船舶工业是关系国防建设和国民经济建设的重要支柱产业,我国造船总量连续多年居世界第三位,但造船效率与日韩等造船强国仍有较大差距。生产效率的提高在很大程度上取决于造船计划与管理。船台(坞)是船厂最重要的设施,其数量、尺度是决定船厂生产能力的主要依据。船台(坞)生产能力决定了每年船厂生产量,因此,如何使得船厂充分发挥船台的能力,优化船台(坞)吊装网络,实现资源均衡合理配置,有计划地缩短船台周期有着重大的意义。虚拟仿真技术可以动态模拟产品真实制造过程,不消耗任何真实制造资源,预测制造系统状态,从而可以做出前瞻性的决策和优化实施方案,被广泛应用于复杂制造系统的设计、调度和规划中。虚拟仿真技术已成为解决复杂制造系统分析、设计、控制及管理的有效手段,但虚拟仿真作为一种实验方法,只能对方案进行评估和验证,其本身不包括智能决策方法,严重制约了虚拟仿真技术的进一步发展。近年来发展起来的仿真优化技术弥补了这一缺陷,它一方面解决了传统优化方法无法处理复杂系统模型描述的问题,另一方面也为仿真增加了智能决策机制,对于船台吊装网络优化仿真具有重要的意义。本文基于船台吊装管理、船台物流仿真、船台总装仿真、船台网络优化等几个方面,开展了若干问题的研究。1.基于QUEST的船台物流仿真根据船台吊装网络物流仿真的需求,提出了面向对象的船台资源建模方法,在此基础上,实现了对于船台的面向对象描述。同时将面向对象描述的船台模型与Quest连接,并研究了基于Quest的船台物流建模方法。2.基于DPM的船台合拢工艺仿真本文利用达索公司的数字制造工艺(DPM)按照船台合拢计划进行3D装配合拢仿真与验证。利用验证的结果分析出产品的可制造性、可装配性,从而确定计划的合理性和可行性。本文介绍了DPM仿真机理和方法,结合达索公司的数字工艺规划软件(DPE),提出将DPM用于船台吊装的工艺仿真。3.基于蚁群算法的船台吊装网络的优化吊装网络优化问题是典型的NP难题,人工计划很难达到最优化,针对这一问题,本文提出用船台吊装网络的蚁群路径描述,在此基础上提出了船台网络优化的蚁群算法信息素浓度更新规则,蚁群路径启发规则等,实现了对于船台吊装网络的优化,实验表明基于蚁群算法的船台吊装网络优化具有较好的效果。4.系统原型开发在以上研究成果的基础上,本文开发了船台吊装网络管理系统,系统在Delmia Quest/DPM的支持基础上,实现了船台吊装网络仿真优化、船台资源管理、船台吊装工艺管理、船台调度管理等功能模块。本文在Quest物流仿真和基于DPM工艺仿真研究的基础上,对于船台网络管理的各个方面进行了研究,为提高造船效率、提高资源平衡探索了一条新路。