基于人机合作的船舶管路布局优化设计研究

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基于人机合作的船舶管路布局优化设计研究

作者：陈文科 王亮 刘杰诗 范伟

来源：《农家科技下旬刊》2018年第01期

摘 要：本文主要就船舶管路设计展开研究，结合船舶管路系统自身的复杂性和建设过程中出现的各类问题，创新性地引入人机合作的管路布局手段，推动管路自动化设计顺利开展，实现三维画管道布局优化设计的目标，继而达到降低船舶生产成本，缩短船舶设计周期的目的。

关键词：人机合作；船舶管路；优化布局

社会经济的快速发展对船舶制造以及船舶的整体功能等提出了更高的要求。在信息技术和船舶制造技术等的支持下，借助三维管道设计模型引入人工个体，可推动人工与职能设备的有效结合，对船舶制造业的发展等具有重要作用。 一、人机合作的船舶管路布局优点

第一，该类布局模式有效地在船舶布局过程中融入了人工因素，通过借助专业人员的管路布局经验等，可对管路设计各项工作进行优化，进而得到符合人类设计规律和已有技术水平的管路布局方法。第二，在引入人工之后，可结合优化模型和求解方法的动态性特点，对人工布局的各项因素进行有效优化，提高其优化效率。第三，在引入人工智能算法后，可及时将部分无法解决的管路优化问题等进行人工处理，将其转化为计算机可接受的各项数据来求解，有效促进了设计效果的优化。第四，面对较为复杂的多管道布局问题时，可以有计划地将其转变为单管道模式，管路布局明显简单化，更易于操作处理。 二、人机合作的船舶管路布局存在的问题

受到国内具体的船舶设计水平的限制，设计人员在设计的过程中一般选择首先进行管路的平面设计，在明确船舶设备的位置之后，再就船舶整体进行管路设计工作，但是该类管路布局设计模式需要的时间太长，设计的效率明显下降，不利于成本控制工作的开展。同时，由于管道布局一般是三维管路布局，这就与平面布局之间产生了一定的冲突，若没有详细的安装步骤和说明，仅依靠平面设计图进行三维管道的安装，操作过程中可能会出现诸多问题，具体设备的安装等偏差较大，导致船舶布局安装的返工量明显加大。对造价和安装技术要求相对较高的管路布局来说，平面布局设计造成的损失无疑是巨大的，导致成本支出大幅增加。同时，虽然引入了人工智能算法为船舶管路设计服务，但是仍存在一定的局限性，通过将人工引入船舶具体设计中，可促进将各类智能计算机无法解答的问题以相对简单的形式表达出来，推动该技术的进步。通过研究多样化的人工个体，促进人工智能和机器智能的有效结合，发挥人工和机器算法彼此的长处，推动人机交互式船舶三维管路布局工作的顺利开展。

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