考虑潮汐影响的连续泊位和岸桥集成调度

针对大型船需乘潮进出港的连续泊位,为提高集装箱码头运作效率和客户满意度,将泊位分配、岸桥分配和岸桥调度集成为一体。以计划期内所有抵港船舶的泊位偏移成本、岸桥移动成本与滞期成本之和最少为目标,侧重大船需乘潮进出港和岸桥作业时不可跨越和保持安全距离等现实约束,构建泊位分配—岸桥分配主模型、岸桥调度子模型,并设计了三阶段的混合遗传算法用于求解。算例结果给出了每艘船舶的靠泊泊位和占用时刻,以及每个岸桥的动态作业时间窗,并通过与单独优化的方案对比,验证了集成方案的有效性。     

考虑岸桥维护的集装箱码头泊位与岸桥集成调度

针对集装箱码头泊位与岸桥2类资源分配的问题,以泊位和岸桥数量能够随时间动态变化为前提,重点考虑岸桥维护操作对该类资源配置问题的影响,提出了以最小化船舶总在港时间为目标的联合优化方法,建立了重点考虑岸桥维护的泊位与岸桥集成调度的数学模型,对泊位分配、岸桥调度和岸桥维护计划这3个相互关联的问题进行决策与分析。设计粒子群优化算法对模型进行求解,并与CPLEX优化软件求解得到的结果进行对比,以证明该算法的优越性和有效性。     

基于前摄—反应的泊位岸桥鲁棒性集成调度

针对不确定因素下集装箱码头岸边侧泊位岸桥资源的协同调度问题,提出前摄调度计划和与之匹配的反应策略相结合的决策框架,并在前摄调度计划中引入了时间缓冲,以吸收船舶到港时间不确定带来的影响。以质量鲁棒性和解鲁棒性为目标函数,建立了不确定环境下连续型泊位岸桥集成调度的数学模型,并构建了具有双层决策结构的优化算法对模型进行求解。其中,上层采用非支配排序遗传算法框架搜索关键决策变量编码,下层运用带缓冲的前摄启发式算法对上层解码,并结合Monto Caro抽样及所设计的两种反应策略进行仿真评估。通过数值实验验证了所提方法框架与算法的有效性。     

岸桥故障下考虑邻近岸桥共享作业的集装箱码头调度多目标优化

针对岸桥故障等原因引起的码头调度方案重新调整的实际问题，对邻近船舶采用岸桥共享作业的方法，以船舶作业时间最短和码头作业成本最低为目标建立多目标优化模型，利用混合式多点交叉和混合式单点变异方式改进NSGA-Ⅱ算法，并融入岸桥共享原则的邻域搜索策略。为寻找满足决策者偏好的调度方案，在兼顾船公司和港口方利益基础上，利用Pareto前沿分布信息，采用Pareto非劣解相对于各优化目标的偏向量化方法，得到了适合决策者偏好的最终方案。最后，以我国某集装箱码头为例验证了所提模型和算法的可行性；通过算法对比，显示改进后的算法更为有效。该研究成果可为提高港口管理水平提供决策依据。     

自动化码头双小车岸桥-AGV协同调度研究

为缩短船舶停港时间、降低运营成本,以及提高AGV重载率,自动化码头采用双小车岸桥与AGV协同的方式对集装箱进行协调装卸搬运。在考虑双小车岸桥中转平台的情况下,对后小车作业进行时间窗约束,建立以AGV空载行驶成本、AGV总行驶成本以及岸桥作业延误成本加权和最小为目标的AGV调度问题混合整数规划模型。通过CPLEX Optimization Studio进行数值试验,从4个方面对模型进行分析,验证了双小车岸桥对于AGV调度优化的优越性,并找出存在缓存区时AGV的数量配置和分派调度优化方案。     

基于柔性靠泊的港口疏船调度多目标优化及最优解选择

针对集装箱码头大量船舶压港后的疏船调度需求,以船舶平均等待靠泊时间最短和港口加班作业成本最低为目标,构建了基于柔性靠泊的港口疏船调度多目标优化模型.采用嵌入邻域搜索规则的自适应粒子群算法进行求解,并基于得到的Pareto非劣解集,通过挖掘Pareto前沿分布的特点,以同时兼顾船公司和港口各方利益的无偏向概念,求出令船方和港口方均可接受的最优解.以大连港集装箱码头的实际案例为背景,验证了所建模型和求解算法的可行性.经过与常规粒子群算法和NSGA-Ⅱ对比,证明改进后的粒子群优化算法能够在更短时间内获得结果更好的最优解,且具有良好的稳定性.     

