Введение к работе
Актуальность
Объективные потребности народного хозяйства, ход технического прогресса требуют повышения производительности и качества научно-исследовательских и проектных работ по созданию высокоэффективных судов. Разработка оптимальной компоновки надстройки і",-;'нл япляегся несомой частью поставленной задачи, решение которой невозможно без поиска новых нетрадиционных методов проектирования и дальнейшего развития на их основе систем автоматизированного проектирования (САПР). Следует иметь ввиду, что в большинстве и самих САПР подсистемы автоматизированного проектирования надстроек, как правило, являются менее всего разработанными, что существенно снижает эффективность применения таких систем.
В настоящее время процесс создания компоновочной схемы надстройки производится вручную, на основании опыта и традиций коллектива. Процесс выбора состава помещений, их площадей и взаимного размещения не оптимизируется,и,в результате, находится не лучший, а допустимый вариант компоновки, хотя и удовлетворяющий всем нормативным требованиям. Поэтому только переход к вариантному проектированию на экономической основе позволит получать конструкции высокого качества.
Сокращение излишков площадей судовых помещений и рациональная их компоновка, позволяющая экономно использовать отведенные площади, дает возможность уменьшить суммарную площадь ярусов надстройки, ее размеры, что приведет к уменьше-
ни» ее кассы и снижению строительной стоимости. Если иметь J ввиду, что затраты на надстройку грузового судна составляют от 15% до 20 от строительной стоимости корпуса, то можно утверждать, что оптимизация и автоматизация процесса проектирования дадут заметную экономию финансовых и временных затрат, снизят трудоемкость создания проекта и повысят его качество. Это позволяет утверждать, что тема диссертационной работы является актуальной.
Объектом исследования являются надстройки сухогрузных судов внутреннего плавания.
Цель диссертационной работы состоит в научном обосновании и разработке математической модели проектирования надстройки сухогрузных судов внутреннего плавания и оптимизации на этой основе ее пространственно-архитектурных и геометрических параметров с применением машинных методов проектиро-вания.
Методы исследования
При проведении исследований использованы методы дискретного программирования, клеточных разбиений при формировании структур данных, прикладной и вычислительной геометрии, ' метод случайного поиска оптимальных решений, компьютерной графики и методика модульного проектирования надстроек.
Научная новизна состоит в разработке методики оптимизации проектно-конструкторских решений по надстройке основанной на :
- разработанной системе топологического представле
ния и кодирования судовых надстроек и помещений;
- методе оптимизации внешних и внутренних геометричес-
ких параметров надстройки;
- экономике- математической модели выбора оптимальной
компоновки надстройки.
Практическая ценность заключается в разработке подробных алгоритмов и программной реализации задачи получения оптимального типа и компоновки надстройки судна.
Предложен способ топологического представления и кодирования надстроек сухогрузных судов, позволяющий использовать его для надстроек судов любого назначения и структуры.
На защиту выносятся
система топологического представления и кодирования судовых надстроек и помещений;
методика автоматизированного выбора состава помещений;
методика оптимизации надстройки грузового судна, включающая в себя:
математическую постановку и алгоритм решения внешней задачи оптимизации геометрии надстройки (внешняя задача);
математическую постановку, алгоритм и систему программ решения внутренней задачи проектирования оптимальной компоновки надстройки (внутреняя задача).
Внедрение результатов
Результаты диссертационной работы по оптимизации компоновки доведены до рабочих программ и были использованы ЦКБ "Вымпел" при выполнения проработок по перспективным транспортным судам внутреннего плавания.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались
на XXX научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа (Н.Новгород, 1990); XXXI научно-технической конференции НИИВТа (Н.Новгород, 1992); XXXII научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава (Н.Новгород, 1993).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения. Она содержит 147 стр. машинописного текста, в который входят 37 рисунков и библиография из 108 наименований. Приложение объемом 75 стр. включает таблицы исходных данных, текст рабочих программ и заключение по внедрению.