一種精益造船方法技術(shù)

一種精益造船方法，它包括整版材料和余料數(shù)據(jù)庫的建立步驟；零件數(shù)據(jù)庫的建立步驟；套料的步驟；切割的步驟；以及余料錄入和結(jié)果輸出的步驟。本發(fā)明專利技術(shù)的精益造船系統(tǒng)，智能化程度高，套料損耗低，在船舶制造過程中消除不必要的浪費(fèi)，提高效率降低成本。精益生產(chǎn)把產(chǎn)品生產(chǎn)全過程分成有效時(shí)間和無效時(shí)間。在船舶制造中，傳統(tǒng)模式下無效時(shí)間占的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有效時(shí)間的比重。產(chǎn)品生產(chǎn)就是為了盡量的減少無效時(shí)間，才能縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高生產(chǎn)效益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及船舶制造領(lǐng)域，尤其是一種智能化造船方法，具體地說是一種包含六個(gè)子系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)了船體套料工作的集成信息化的的精益造船方法。
技術(shù)介紹
目前，船舶建造系統(tǒng)是以船體平臺(tái)為支撐，由很多子系統(tǒng)有機(jī)集成而成。每個(gè)子系統(tǒng)由數(shù)千的零件和配套設(shè)備構(gòu)成。通過加工大量的零件，并進(jìn)行復(fù)雜的逐級裝配后，才可完成整個(gè)船舶系統(tǒng)的制造。近幾年我國的船舶制造業(yè)雖然發(fā)展有所起色，在技術(shù)和產(chǎn)量上縮短了與國外造船強(qiáng)國差距，但是目前我國的船舶制造業(yè)在信息化水平方面還明顯落后于國夕卜。我國船舶制造業(yè)與國外造船強(qiáng)國的主要差距是智能化程度弱、物資統(tǒng)計(jì)的雜亂與信息不同步；致使在船舶制造中，傳統(tǒng)模式下無效時(shí)間占的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有效時(shí)間的比重。產(chǎn)品開發(fā)周期長，生產(chǎn)效益低下。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對船舶制造中，傳統(tǒng)模式下無效時(shí)間占的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有效時(shí)間的比重。產(chǎn)品開發(fā)周期長，生產(chǎn)效益低下的問題，提出一種精益造船系統(tǒng)，主要針對船舶套料使用全過程中的信息進(jìn)行計(jì)算，將套料結(jié)果進(jìn)行高效的優(yōu)化和整合，并能進(jìn)行對套料的基本智能化管理操作。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是，它包括整版材料和余料數(shù)據(jù)庫的建立步驟；零件數(shù)據(jù)庫的建立步驟；套料的步驟；切割的步驟；以及余料錄入和結(jié)果輸出的步驟。