超大型岸边集装箱起重机落户大连港集装箱二期码头

<正>近日,2台崭新的超大型岸边集装箱起重机(简称岸桥)落户大连港集装箱二期码头15号泊位。据了解,这两台新岸桥轨上起升高度为49 m,外伸距为70 m,是目前大连口岸起升高度最高、外伸距最长的岸桥。大连港集装箱二期码头15号泊位水深17.8 m,是国内目前作业条件最好的集装箱深水泊位之一。此次新引进的2台超大型岸桥完全可以满足目前世界上最大的1.8万TEU集装箱船舶的作业要求,其超长的臂展可以轻松完成23排集装箱     

本刊2019年第4期要目预告

<正>连续体重建模型应力集中消除的方法基于响应面法的龙门混凝土浇灌机优化设计轻量化中基于应力驱动的单元网格构型匹配研究余弦光-液耦合喷嘴参数优化及射流抛光实验基于优化灰色-马尔可夫链的销量预测考虑岸桥维护的集装箱码头泊位与岸桥集成调度基于改进鸟群算法的双资源约束离散智能车     

宁波舟山港北二集司码头实现高低压岸电全覆盖

<正>【本刊讯】3月14日上午10时许,随着"长峰"集装箱轮上两条6. 6千伏电缆成功接入码头前沿高压岸电箱,宁波舟山港北二集司码头1、 2~#泊位高压岸电系统顺利投用。至此,该码头成为全国首个所有泊位均拥有高压、低压岸电接电点的码头。船舶接岸电是指船舶在港靠泊期间,停止辅机发电,     

生产性码头泊位船舶岸电连接设备的设计研究

本文通过调研对比相关码头泊位岸电设备的设计和使用特点,结合公司内部生产、船舶靠泊等作业特点,对生产性码头泊位船舶岸电连接设备的设计方案提出了可行性研究意见,以供类似项目作参考借鉴.     

The berth scheduling problem with customer differentiation: a new methodological approach based on hierarchical optimization

The berth scheduling problem deals with the assignment of vessels to berth space in a container terminal. Defining berth schedules in container terminal operations translates in meeting different objectives that are often non-commensurable and gaining an improvement on one objective often causes degrading performance on the others. In this paper the discrete space and dynamic arrival berth scheduling problem is studied and formulated for the first time via a hierarchical optimization framework, using two levels of hierarchy that differentiate between two conflicting objectives terminal operators face when defining vessel to berth assignments. For the resolution of this problem an interactive algorithm is developed based on the k-th best algorithm for the case where multi-objective functions are considered in the upper level. Computational examples showed that the proposed algorithm gives optimal or near optimal solutions that are comparable to the ones obtained by its single level formulation counterpart.     

舾装船舶双档系泊期的系缆力分析

随着造船业的发展,船舶双档系泊于固定式系船、靠船结构的方式越来越多,而这种系泊方式的系缆力在现有的规范及理论中尚无确定的计算方法.本文运用流体力学原理,通过分析作用于舾装船舶上风荷载和水流力的特征,得出一种双档系泊于固定式系、靠船结构上的舾装船舶的系缆力的计算方法,然后论证系、靠船结构的安全性,为类似工程中双档系泊船舶的安全带缆提供参考.     

面向瓶颈漂移的制造车间生产过程优化关键技术

针对生产过程优化决策因被动响应瓶颈动态变化而无法保证系统性能最优的问题,构建面向瓶颈漂移的生产过程优化方法,并对其关键技术进行研究,以实现优化的主动性、全局性和时效性。首先,建立包含最佳瓶颈位置判定、瓶颈预测、瓶颈漂移因素组合优化和生产调度优化的生产过程优化流程;其次,以系统全局效益最大化为目标,运用Flexsim 建模仿真技术,确定系统的最佳瓶颈位置,进而为瓶颈漂移因素的组合优化提供依据;在分析瓶颈漂移因素重要度的基础上,构建面向最佳瓶颈位置的瓶颈漂移因素组合优化方法,以促使瓶颈在制造单元能力/负荷相对平衡的条件下固定于系统最佳位置;构建差额全局效益数学模型,以实现瓶颈漂移影响度的准确度量,并以此为基础,构建生产调度驱动机制,以确定瓶颈漂移环境下生产调度启动的最佳时机,进而过滤不必要的生产调度优化过程,提高系统的稳定性;最后,通过优化汽车某部件装配过程,以验证该方法的有效性。     

无缝钢管生产的多规则调度仿真优化研究

无缝钢管生产由热加工与冷加工组成,热加工有很强的连续性,而冷加工过程具有可重入现象,单一规则或局部规则调度很难解决此类问题。提出多规则组合仿真优化方法,从无缝钢管的生产特点入手,寻找到关键决策点,在Arena仿真环境下设计调度规则模块库和系统参数水平集合;采用柔性化仿真建模技术,将仿真模型分为功能模块、控制模块,构建无缝钢管生产系统的仿真模型;以平均生产周期为目标,利用TS算法优化无缝钢管生产系统的调度规则组合及相关参数水平,实例证明方法有效.     

