基于協(xié)同進(jìn)化的船舶分支管路空間布局優(yōu)化.pdf

1、管路設(shè)計(jì)是船舶設(shè)計(jì)中重要的設(shè)計(jì)步驟之一，在總體設(shè)計(jì)中占有很大的比重。管路設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到一條船的質(zhì)量性能和經(jīng)濟(jì)成本，如何縮短管系設(shè)計(jì)時(shí)間，提高管系設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)于縮短整個(gè)造船周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，有著不可估量的意義。但是，由于管路布局問題的困難性和船舶本身的復(fù)雜性，使得管路布局設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和優(yōu)化的解決既具有理論上的開拓性和艱難性，又具有工程實(shí)踐上的復(fù)雜性。 管路三維布局優(yōu)化問題由簡單到復(fù)雜分別為單管路布局，多管路布局和分支管路布

2、局。分支管路普遍存在，但布局十分復(fù)雜，它是一對(duì)多的布局問題，即管路有一個(gè)起點(diǎn)，多個(gè)終點(diǎn)。分支管路系統(tǒng)包括主管路、分支管路和嵌套分支管路。分支管路的路徑尋優(yōu)，屬于NP-hard問題，近年來，國內(nèi)外有一些學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究探討。他們雖然采用了不同的優(yōu)化方法，但都必須先選擇分支管路的敷設(shè)順序，再確定分支點(diǎn)，然后以分支點(diǎn)為起點(diǎn)和其它終點(diǎn)相連尋找路徑。由于分支管路敷設(shè)順序和分支點(diǎn)位置的不確定性，使得以上方法在空間較大，障礙物較多，分支較多且包含嵌

3、套分支時(shí)，需要很大存儲(chǔ)空間，時(shí)間效率低，甚至?xí)鸾M合爆炸。協(xié)同進(jìn)化算法是在傳統(tǒng)進(jìn)化算法的基礎(chǔ)上引入生態(tài)系統(tǒng)的概念，將待求解的問題映射為相互作用的各物種組成的生態(tài)系統(tǒng)，以生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化來達(dá)到問題求解的目的。本文運(yùn)用協(xié)同進(jìn)化的思想，提出一種對(duì)分支管路布局進(jìn)行優(yōu)化的新方法，打破了先前分支管路布局優(yōu)化研究中必須首先確定管路敷設(shè)順序和分支點(diǎn)位置的一貫做法。該方法將分支管路系統(tǒng)分解為多個(gè)單獨(dú)的管路，每個(gè)單獨(dú)的管路代表一個(gè)種群，種群間相互影響適應(yīng)度