基于協(xié)同進化的船舶分支管路空間布局優(yōu)化.pdf

1、管路設計是船舶設計中重要的設計步驟之一，在總體設計中占有很大的比重。管路設計的好壞直接關系到一條船的質(zhì)量性能和經(jīng)濟成本，如何縮短管系設計時間，提高管系設計質(zhì)量，對于縮短整個造船周期，提高經(jīng)濟效益，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雜性，使得管路布局設計的自動化和優(yōu)化的解決既具有理論上的開拓性和艱難性，又具有工程實踐上的復雜性。 管路三維布局優(yōu)化問題由簡單到復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，但布局十分復雜，它是一對多的布局問題，即管路有一個起點，多個終點。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)外有一些學者對其進行了研究探討。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順序，再確定分支點，然后以分支點為起點和其它終點相連尋找路徑。由于分支管路敷設順序和分支點位置的不確定性，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，需要很大存儲空間，時間效率低，甚至會引起組合爆炸。協(xié)同進化算法是在傳統(tǒng)進化算法的基礎上引入生態(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)的進化來達到問題求解的目的。本文運用協(xié)同進化的思想，提出一種對分支管路布局進行優(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順序和分支點位置的一貫做法。該方法將分支管路系統(tǒng)分解為多個單獨的管路，每個單獨的管路代表一個種群，種群間相互影響適應度