[云制造]基于可持续性的云制造多任务调度

为提高云制造调度过程的可持续性,研究基于可持续性的云制造多任务调度方法,基于面向服务架构理论分析了云制造多任务调度流程和可持续性框架。考虑经济、环境和社会因素,构建了基于可持续性的云制造多任务调度模型,设计了改进的遗传算法以有效解决调度模型的求解问题。通过将基于可持续性调度模型和基于满意度调度模型作对比模拟实验,观察可持续性对云制造多任务调度效果的影响。结果表明,从系统整体优化的角度,基于可持续性的调度模型,能够在不损失客户满意度的前提下,同时降低环境成本和设备闲置率,保障平台整体的可持续运行。     

A flexible artificial neural network–fuzzy simulation algorithm for scheduling a flow shop with multiple processors

One of the most popular approaches for scheduling manufacturing systems is dispatching rules. Different types of dispatching rules exist, but none of them is known to be globally the best. A flexible artificial neural network–fuzzy simulation (FANN–FS) algorithm is presented in this study for solving the multiattribute combinatorial dispatching (MACD) decision problem. Artificial neural networks (ANNs) are one of the commonly used metaheuristics and are a proven tool for solving complex optimization problems. Hence, multilayered neural network metamodels and a fuzzy simulation using the α-cuts method were trained to provide a complex MACD problem. Fuzzy simulation is used to solve complex optimization problems to deal with imprecision and uncertainty. The proposed flexible algorithm is capable of modeling nonlinear, stochastic, and uncertain problems. It uses ANN simulation for crisp input data and fuzzy simulation for imprecise and uncertain input data. The solution quality is illustrated by two case studies from a multilayer ceramic capacitor manufacturing plant. The manufacturing lead times produced by the FANN–FS model turned out to be superior to conventional simulation models. This is the first study that introduces an intelligent and flexible approach for handling imprecision and nonlinearity of scheduling problems in flow shops with multiple processors.     

考虑工序相关性的动态Job shop调度问题启发式算法

提出一类考虑工序相关性的、工件批量到达的动态Job shop 调度问题,在对工序相关性进行了定义和数学描述的基础上,进一步建立了动态Job shop 调度问题的优化模型。设计了一种组合式调度规则RAN(FCFS,ODD),并提出了基于规则的启发式算法以及该类动态Job shop 调度问题的算例生成方法。为验证算法和比较评估调度规则的性能,对算例采用文献提出的7种调度规则和RAN(FCFS,ODD)进行了仿真调度,对调度结果的分析表明了算法的有效性和RAN(FCFS,ODD)调度规则求解所提出的动态Job Shop 调度问题的优越性能。     

基于仿真的生产调度优化技术研究

现有的调度方法无法同时达到既能建立精确的调度模型又能获得满意的调度结果.为此,提出了基于仿真的优化调度方法.该方法包括试验设计模块、遗传算法模块和仿真模型.首先由试验设计模块设计遗传算法的参数值的组合方案,然后由遗传算法采用每组参数值与仿真模型进行反复迭代,筛选出一组最佳的调度规则序列,以及与其对应的生产系统性能指标值.将该性能指标值反馈到试验设计模块,并选择下一组方案重新进行上述过程.当所有方案试验完毕后,对试验结果进行分析,确定最佳的遗传算法参数值组合方案,以及与该方案对应的调度结果.最后,以某研究所机加车间为例,验证了该方法的可行性和有效性.     

利用有限制稳定配对策略求解双目标柔性作业车间调度问题

实际生产中,以最小完工时间和最低成本为目标的调度是柔性作业车间最常见的问题。提出了一种有限制稳定配对策略的双目标柔性作业车间调度问题的求解方法。该方法将双目标优化问题分解为一系列的标量优化子问题,并利用多目标进化算法对子问题进行优化求解;同时,将有限制稳定配对策略用于进化过程中各子问题解的协调选择,以保证解的收敛性和分布性。仿真数据和应用实例表明：该方法可以获得收敛和分布性能更优的调度方案。     

A study on the modeling of transitional lateral force acting on the berthing ship by CFD

To evaluate the unsteady motion in laterally berthing maneuver, it is necessary to estimate clearly the magnitudes and properties of hydrodynamic forces acting on ship hull in shallow water. A numerical simulation has been performed to investigate quantitatively the hydrodynamic force according to water depth for Wigley model using the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique. By comparing the computational results with the experimental ones, the validity of the CFD method was verified. The numerical solutions successfully captured some features of transient flow around the berthing ship. The transitional lateral force in a state ranging from the rest to the uniform motion is modeled by using the concept of circulation.