船舶制造中的运输限制与返工问题：分段两阶段多车间调度模型与算法

"这篇论文研究的是运输能力有限的分段两阶段多车间调度问题，主要应用于船舶建造领域。作者分析了船舶分段生产过程中的挑战，如返工、运输能力和堆场面积限制，并构建了一个综合考虑这些因素的调度模型。模型旨在最小化分段的最大完工时间，同时处理批次内的重调度、批次间的分割合并、分段返工以及运输和缓冲区的约束。论文提出了一种基于路径选择的启发式算法来求解该问题，并通过数值实验验证了模型和算法的有效性。" 在船舶制造行业中，混合流水车间调度问题（HFSP）是一个重要的研究领域，尤其是在存在多种限制条件的情况下。Gupta的研究表明，当第一阶段有两台机器，第二阶段只有一台机器时，两阶段HFSP是NP-hard问题，而论文中提出的运输能力有限的分段两阶段多车间调度问题同样具有复杂性。通常，工件的加工调度和装配操作计划被单独研究，但在实际生产中，如船舶建造，这两个方面需要同时考虑，以避免生产流程中的延误和效率低下。 论文中，作者首先提出了一个考虑运输能力约束的调度模型，这个模型不仅涉及加工车间，还包括装配车间和堆场的调度。模型的目标是最小化所有分段的完工时间，以优化整体生产效率。模型的关键特性在于它处理了分段的重调度、批次的合并与分割、以及可能的返工情况，这些都是船舶建造中常见的现象。此外，模型还纳入了缓冲区面积和运输能力的限制，以确保生产流程的顺畅。 为了解决这个问题，作者设计了一种基于路径选择的启发式算法。这种算法旨在高效地找到满足约束条件的最优调度方案。启发式算法在解决这类NP-hard问题时，通常能提供接近最优解的解决方案，而且计算时间相对较短，适合实际生产环境。 为了验证模型的合理性和算法的有效性，作者进行了数值实验并与其他方法进行了对比分析。实验结果证实了所提出的模型和算法在处理复杂调度问题时的优越性，特别是在处理船舶分段生产中的运输能力和堆场约束时。 这篇论文对运输能力有限的分段两阶段多车间调度问题进行了深入研究，为船舶制造和其他类似行业的生产计划提供了理论基础和实用工具。通过建立复杂模型和设计有效的求解算法，论文为解决实际生产中的调度难题提供了新的思路。