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高端船舶研制项目是高度系统化、集成化的“巨系统工程”。项目的复杂性和大量的企业协调工作使得项目过程控制的难度成倍增加,极易出现供需脱节、界面冲突、资源浪费和交付拖期等现象,需要进行更加严格、合理的项目调度。现有的项目调度模型与方法多集中在资源约束生产调度方面,难以处理高端船舶研制项目多阶段层次化调度、跨组织协同运作、多主体分布式决策、任务动态调整这样的非典型调度问题。为了实现高端船舶研制项目高效、稳定、连续的全过程调度,本文从项目调度机理入手,研究高端船舶研制项目协同调度模式,提出高端船舶研制项目多层级协同调度体系,并深入研究面向项目全生命周期典型调度问题的订单协同决策方法、任务智能分解方法、并行多项目协作规划方法和项目多模态调度优化方法,通过封装协调机制与调度方法,形成一套完整的高端船舶研制项目多层级协同调度方法体系,为造船企业提供有效的项目协调与调度策略,提升高端船舶研制项目调度效率。主要研究工作包括:(1)高端船舶研制项目多层级协同调度体系研究。在分析和研究高端船舶研制项目调度特征和调度机理基础上,研究了高端船舶研制项目协同调度模式,提出了高端船舶研制项目多层级协同调度体系;综合考虑系统的扩展性、集成性和高效性,研究多智能体系统(multiple agent system,MAS)理论的分布式处理机制,构建了基于MAS的高端船舶研制项目多层级协同调度系统模型,模拟高端船舶研制项目多阶段、多层级、多主体分布式协同调度过程,为高端船舶研制项目全过程调度提供了体系和框架支撑。(2)高端船舶研制项目订单协同决策方法研究。通过分析高端船舶研制项目订单决策问题的分布式优化与协同决策特征,建立了高端船舶研制项目订单协同决策问题模型,并提出基于阶段协商让步的问题求解策略;针对订单决策主体的多目标优化问题,分别建立了对应的局部决策模型,以及面向协商的多主体协调决策模型;提出了一种基于松弛优化的多主体多议题分阶段订单协同决策方法,并研究设计了基于多数方联合的让步策略、面向偏好的议题调整策略、最大潜在订单预期收益策略;经验证,该方法具有高效的寻优效果、满意解结果和收敛速度,有效解决了高端船舶研制项目订单协同决策问题。(3)高端船舶研制项目任务智能分解方法研究。通过分析高端船舶研制项目任务分解结构特点,建立了相应的项目任务分解结构(Work Breakdown Structure,WBS)分解模型;研究面向项目调度的WBS分解机制,并提出了一种基于人工神经网络的项目WBS智能分解方法,实现项目特征参数与WBS相互关联,通过人工神经网络模型的训练与应用,实现了项目WBS的智能分解,降低了因为工作量和知识盲区带来的工作失误风险。(4)高端船舶研制并行多项目协作规划方法研究。通过分析并行多项目的规划过程,建立了高端船舶研制项目分布式协同规划调度问题模型,设计了并行多项目两阶段协作规划模型,模拟了分布式协同决策的项目规划过程,将多项目计划与任务调度过程相互衔接;然后,提出了一种基于迭代组合拍卖的并行多项目协作规划方法来解决项目计划与调度方案集成问题;经验证,所提方法能够有效解决复杂船舶并行多项目协作规划问题,获得有效的项目规划结果。(5)高端船舶研制项目多模态调度优化方法研究。针对项目多模态调度优化特征,分别建立项目优化模型和资源决策模型,并根据调度鲁棒性要求,建立协调决策模型;提出一种基于资源转移的项目多模态调度优化方法,设计基于组合交换的资源转移协商机制,解决调整调度过程项目之间的资源协调转移问题,并针对资源交换过程中复杂的获胜判定间题,设计基于进化的优胜判定算法;经验证,所提方法对于多模态调度的任务调整次数以及计划调整后项目平均延迟有更好的结果。(6)高端船舶研制项目多层级协同调度原型系统开发与应用验证。集成上述研究成果,开展多层级协同调度系统集成研究。以某船企实际情况为依托,分析了系统的内在业务功能需求和外在集成应用要求,梳理了高端船舶研制项目多层级协同调度业务逻辑,封装协调机制与调度方法,研发了高端船舶研制项目多层级协同调度原型系统;在此基础上,开展系统验证与应用评估,结果表明开发的系统能够有效保障高端船舶研制项目全过程调度,实现项目的连续、稳定、高效运行。