基于改進(jìn)遺傳算法的船舶管路設(shè)計(jì).pdf

1、船舶管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中的重要組成部分，占據(jù)了超過50％的設(shè)計(jì)工時(shí)。鑒于船舶艙室內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜、管路系統(tǒng)種類眾多及復(fù)雜約束條件的存在，完全依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)設(shè)計(jì)管路系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)效率低下，且布局質(zhì)量難以保證。集成了人工經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的船舶管路智能規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)可以有效的提高船舶管路設(shè)計(jì)效率，對(duì)船舶制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高具有重要的工程意義。針對(duì)以上問題，本文圍繞布局空間環(huán)境建模、兩點(diǎn)管路路徑規(guī)劃、分支管路路徑規(guī)劃及船舶管路智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)搭

2、建等方面展開研究，主要工作如下:
　　首先，建立布局空間仿真模型。分析船舶管路布局空間特性，面向設(shè)備的操作性和維護(hù)性需求對(duì)設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)充建模，利用“分離-簡(jiǎn)化-再組合”策略構(gòu)建簡(jiǎn)化模型，并基于柵格法表達(dá)布局空間，構(gòu)建布局空間三維實(shí)體仿真模型。
　　然后，構(gòu)建兩點(diǎn)管路路徑規(guī)劃算法框架。基于輔助點(diǎn)概念和方向優(yōu)先策略對(duì)迷宮算法進(jìn)行改進(jìn)，并實(shí)現(xiàn)其與遺傳算法的融合;定義了管路路徑定長(zhǎng)度編碼方法、種群初始化方法、適應(yīng)度函數(shù)建立方法并完成遺

3、傳算子的設(shè)計(jì)。
　　基于兩點(diǎn)管路路徑規(guī)劃方法，構(gòu)建分支管路路徑規(guī)劃算法框架。重點(diǎn)闡述了分支管路路徑編碼方法、種群初始化方法及分支管路種群的交叉和變異策略。仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了所提出算法的有效性和高效率。
　　最后，搭建了船舶管路智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并進(jìn)行應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證?；赩isualStudio開發(fā)平臺(tái)集成了Mablab和SolidWorks，實(shí)現(xiàn)從空間參數(shù)設(shè)定、管路路徑規(guī)劃到管路三維可視化的智能化設(shè)計(jì)，開發(fā)智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了