基于协同作业的船舶膳食区域布局设计

摘要

船舶舱室布局设计是船舶总布置设计中的重要内容，良好的舱室布局能够保证舱室功能的有效发挥，有助于提高船员的工作效率和生活水平。船舶膳食区是为船上全体人员提供膳食服务的场所，是保证船员日常饮食与身体健康的重要场所，也是船舶系统中的重要组成区域。由于膳食区内部作业任务繁重，存在着大量的人流、物流等因素，布局设计的优劣决定着工作效率的高低。因此，船舶膳食区布局设计的合理性对保证膳食区内工作人员合理、高效地工作具有重要意义。然而，国内对于船舶舱室布局设计主要依据设计人员的传统设计经验和调查统计的方式来确定舱室的位置，布局方案势必会受主观因素影响。本文采用系统布置设计方法(SLP)与模拟退火粒子群算法(SA-PSO)对膳食区的布局进行分析设计，进而保证设计的客观性。此外，由于膳食区内作业任务繁重，大量作业任务存在协作需求，在以往的布局设计中没有深入研究。为了提高作业单元间的协作效率，本文从食品加工工艺流程和作业任务相似度角度去考虑单元间协作关系，进而优化布局设计。
　　首先，根据船舶膳食区作业单元布置相关准则以及人机工程标准，建立膳食区空间布置准则体系，为膳食区布局设计提供合理的依据。针对膳食区任务特点，分析了SLP方法在膳食区布局设计中的不足，提出了将协同作业纳入影响布局设计的因素以及结合智能算法运算求解的改进方法。
　　其次，分析了现实中存在的协同类型以及协同方式，根据协同理论以及相似度理论基础，建立了膳食区作业单元间相似度评价指标体系以及确定协作关系的数学模型。利用系统相似度分析方法对作业单元间相似度进行求解，获得作业单元间的最优协作对象，从而确定布局中邻近关系程度。
　　再次，针对SLP方法在布局设计中存在的主观性缺点，从物流因素和考虑协同作业的非物流因素两方面，建立布局设计数学模型，采用智能算法求解最优方案。为了便于优化计算的操作，开发了优化算法交互界面。
　　最后，针对大型船舶膳食区布局进行设计，通过对最优方案中作业单元间关系进行数据采集与分析，运用AHP综合评价方法对方案进行评价，从而确定最优布局方案。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题背景及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1布局设计研究现状

1．2．2协同作业研究现状

1．2．3膳食区布局设计存在问题

1．3主要研究内容

第2章船舶膳食区布局设计准则与SLP方法研究

2．1引言

2．2船舶膳食区布局设计准则

2．2．1船舶膳食区概述

2．2．2膳食区单元划分及设备配置

2．2．3膳食区布局设计准则

2．3 SLP方法介绍

2．4基于SLP方法对膳食区布局设计研究

2．4．1膳食区任务流程

2．4．2物流因素与非物流因素分析

2．4．3综合关系分析

2．4．4位置相关图

2．5 SLP方法优缺点分析及改进

2．5．1 SLP方法优缺点分析

2．5．2 SLP方法的改进思路

2．6本章小结

第3章膳食区内协同作业关系分析与建模

3．1膳食区内作业单元间协同作业关系分析

3．1．1膳食区协同作业类型

3．1．2膳食区作业单元间协同关系分析

3．2基于作业流程的协同关系的评估

3．3基于任务协商与协助的协同关系的评估

3．3．1协作对象的选择

3．3．2相似度理论介绍

3．3．3膳食区任务相似度评价指标体系

3．3．4相似度评估方法研究

3．3．5作业单元间任务相似度求解

3．4膳食区作业单元协同关系建模

3．5本章小结

第4章基于协同作业的膳食区布局设计建模方法研究

4．1引言

4．2模拟退火粒子群算法

4．2．1模拟退火粒子群算法思想

4．2．2模拟退火粒子群算法的实现

4．2．3改进粒子群算法

4．3膳食区布局设计算法设计

4．3．1问题描述

4．3．2数学建模

4．3．3膳食区布局设计模型算法设计

4．4布局设计求解界面开发

4．4．1开发环境选择

4．4．2总体结构设计

4．4．3界面基本要素与设计

4．5本章小结

第5章实例验证与结果分析

5．1膳食区布局方案求解

5．1．1膳食区作业单元相关数据

5．1．2膳食区布局设计方案

5．1．3膳食区三维建模及设备布置

5．2膳食区布局方案分析与评价

5．2．1膳食区布局方案分析

5．2．2膳食区布局设计方案评价

5．3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