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基于人机合作的船舶管路布局优化设计研究
| 论文题名： | 基于人机合作的船舶管路布局优化设计研究 |
| 关键词： | 船舶设计;人机合作;管路布局优化;协同进化;蚁群算法 |
| 摘要： | 船舶管系设计是船舶总体设计的主要内容之一，良好的管路布局结果不仅需要有丰富管道设计经验的专家或工程师参与，而且还需要一套良好的管路设计方法。良好的管系设计方法在船舶管系设计中占有举足轻重的地位，它对提高船舶管系设计质量，缩短船舶总体设计周期，提高船舶设计建造效益等意义重大。但在现实管路设计中，由于管路系统本身的复杂性，使得船舶管路自动化设计变得极度困难，基于此，本文提出了基于人机合作的管路布局优化设计方法来对船舶管路三维布局优化设计问题进行研究。 船舶管系设计主要有三个方面，分别是单条管路的布置设计，多条管路并行布置设计以及分支管路的布置设计，本文重点对单条管路布置设计和多条管路布置设计方法进行了深入研究。管路布置设计问题属于NP-hard问题，近几年有不少学者应用智能优化算法对该问题进行研究，并取得了一定成果，但这种仅靠算法迭代求解布置管路的方法，在算法迭代求解过程中，缺少了设计者的参与，算法的收敛性能具有局限性，为了改善算法的收敛性能，本文提出了基于人机合作的船舶管路三维布局优化设计方法。针对该研究内容，本文研究了船舶管路布局设计的人机合作机理，阐明了人工个体的获取方法及加入原则，结合船舶管路布局特点，提出了基于人机合作的改进蚁群算法，给出了基于人机合作的管路布局优化蚁群算法步骤，详细描述了基于人机合作的蚁群算法在船舶管路三维布局优化设计问题中的应用过程。 另外，通过仿真实验验证了在蚁群算法基础上结合人机合作操作能够较好地解决单条管路三维布置的设计问题，设计效果优于仅利用人工智能优化方法的设计结果;将生物学中的协同进化算法应用到三维多管路并行布置设计问题中并结合人机合作的思想，能够较好地对该问题进行求解。这种基于人机合作思想对管路布局进行优化设计的方法将为开辟新的管系设计思路提供一定的参考价值和指导意义。 |
| 作者： | 赵学国 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王运龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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