本專利技術(shù)的方法具體包括以下步驟(a)、整版材料和余料數(shù)據(jù)庫的建立購買材料，采用測量儀器對整版材料和余料的尺寸進(jìn)行檢測，并且記錄相關(guān)材料的尺寸和數(shù)量，錄入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；(b)、零件數(shù)據(jù)庫的建立步驟根據(jù)待建船只需要的零件建立零件數(shù)據(jù)庫，記錄所需零件的尺寸、數(shù)量以及各零件所處的分段位置、優(yōu)先級；(C)、套料的步驟選擇船只中優(yōu)先級高的分段和分段中優(yōu)先級高的零件，優(yōu)先選擇余料數(shù)據(jù)庫中的余料進(jìn)行套料；如果余料中不滿足條件，則在整版材料數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行套料；(d)、切割的步驟完成對整個(gè)船只的零件進(jìn)行套料后，進(jìn)行切割；(e)、余料錄入和結(jié)果輸出的步驟本專利技術(shù)的套料的步驟包括在船只的優(yōu)先級高的分段中選擇優(yōu)先級高的零件進(jìn)行套料，依次查看零件化成矩形塊后的槽形水平線、梯形水平線，如果余料庫中的材料不滿足匹配條件，則從整版材料庫中進(jìn)行選擇。本專利技術(shù)的套料的步驟具體包括已知η個(gè)零件化成的矩形件Rl，R2，…，Rn，寬和高一定，設(shè)小矩形件Ri的寬為Wi，高為hi;以Wi，h表示；i=l，2，…，η ;余料或整版材料矩形件的寬為W，高為H，以W，H表示；步驟I若當(dāng)前待套料零件的最低槽形水平線的高h(yuǎn)min ^ H，或所有零件化成的矩形塊件均被排放完，則轉(zhuǎn)步驟6 ;否則，轉(zhuǎn)步驟2 ;步驟2采用最優(yōu)組合算法依次對待套料零件的槽形水平線進(jìn)行位置配置，找到其最優(yōu)組合； 設(shè)第i個(gè)槽形水平線的長度為Li，對應(yīng)的最優(yōu)矩形件組合為(wn，hn)，(wi2,hi2),…，(win，hin)，設(shè)du是第i個(gè)槽型水平線的長度，計(jì)算第i個(gè)槽形水平線的長度與組合矩形總寬度之差du=Li-Swu ；n表示的是最優(yōu)矩形件組合中小矩形的個(gè)數(shù)；定義dmin表示槽形水平線的長度與組合矩形總寬度之差最小的值；，I表示滿足dij=dmin的所有dij的集合；設(shè)111表示集合I含有元素的個(gè)數(shù)；若dmin=0，即槽型水平線的長度與組合矩形的總寬度相等，則轉(zhuǎn)到步驟3 ;否則，轉(zhuǎn)到步驟4 ；步驟3若I I I =1，即只有一條槽形水平線滿足，則對所有矩形塊按排放算法對其最優(yōu)組合矩形塊進(jìn)行排放；否則選擇最低的槽形水平線優(yōu)先排放，并返回步驟I;若有多條最低槽型水平線，則選擇組合高度數(shù)最小的矩形塊優(yōu)先排放，并返回步驟I ;若有多條滿足組合高度數(shù)最小，則優(yōu)先排放最左邊的槽型水平線；步驟4對所有的梯形水平線，判斷是否存在最優(yōu)梯形水平線，若存在這樣的梯形水平線，若滿足條件的梯形唯一，則優(yōu)先排放，返回步驟I ;否則優(yōu)先排放面積大的矩形到對應(yīng)的梯形，返回步驟I;若有多個(gè)滿足排放面積最大的矩形，則優(yōu)先排放最左邊的梯形，返回步驟I;步驟5若11|=1，則由排放算法對其最優(yōu)組合矩形塊進(jìn)行排放；否則在所有已排放的矩形塊中選擇最低的槽形水平線優(yōu)先排放，轉(zhuǎn)步驟I;若有多條槽型水平線滿足，則在所有已排放的矩形塊中選擇組合高度數(shù)最小的優(yōu)先排放，轉(zhuǎn)步驟I ;若有多個(gè)矩形塊滿足組合高度數(shù)最小，則優(yōu)先排放最左邊的槽形水平線；步驟6終止；輸出套料排樣圖。本專利技術(shù)的套料的步驟中，最優(yōu)組合算法是對已排放矩形構(gòu)成的槽形水平線，從未排矩形中找其最優(yōu)組合，使最優(yōu)組合盡量排滿該水平線，包括以下步驟步驟I對所有剩余未排小矩形，取出能排放到該槽形水平線上的矩形件，構(gòu)成可排矩形件集合，記為S。步驟2對集合S中的小矩形件，按照面積或者高度排序，利用貪婪算法，找到其最優(yōu)組合。