第三章为船舶管加工作业计划仿真模型的建立。本章首先介绍了管加工基础，包 括管子制造流程、关系的分类和特点、管子加工设备的分类及使用特点及管子的托盘 化生产四部分，这些内容是建立管子流水线的基础，尤其是管子的工艺特点和加工设 备的使用特点，是进行模型设备布置、物流安排的参考依据。随后本章在一些假设的 基础上对管子车间进行了建模，介绍了模型与实际系统的联系与差异。本章为下一章 瓶颈识别与优化打下了基础。 

第四章为船舶管加工瓶颈识别与优化。本章以第三章建立的车间模型 1 为基础， 在模型仿真运行过程中，利用软件中的瓶颈分析器、图表工具等功能识别管加工流水 线中的瓶颈设备，以提高设备平均利用率、消除瓶颈为目标，利用成组技术进行管件 族的划分，优化作业计划；然后进行了两次模拟与优化，最终得到了较为合理的管加 工作业计划。 

第五章为作业计划的遗传算法优化法。本章在前文以瓶颈理论为指导进行管加工 作业计划的优化后，以遗传算法相关理论作为补充，提出来另一种仿真优化技术，对 船厂管加工车间的作业计划的制定与优化有重要的指导意义。 

第二章  相关基础理论 

2。1  计算机仿真 

2。1。1 计算机仿真简介 

计算机仿真是指通过计算机对模型进行仿真实验，演示目标系统的有关要素的变 化，模拟真实系统运行的状况及随时间变化的规律，实现所要进行的系统实验的全过 程[8]。 计算机仿真包括系统、模型和计算机三要素。这 3 个要素之间存在 2 种关系：建模关系和仿真关系，如图 2-1 所示。建模关系是指真实系统与模型之间的关系，通过 对真实系统的观测和检测，在忽略次要内容和不可测变量的基础上，抽象系从而获得 模型。仿真关系是指通过计算机程序来实现模型，在计算机上运行模型。建模关系 仿真关系 

图 2-1 计算机仿真的三要素及其之间的关系 

随着经济的急速发展及人们的物质需求的不断提高，对制造业、物流业、服务业 等行业水平提出了更高的要求，人们所需处理的相关系统都越来越大、越来越复杂。 为了使各系统能够更好地为人们服务，产出更高的效益，势必要对实际运行的系统进 行深入的了解和改进，但是对实际系统进行实验通常需要消耗大量的人力、物料与时 间，这往往是得不偿失的。通过计算机仿真，可以将实际系统根据边界范围、目标所 需、系统中实体之间的相互关系等条件建立数学模型，并在假定的工作条件下对其性 能进行分析与评价，预测其未来的发展并提出改进方案，同是保证系统正常工作不受 干扰。 文献综述

就实践应用而言，计算机仿真最早（20 世纪 50 年代）被应用在美国国防军事战 略规划种。后来，由于具备求解速度快，结果适用性好的优势，计算机仿真的应用领 域逐步扩大，各行各业都开始广泛应用[9]。

在制造系统这一大应用领域，以船舶管加工为例，可以将计算机仿真应用于物料 搬运作业分析、装配作业流程规划、极其设备布置及有限产能下的作业计划制定等方面。

2。1。2 计算机仿真解决问题的步骤 

计算机仿真可大致分为仿真准备阶段、仿真进行阶段和仿真评估阶段 3 大阶段。 

（1）仿真准备阶段。对所需解决问题的可行性进行判断，即该问题是否适合用 仿真来解决，仿真的投入与效益之间的关系是否合理；明确仿真的目的与要求，确定 仿真方案；收集和整理数据资料，根据实际系统的结构、决策原则和作业程序建立仿 真模型[10]。