集装箱码头生产调度优化研究

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1、上海海事大学博士学位论文集装箱码头生产调度优化研究姓名：张婕姝申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：真虹20060801摘要现代集装箱码头之间的竞争，不仅仅是硬件设煎的竞争，更是港口现代化管理水平的竞争。随着集装箱码头吞吐量的增长，码头管理人员普遍认识到，如果管理到位，港口在设施、设备和信息技术等方面的投资效益将更加明显。生产调度是现代集装箱码头生产运作管理系统的核心，生产调度工作质量直接影响到集装箱装卸公司的经济效益，所以如何做好生产调度工作已成为码头生产经营是否成功的关键。然而，我国大部分集装箱码头的生产调度依然延续着过去陈旧的依靠经验的生产组织方式，这一环节的落后日益

2、成为集装箱码头提高运输效率和运作能力的瓶颈。因此，研究集装箱码头生产调度优化问题具有理论和现实意义。论文研究的理论基础是：BPR(BusinessProcessReengineering)理论和调度优化理论。BPR理论被提出后，在国内外锝到了广泛的应用，但集装箱码头生产调度过程具有多层次的特点，应用BPR解决多层过程的方法还比较缺乏。调度优化理论的方法很多，这些方法都有各自的优缺点，由于集装箱码头生产作业过程的特点，应用仿真技术解决这一NP-HARD问题有较好的适用性。但是，仿真技术在集装箱码头生产调度的应用还存在一些问题，缺少对调度问题微观分析的研究，对包含码头前沿、水平搬运和堆场在内

3、的完成调度过程的研究也较少。这些问题作为研究重点在论文中进行了理论、方法和实证的探索。论文主要的研究内容有：1、研究了多层集装箱码头生产调度的BPR优化方法，给出了集装箱码头生产调度过程的BPR概念，提出了多层过程的定义，指出集装箱码头生产调度过程属于多层次过程，识别了集装箱码头生产调度过程的特征和性能指标。针对多层集装箱码头生产调度的特点，提出了适合于多层次过程图形建模的方法：过程步骤流图(PSFD)。研究了多层集装箱码头生产调度过程BPR优化的一般步骤和一般规则，为多层集装箱码头生产调度过程进行BPR优化提供了理论和方法指导。2、进行了多层码头生产调度过程BPR优化的实证研究，对集装

4、箱码头生产调度过程实施BPR的三个层次进行了分析，绘制了这些过程的步骤流图(PSFD)，结合基于BPR的集装箱码头生产调度过程优化的一般规则，分析了过程存在的问题，提出了优化方法，绘制了优化后的过程步骤流图(PSFD)。实施BPR，信息技术是一个有力的工具，其中，建立调度决策支持系统可以帮助集装箱码头生产调度人员更科学地进行决策。为解决这一问题，论文对集装箱码头生产调度仿真系统进行了理论和方法研究。3、集装箱码头生产调度过程具有微观、细致地典型特点，但在以往的研究中，对集装箱码头的细节描述比较粗糙，实体的行为进行了简化。为此，论文提出了集装箱码头微观分析仿真模型(CYMSM：Contai

5、nerYardMicroanalysisSimulationModel)的概念，比较分析了集装箱码头微观分析仿真模型(CⅦISM)的特点，研究了集装箱码头微观分析仿真模型(CYMSM)的一般构建方法和流程。4、对集装箱码头生产调度微观分析仿真系统建立和开发的方法进行了研究。提出了一个一般意义上的集装箱码头生产调度微观分析仿真系统应具备的功能和框架结构。对图形仿真和随机值产生的方法进行了研究。解决了集装箱码头生产调度微观分析仿真系统建立和开发的关键技术问题，给出了集装箱码头生产调度微观分析仿真系统的实体、活动、进程和事件，研究了事件的逻辑关系，识别了集装箱码头微观分析仿真系统的规则，提出了

6、仿真结果的评价指标、调整触发因素和调整方法。与以往的研究相比，建立在微观分析基础上的仿真系统更加切合实际，是集装箱码头日常决策有力的支持工具。5、在理论和方法研究的基础上，论文对集装箱码头生产调度微观分析仿真系统的开发进行了研究。论文以现代化集装箱码头为研究对象，以单船作业生产调度作为研究范围，研究内容包括港口生产作业的三个环节：码头前沿作业、水平搬运作业和堆场作业，开发了一个实用、直观、高效、可靠的可用于港口生产组织方案仿真评价决策的仿真系统，用户通过对机械、作业方式等的分配和控制形成各种调度仿真方案，模拟该调度方案下系统运行的全过程，获得能够指导决策的有效输出指标。该集装箱码头生产调

7、度微观分析仿真系统开发已经完成，并已用于我国某集装箱码头，为该码头的生产调度决策提供了技术支持。论文主要的研究成果有：1、较完整地提出了多层集装箱码头生产调度过程BPR优化的实施方法并进行了实证研究，实践证明，论文提出的多层集装箱码头生产调度过程BPR优化的实施方法具有实际的指导意义。2、提出了集装箱码头微观分析仿真模型的理论框架，对集装箱码头微观分析仿真模型的概念、组成和特点进行了研究，提出了集装箱码头微观分析仿真模型建立的原理和