本專利技術(shù)的套料的步驟中，排放算法包括以下步驟對已排放矩形構(gòu)成的某槽形水平線，及其對應(yīng)的最優(yōu)組合矩形塊，步驟I在該槽形水平線的最優(yōu)組塊中，判斷是否有排放后剛好與該水平線左、右相鄰水平線等高的小矩形件；若存在這種矩形件，則優(yōu)先排放，若排放后，與左相鄰水平線等高，則緊貼左端排放；若排放后，與右相鄰水平線等高，則緊貼右端排放。步驟2根據(jù)槽形水平線的左、右相鄰水平線的高低，對剩余的最優(yōu)組合塊進(jìn)行排放；具體做法是若該水平線對應(yīng)的組合矩形塊只有一個(gè)，則沿水平線高端排放；否則，將其對應(yīng)的小矩形件組合塊按高到低排序，使新的組合塊的高端緊挨該水平線的高端排放。定義(I)槽形、梯形、凸形水平線每一個(gè)排放狀態(tài)，對應(yīng)一條排放輪廓線，由已排放的最上面的小矩形件的邊構(gòu)成，該輪廓線使得所有已排放的小矩形件在其下方。在圖I中，輪廓線由較粗的線段構(gòu)成。輪廓線中水平方向的線段，稱為水平線。若某條水平線的左、右相鄰水平線均高于該水平線，稱之為槽形水平線。 若某條水平線的左、右相鄰水平線中，有一條高于該水平線而另一條低于該水平線，稱之為梯形水平線。若某條水平線的左、右相鄰水平線均低于該水平線，稱之為凸形水平線。例如，在圖2中，矩形I和4上方的水平線為槽形水平線；矩形2的為凸形水平線；矩形3與5上的為梯形水平線。初始排放狀態(tài)下，大矩形件的底邊為槽形水平線，其相鄰的左右水平線，看成高為H的梯形水平線。若槽形水平線的左相鄰水平線低于右相鄰水平線，稱槽形水平線的左端為低端，而右端為高端。否則，稱槽形水平線的左端為高端，而右端為低端。(2)最優(yōu)槽形水平線對已排放矩形構(gòu)成的某槽形水平線，從未排矩形件中找出一組小矩形件，使其盡量能填充滿該槽形水平線。這樣，每個(gè)槽形水平線都對應(yīng)一個(gè)組合矩形塊。用組合矩形塊填充之后，剩余的槽形寬度越小，則該槽形水平線與其組合矩形塊越匹配。若某個(gè)槽形水平線對應(yīng)的矩形組合塊，與該槽形水平線匹配得最好，稱其為最優(yōu)槽形水平線。(3)最優(yōu)梯形水平線對某梯形水平線，若存在某未排矩形件排放于此，剛好能填充滿該水平線，稱該水平線為最優(yōu)梯形水平線。(4)組合高度數(shù)對一組矩形件，將相同高度的矩形件合并成一個(gè)矩形件，形成新的矩形件的數(shù)量，稱為該組矩形件的組合高度數(shù)。(5)矩形件排樣的優(yōu)化問題，是將數(shù)量大的小矩形件盡可能多地、無重疊地排放到一個(gè)定寬、定長(或無限長)的矩形板材上，使其利用率達(dá)到最大。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)的精益造船系統(tǒng)，智能化程度高，套料損耗低，在船舶制造過程中消除不必要的浪費(fèi)，提高效率降低成本。精益生產(chǎn)把產(chǎn)品生產(chǎn)全過程分成有效時(shí)間和無效時(shí)間。在船舶制造中，傳統(tǒng)模式下無效時(shí)間占的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種精益造船方法，其特征是它包括整版材料和余料數(shù)據(jù)庫的建立步驟；零件數(shù)據(jù)庫的建立步驟；套料的步驟；切割的步驟；以及余料錄入和結(jié)果輸出的步驟。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李千目，劉婷，戚湧，侯君，余立功，路國翠，汪歡，
申請(專利權(quán))人：無錫南理工科技發(fā)展有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：