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随着全球邮轮旅游人次的持续快速增长,邮轮需求量增多且邮轮大型化趋势明显。大型邮轮建造为巨系统工程,不仅具有传统船舶建造的复杂性,还具有建造周期紧、任务体量大、计划准确性要求高和大规模跨企业复杂协同等特点,建造过程中极易出现供需脱节、任务冲突、资源浪费和交付拖期等现象。在船舶工艺技术体系中,计划编制是统筹优化大型邮轮建造流程的有效手段,但现有研究集中在调度方法上,缺乏对大型邮轮建造任务分解、时间预测和跨企业协同的研究,难以高效解决上述大型邮轮建造问题。为支撑高效、精益、连续的大型邮轮建造,本文以改进工作分解结构(Work Breakdown Structure,WBS)为载体,融合项目管控、企业集成和分治法理念,提出基于层级多域计划模型的大型邮轮建造计划编制体系,深入研究大型邮轮建造任务快速分解、分段建造活动时间预测和跨企业多时序协作任务协同的智能化机制,形成一套系统化的大型邮轮建造计划编制方法,以提高大型邮轮建造效率,促进大型邮轮建造敏捷化、智能化发展,进而提升邮轮总装企业的订单交付能力。
主要研究内容包括:
(1)在分析大型邮轮建造过程及其计划编制特征的基础上,引入项目管控、企业集成和分治法理念,提出以改进WBS为载体、面向跨企业连续协同的大型邮轮建造层级多域计划模型,深入研究模型运行机理和网络计划生成机制,设计大型邮轮建造分阶段计划编制策略,形成大型邮轮建造计划编制体系,以有效保障大型邮轮建造流程的连续性、一致性和计划编制高效性,填补研究空白,为后续研究提供理论基础。
(2)任务分解是统筹优化大型邮轮建造资源配置、预测活动时间和安排跨企业协同生产的基础。针对传统方法无法考虑任务分解约束和分解效率低的问题,研究引入启发式智能规划原理,将任务分解要求转换成模型约束,提出一种基于领域启发式规划的大型邮轮建造任务快速分解方法,通过对邮轮总装企业任务分解知识的分层案例化封装并定义基于项目族任务分解要素的混合案例检索策略,实现了大型邮轮建造任务的快速分解。经案例验证,该方法可为管理人员提供较好的大型邮轮建造任务分解依据。
(3)大型邮轮建造活动的时间预测是控制跨企业协同生产的重要依据。现有时间预测方法只能粗放地预估单项活动周期,无法同时预测建造活动间的有效松弛时间,往往造成生产抢工或生产资源浪费。本文以大型邮轮船体分段建造流程为例,深入研究大型邮轮建造活动时间预测问题,通过研究K-Means聚类机制和改进信息熵权SBM(Slacks-Based measure,基于松弛测量)的效率评估,挖掘邮轮总装企业分段建造计划知识,并利用人工神经网络技术对其监督学习,实现了大型邮轮分段建造活动时间配置(活动周期与松弛时间)的精细化预测。经实例验证,该方法可高效、准确地预测大型邮轮分段建造活动时间。
(4)大型邮轮建造中跨企业多时序约束协作任务的复杂协同生产关系使得建造流程协同难、建造拖期风险高,现有方法尚未有效解决这类问题。本文将调度决策成本计入协作总成本,建立大型邮轮建造多时序任务计划域协同模型,并在自由市场竞争假设下,提出一种基于多议题协商的大型邮轮建造任务协同指派方法,实现了大型邮轮建造跨企业协同生产的优化,提高了协同效率。经案例验证,该方法更有利于形成较优的大型邮轮跨企业协同建造方案。
(5)基于上述研究成果,综合考虑大型邮轮建造智能化发展需求,以集成化、易扩展和面向持续深入智能化计划编制为基本原则,研究利用多Agent的智能性、协同性和自治性处理大型邮轮建造计划编制业务逻辑,设计语义增强多智能体系统(Multi-Agent System,MAS)解决大型邮轮建造跨企业计划信息共享控制和计划编制知识管理问题,构建基于MAS的大型邮轮建造计划编制分布式处理过程模型,并研发大型邮轮建造计划编制原型系统,最终在某船企进行试运行以评估效果。
主要研究内容包括:
(1)在分析大型邮轮建造过程及其计划编制特征的基础上,引入项目管控、企业集成和分治法理念,提出以改进WBS为载体、面向跨企业连续协同的大型邮轮建造层级多域计划模型,深入研究模型运行机理和网络计划生成机制,设计大型邮轮建造分阶段计划编制策略,形成大型邮轮建造计划编制体系,以有效保障大型邮轮建造流程的连续性、一致性和计划编制高效性,填补研究空白,为后续研究提供理论基础。
(2)任务分解是统筹优化大型邮轮建造资源配置、预测活动时间和安排跨企业协同生产的基础。针对传统方法无法考虑任务分解约束和分解效率低的问题,研究引入启发式智能规划原理,将任务分解要求转换成模型约束,提出一种基于领域启发式规划的大型邮轮建造任务快速分解方法,通过对邮轮总装企业任务分解知识的分层案例化封装并定义基于项目族任务分解要素的混合案例检索策略,实现了大型邮轮建造任务的快速分解。经案例验证,该方法可为管理人员提供较好的大型邮轮建造任务分解依据。
(3)大型邮轮建造活动的时间预测是控制跨企业协同生产的重要依据。现有时间预测方法只能粗放地预估单项活动周期,无法同时预测建造活动间的有效松弛时间,往往造成生产抢工或生产资源浪费。本文以大型邮轮船体分段建造流程为例,深入研究大型邮轮建造活动时间预测问题,通过研究K-Means聚类机制和改进信息熵权SBM(Slacks-Based measure,基于松弛测量)的效率评估,挖掘邮轮总装企业分段建造计划知识,并利用人工神经网络技术对其监督学习,实现了大型邮轮分段建造活动时间配置(活动周期与松弛时间)的精细化预测。经实例验证,该方法可高效、准确地预测大型邮轮分段建造活动时间。
(4)大型邮轮建造中跨企业多时序约束协作任务的复杂协同生产关系使得建造流程协同难、建造拖期风险高,现有方法尚未有效解决这类问题。本文将调度决策成本计入协作总成本,建立大型邮轮建造多时序任务计划域协同模型,并在自由市场竞争假设下,提出一种基于多议题协商的大型邮轮建造任务协同指派方法,实现了大型邮轮建造跨企业协同生产的优化,提高了协同效率。经案例验证,该方法更有利于形成较优的大型邮轮跨企业协同建造方案。
(5)基于上述研究成果,综合考虑大型邮轮建造智能化发展需求,以集成化、易扩展和面向持续深入智能化计划编制为基本原则,研究利用多Agent的智能性、协同性和自治性处理大型邮轮建造计划编制业务逻辑,设计语义增强多智能体系统(Multi-Agent System,MAS)解决大型邮轮建造跨企业计划信息共享控制和计划编制知识管理问题,构建基于MAS的大型邮轮建造计划编制分布式处理过程模型,并研发大型邮轮建造计划编制原型系统,最终在某船企进行试运行以评估效果。