(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210785675.6 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200030 上海市徐汇区华 山路1954 号 (72)发明人 江志斌　耿娜　沈海辉　赵思翔　 郑俊丽　崔峰　 (74)专利代理 机构 北京一格知识产权代理事务 所(普通合伙) 11316 专利代理师 万小侠 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 基于仿真优化的海工分段智能排程系统架 构及排程算法 (57)摘要 本发明公开了基于仿真优化的海工分段智 能排程系统架构及排程算法。 输入层将输入的初 始信息处理后输入算法层， 算法层通过建立模 型、 用算法求解后输出结果至输出层， 通过输出 层进行结果展示， 算法层的求解结果同时反馈至 输入层， 通过输入层进行原有信息和动态信息的 整合后再次输入至算法层求解结果， 通过输出层 输出； 输入层具有预处理模块和类生成模块， 算 法层具有控制策略模块和仿真模块， 输出层具有 可视化模块。 本发明的优点在于： 通过基于仿真 优化的分段智能排程算法和以该算法为核心的 标准化排程系统架构， 优化胎位 资源和分段生产 任务的匹配， 对分段胎位计划进行统筹安排， 提 高生产效率； 且可推广至不同生产计划环节， 具 有通用性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115099656 A 2022.09.23 CN 115099656 A 1.基于仿真优化的海工分段智能排程系统架构， 其特征在于： 包括输入层、 算法层和输 出层； 所述输入层将输入的初始信息处理后输入算法层， 所述算法层通过建立模型、 用算法 求解后输出结果至输出层， 通过输出层进行结果展示， 所述算法层的求解结果同时反馈至 输入层， 通过输入层进行原有信息和动态信息整合再输入至算法层求解结果， 通过输出层 输出； 所述输入层具有预处理模块和类生成模块， 所述算法层具有控制策略模块和仿真模 块， 所述输出层具有可视化模块； 所述预处理模块通过读取输入的生产资源、 生产计划以及分段信息， 实现固有信息数 据格式的标准 化， 并将信息 输出至类生成模块以及算法层； 所述类生成模块通过提取预处理模块和仿真模块的生产资源信 息、 分段信 息两个类的 相关属性 值， 生成实体 类， 作为算法层的输入； 所述控制策略模块读取输入层的生产资源、 分段的状态以及仿真模块的两个类的属性 更新， 综合 实际生产计划考虑的约束， 建立分段生产计划数学模型， 结合基于规则的启发式 算法求解， 生成待排分段和空闲生产资源的匹配关系， 输出分段布置计划给输出层， 同时供 仿真模块调用； 所述仿真模块根据已有的生产资源、 分段状态以及调用的控制策略模块的分段布置计 划， 依次将分段布置于空闲的生产资源上， 模拟分段加工过程以及分段根据当前布置策略 的流动过程， 进行策略优化， 仿 真优化的结果输出给控制策略模块， 控制策略模块根据算法 输出分段布置计划， 仿真优化的生产资源、 分段两个类的属 性值输出给输入层的类生成模 块； 所述可视化模块读取控制策略模块的分段布置计划， 生成对应的可视化结果。 2.根据权利要求1所述的基于仿真优化的海工分段智能排程系统架构， 其特征在于： 所 述生产资源信息、 分段信息两个类的属 性包括固有属 性和动态属 性， 所述固有属 性为生产 资源信息的胎位和分段本身具有的属性， 所述动态属性随生产计划的制订和实际生产情况 的变化而变化。 3.根据权利要求1所述的基于仿真优化的海工分段智能排程系统架构， 其特征在于： 所 述可视化模块 生成的可视化结果 为分段布置计划报表和甘特图。 4.根据权利要求1所述的基于仿真优化的海工分段智能排程系统架构， 其特征在于： 所 述实际生产计划 考虑的约束包括时序约束、 生产资源约束、 工艺约束、 劳动力 资源约束、 分 配均衡性约束。 5.权利要求1所述的基于仿真优化的海工分段智能排程系统 的排程算法， 其特征在于： 采用基于规则的启发式算法， 优化生产资源和分段生产任务的匹配， 将中间产品交付期和 生产资源周转率作为考虑目标， 生产资源设为胎位， 结合分段制造的难度系数指标， 对分段 胎位计划进行统筹 安排， 具体算法流 程如下： Step1： 对待排的分段按交付日、 标准加工时间由小到大排序； Step2： 选择当前状态为空的胎位， 状态为空的胎位数设为n， 对胎位按面积从小到大排 序； Step3： 按顺序选择前n个分段， 判断这n个分段是否有副胎属性， 如果有进入step4 ‑1，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099656 A 2否则进入step4 ‑2； Step4‑1： 规则1： n个胎 位是否有相邻胎 位， 如果有相邻胎 位， 把有副胎的分段放入该相 邻胎位， 同时更新待排序分段列表以及分段、 胎位的属 性； 如无相邻胎位， 判断空闲胎位的 相邻胎位是否有3天内能空出 的， 如有， 将有副胎的分段分配至该胎位， 并更新待排序分段 列表以及分段、 胎位属性， 且对3天内能空出的胎位进行标记， 将所有有副胎的分段分配完 后， 转入step4 ‑2； Step4‑2： 规则2： 将待分配分段依分段顺序依次判断胎位的尺寸和吊运能力限制能否 满足； Step5： 在所有满足限制的胎位中， 选取相邻胎位完工日期与该分段预计完工日期最接 近的胎位， 将分段分配给 该胎位， 更新待排序的分段列表以及分段、 胎位属性。 6.权利要求5所述的基于仿真优化的海工分段智能排程系统 的排程算法， 其特征在于： 所述算法步骤Step4 ‑1中， 有副胎的分段对应胎位放入时， 判断胎位的尺 寸和吊运能力限制 能否满足， 将有副胎的分段放入 满足限制的胎位中。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099656 A 3