[发明专利]一种精益造船方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，尤其是一种智能化造船方法，具体地说是一种包含六个子系统、实现了船体套料工作的集成信息化的的精益造船方法。

背景技术

目前，船舶建造系统是以船体平台为支撑，由很多子系统有机集成而成。每个子系统由数千的零件和配套设备构成。通过加工大量的零件，并进行复杂的逐级装配后，才可完成整个船舶系统的制造。近几年我国的船舶制造业虽然发展有所起色，在技术和产量上缩短了与国外造船强国差距，但是目前我国的船舶制造业在信息化水平方面还明显落后于国外。我国船舶制造业与国外造船强国的主要差距是智能化程度弱、物资统计的杂乱与信息不同步；致使在船舶制造中，传统模式下无效时间占的比重远远大于有效时间的比重。产品开发周期长，生产效益低下。

发明内容

本发明的目的是针对船舶制造中，传统模式下无效时间占的比重远远大于有效时间的比重。产品开发周期长，生产效益低下的问题，提出一种精益造船系统，主要针对船舶套料使用全过程中的信息进行计算，将套料结果进行高效的优化和整合，并能进行对套料的基本智能化管理操作。

本发明的技术方案是：

一种精益造船方法，它包括整版材料和余料数据库的建立步骤；零件数据库的建立步骤；套料的步骤；切割的步骤；以及余料录入和结果输出的步骤。

本发明的方法具体包括以下步骤：

（a）、整版材料和余料数据库的建立：购买材料，采用测量仪器对整版材料和余料的尺寸进行检测，并且记录相关材料的尺寸和数量，录入相应的数据库；

（b）、零件数据库的建立步骤：根据待建船只需要的零件建立零件数据库，记录所需零件的尺寸、数量以及各零件所处的分段位置、优先级；

（c）、套料的步骤：选择船只中优先级高的分段和分段中优先级高的零件，优先选择余料数据库中的余料进行套料；如果余料中不满足条件，则在整版材料数据库中进行套料；

（d）、切割的步骤：完成对整个船只的零件进行套料后，进行切割；

（e）、余料录入和结果输出的步骤：

本发明的套料的步骤包括：

在船只的优先级高的分段中选择优先级高的零件进行套料，依次查看零件化成矩形块后的槽形水平线、梯形水平线，如果余料库中的材料不满足匹配条件，则从整版材料库中进行选择。

本发明的套料的步骤具体包括：

已知n个零件化成的矩形件R1，R2，…，Rn，宽和高一定，设小矩形件Ri的宽为w_i，高为h_i，以w_i，h表示；i=1，2，…，n；余料或整版材料矩形件的宽为W，高为H，以W，H表示；

步骤1若当前待套料零件的最低槽形水平线的高hmin≥H，或所有零件化成的矩形块件均被排放完，则转步骤6；否则，转步骤2；

步骤2采用最优组合算法依次对待套料零件的槽形水平线进行位置配置，找到其最优组合；

设第i个槽形水平线的长度为Li，对应的最优矩形件组合为（w_i1，h_i1），（w_i2，h_i2），…，（w_in，h_in），设d_ij是第i个槽型水平线的长度，计算第i个槽形水平线的长度与组合矩形总宽度之差：d_ij=Li-Σw_ij；n表示的是最优矩形件组合中小矩形的个数；定义dmin表示槽形水平线的长度与组合矩形总宽度之差最小的值；,I表示满足dij=dmin的所有dij的集合；设|I|表示集合I含有元素的个数；

若dmin=0，即槽型水平线的长度与组合矩形的总宽度相等，则转到步骤3；否则，转到步骤4；

步骤3若|I|=1，即只有一条槽形水平线满足，则对所有矩形块按排放算法对其最优组合矩形块进行排放；否则选择最低的槽形水平线优先排放，并返回步骤1；若有多条最低槽型水平线，则选择组合高度数最小的矩形块优先排放，并返回步骤1；若有多条满足组合高度数最小，则优先排放最左边的槽型水平线；

步骤4对所有的梯形水平线，判断是否存在最优梯形水平线，若存在这样的梯形水平线，若满足条件的梯形唯一，则优先排放，返回步骤1；否则优先排放面积大的矩形到对应的梯形，返回步骤1；若有多个满足排放面积最大的矩形，则优先排放最左边的梯形，返回步骤1；