息流，以及与制造相关的其他大量的数据和信息，而且还需收集处理涉及经营、决策、市场、资金、制造知识、管理维护等大量的全局性、全球性的制造数据和信息。数字化制造是新技术革命驱动的新经济革命的核心，也是将来制造科学与工程的核心。随着制造业信息化的进程的加快，制造业的智力投入和服务的意识日益增强。面临激烈的市场竞争，除了千方百计降低成本、提高效率和质量外，提高企

7、业的资源使用效率和对市场的快速响应能力也是制造业追求的重要目标。但是，就目前产品设计开发的现状来看，大多数企业设计部门只意识到产品的功能，没有意识到产品的装配方法的选优问题，有关产品装配结构及其装配工艺的设计和设计水平仍然十分落后，装配结构和装配工艺的设计任务主要还是依靠经验丰富的设计师、工艺师来完成。设计周期长，受设计者的知识局限性和主观意识性影响较大．尤其对于基于量化分析的船体分段制造工艺优化研究复杂船舶产品的装配工艺路线，设计者往往无法将各方面、各层次的问题都考虑进来，通常只能凭借经验来寻求较为合理的装配工艺路线，而这样得到的不一定是装配设计的最优工艺路线