面向集裝箱碼頭岸橋調(diào)度的可重疊流水作業(yè)優(yōu)化.pdf

1、可重疊工序是提高柔性和調(diào)度性能的有效技術(shù)手段，廣泛存在于新型調(diào)度資源及其組成的應(yīng)用系統(tǒng)中?？紤]集裝箱運(yùn)輸、分布式計(jì)算等系統(tǒng)中具有可重疊工序的組合優(yōu)化問(wèn)題，以大幅度提高實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)度質(zhì)量和效率為目的，探討相應(yīng)的可重疊流水作業(yè)調(diào)度優(yōu)化理論和方法，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　論文以最小化最大完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)，以可重疊流水作業(yè)調(diào)度為核心和基礎(chǔ)，分析可重疊操作的相關(guān)性質(zhì)，提出基于空隙消除的貪心啟發(fā)式算法;將相應(yīng)理論和方法分別拓

2、展到雙周期集裝箱岸邊起重機(jī)（岸橋）調(diào)度和雙貝位雙周期岸橋調(diào)度等具體離散優(yōu)化問(wèn)題。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下:
　　(1)可重疊流水作業(yè)調(diào)度優(yōu)化。通過(guò)分析應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際業(yè)務(wù)流程，發(fā)現(xiàn)其中的可重疊工序現(xiàn)象，提出可重疊流水作業(yè)調(diào)度這一新的組合優(yōu)化問(wèn)題;以最小化最大完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)建立整數(shù)規(guī)劃模型，并證明該問(wèn)題是NP完全的;原問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)最大完工時(shí)間的求解分為不依賴于調(diào)度的重疊量和非重疊流水作業(yè)調(diào)度兩塊部分，該目標(biāo)函數(shù)計(jì)算方法推廣到泛化的

3、可重疊流水作業(yè)調(diào)度;設(shè)計(jì)貪心策略消除可重疊工序的內(nèi)部空隙，提出可重疊工序任務(wù)量的合理分配，推導(dǎo)最優(yōu)排序規(guī)則;提出六個(gè)貪心搜索算法，從構(gòu)造初始解出發(fā)，以迭代方式逐步改進(jìn)解的質(zhì)量。通過(guò)不同規(guī)模實(shí)例組的測(cè)試，驗(yàn)證了所提算法的有效性和重疊以及重疊量對(duì)流水調(diào)度性能帶來(lái)的重要影響。
　　(2)集裝箱碼頭雙周期岸橋調(diào)度。將可重疊流水作業(yè)調(diào)度優(yōu)化拓展到集裝箱碼頭岸橋調(diào)度;提出帶艙門約束的岸橋調(diào)度采用新的雙周期調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)卸載和裝載協(xié)同操作，以降

4、低岸橋的操作周期數(shù);將雙周期岸橋調(diào)度問(wèn)題劃分為組內(nèi)調(diào)度和組間調(diào)度兩個(gè)子問(wèn)題;組內(nèi)調(diào)度子問(wèn)題建模成兩機(jī)非置換的流水作業(yè)調(diào)度，提出新的集裝箱堆排序算法，用于獲得最優(yōu)的組內(nèi)操作調(diào)度;組間調(diào)度子問(wèn)題建模為兩機(jī)成組流水作業(yè)調(diào)度，每個(gè)組內(nèi)調(diào)度構(gòu)成一個(gè)含有可重疊工序組任務(wù);設(shè)計(jì)空隙移動(dòng)機(jī)制，調(diào)整每個(gè)組任務(wù)的重疊量，用以構(gòu)造單貝位的岸橋艙門調(diào)度方案。通過(guò)測(cè)試大量不同參數(shù)配置的實(shí)例，表明所提算法優(yōu)于已有算法;相比于傳統(tǒng)的單周期調(diào)度方式，雙周期調(diào)度策略能夠

5、顯著降低岸橋操作周期數(shù)。
　　(3)雙貝位雙周期岸橋調(diào)度。設(shè)計(jì)新型岸橋架構(gòu)——雙大梁軌道式起重機(jī)(DGBC)。DGBC僅需一位操作員采用雙周期策略同時(shí)操控兩個(gè)貝位，節(jié)省岸橋自身移動(dòng)成本和對(duì)集裝箱船的服務(wù)時(shí)間。兩個(gè)貝位調(diào)度間、同周期的卸載和裝載間都具有重疊操作。以最小化雙貝位最大完工時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)，建立有資源約束的項(xiàng)目調(diào)度模型;基于可重疊流水作業(yè)調(diào)度算法，設(shè)計(jì)兩階段啟發(fā)式方法:第Ⅰ階段使用雙周期調(diào)度策略生成單貝位操作序列;第Ⅱ階段在