船舶机舱管路自动布置：工程规则、智能算法与实际应用

该毕业论文主要探讨了"基于工程规则的船舶机舱管路自动布置方法"的研究。船舶管路系统设计是船舶详细设计的关键环节，占总设计时间的50%以上，传统的手工设计方式效率低下且质量不稳定。为提升设计效率和保证布置质量，作者的研究旨在实现船舶机舱管路的自动化布置，这对于增强船舶制造业的竞争力具有重大工程价值。 论文首先构建了工程规则知识库，通过对船舶机舱管路设计规范、标准以及专家经验的深入分析，将复杂的自然语言规则转换成计算机可理解的形式。机舱环境建模采用"精简-包围盒处理"技术，构建出三维仿真模型，利用栅格法表示布局空间，以便于后续的管路布置。 在单管路布置上，作者改良了蚁群算法，引入方向信息素、改进启发因子等元素，通过信息素更新策略和摆脱机制优化算法性能。对于多管路布置难题，提出了"管路种群划分-种群内部拆解-种群内部布置-各个管路系统种群协同布置"的技术路线，设计了分支管路布置方法和种群进化机制，通过算例仿真验证了这些方法的有效性。 论文还开发了一个船舶管路布置辅助设计系统，结合3DMax和MATLAB技术，实现了虚拟机舱三维模型的加载、模型空间信息提取、数字管路的可视化以及路径搜索。最终，通过实际应用案例，证实了所提方法的可行性和有效性，以及对工程实践的指导作用。 总结来说，这项研究以船舶设计中的工程规则为核心，借助改进的蚂蚁算法和协同进化算法，在简化机舱三维环境中实现了管路的自动化布置，为船舶设计的智能化进程做出了重要贡献。关键词包括：机舱管路布置、工程规则、改进蚁群算法、协同进化算法和可视化技术。这一研究成果对于提高船舶设计效率和提升行业技术水平具有显著价值。