1、集裝箱碼頭是海陸聯(lián)運的樞紐,在全球化經(jīng)濟中起著非常重要的作用.提高碼頭上裝卸設備的調(diào)度水平,合理配置碼頭現(xiàn)有資源可以提高集裝箱處理效率,降低碼頭、船公司及貨主的單箱成本.本研究是在上海交通大學(SJTU)工業(yè)工程與管理系與法國Ecoles des Mines de Nantes(EMN)的SLP(Systems desLogistics et Production)研究小組共同指導下完成的.針對集裝箱碼頭作業(yè)管理面臨的主要問題和壓力,以

2、及對合理調(diào)度及優(yōu)化策略的迫切需要,本課題采用"實踐一理論一實踐"的方法,對集裝箱碼頭裝卸作業(yè)的調(diào)度問題進行了綜合的分析和優(yōu)化.主要研究內(nèi)容包括: ◆現(xiàn)有對集裝箱碼頭裝卸作業(yè)的調(diào)度研究存在求解復雜性高及精度低的不足,本文對此提出了對集裝箱碼頭的不同裝卸設備(岸邊吊車、集卡車和場地吊車)的作業(yè)計劃并行考慮的思想.建立了一個集成化的裝卸作業(yè)調(diào)度模型,以改進不同設備之間的協(xié)調(diào)性,提高碼頭總的作業(yè)效率.并從生產(chǎn)調(diào)度角度分析了集成化模型的特

3、性,對模型進行精確定義,建立了一個帶有作業(yè)先后次序限制、設備調(diào)整時間和阻塞約束的3階段混和flow shop模型HF,R┃prec,S<,ik>,block┃ C<,max>(HFSS-B),每個階段的設備由無關(guān)設備子集組成. ◆在本文提出的集裝箱碼頭裝卸作業(yè)調(diào)度模型的基礎上,以上海港某個集裝箱碼頭實際布局及運作為原型,應用WITNESS仿真軟件對該碼頭裝卸作業(yè)操作進行仿真研究,建立了集裝箱裝卸作業(yè)集成化調(diào)度仿真模型(CHSPS

4、),驗證了本文提出的理論和方法的可行性、正確性. ◆設計開發(fā)了兩種啟發(fā)式調(diào)度算法對HFSS-B模型進行求解:Job-bv-Job算法及多重插入式算法(MIH),為后續(xù)的局部搜索(Local Search)提供了初始解.其中,Job-by-Job算法對集裝箱進行逐一排序作業(yè);而MIH算法是在對小車路徑規(guī)劃問題(VRP)求解的插入式算法的基礎上開發(fā)的,對集裝箱進行分級排序. ◆提出了一種全新的求解帶阻塞限制的調(diào)度問題的鄰居結(jié)

5、構(gòu)定義方式.通過在有限的解空間內(nèi)進行搜索,避免搜索過程中可能會出現(xiàn)非可行解的情況,并在此基礎上開發(fā)了一個具有有限搜索空間的tabu搜索算法TSRT. ◆作為利用局部搜索理論求解帶有阻塞約束的生產(chǎn)調(diào)度問題的新嘗試,本文設計開發(fā)了帶有修復技術(shù)的tabu搜索算法TSRP.與TSRT算法不同的是,該算法對整個解空間進行搜索,在算法中融入了非可行性檢測技術(shù)和對非可行解的修復技術(shù),解決了搜索過程中可能會遇到不可行解的問題. ◆為了進

6、行實驗測試,本文設計了一系列中、小規(guī)模數(shù)據(jù)實例,這些數(shù)據(jù)均來自碼頭設備的實際運行數(shù)據(jù),具有典型性和代表性.應用C++編程實現(xiàn)了實例的分析計算,對本文提出的啟發(fā)式調(diào)度算法以及tabu搜索算法TSRT和TSRP的總體性能進行了綜合評價和比較,對集裝箱碼頭作業(yè)效率的量化研究具有很大的積極意義. ◆基于所取得的研究成果,對本文研究的一些未盡之處和未來的研究方向提出一些初淺的看法. 綜上所述,本文通過生產(chǎn)調(diào)度理論分析和建立了集成化