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该文分析了外部管路设计问题的背景,结合现代设计技术、MAS和协同设计的研究进展,特别是国内外在管路设计方面的发展状况,指出现在的管路设计还停留在局部问题上,并没有从系统的高度去解决整个管路系统的设计问题,从而阐明了该文研究的意义,确定并完成了如下的研究工作:第一,分析和研究了管路设计问题和优化管路设计手段.从管路的设计过程、管路设计对象的约束模型、管路设计的规则和管路设计结果的评价等方面系统而深入地研究了管路设计问题,并通过建立传统管路设计的过程模型、组织模型分析了传统的管路设计过程,指出传统管路设计过程由于计算机支持程度低、设计过程串行而难以适应航空发动机管路设计的需要.第二,建立了基于多代理的外部管路协同设计系统原型.首先建立了航空发动机外部管路设计系统集成、统一的设计对象模型.该模型包含了管路的基本信息、几何数据信息、功能信息、工程分析数据信息和生产过程控制信息,成为管路设计各个方面统一的信息基础.第三,为了解决协同设计系统中几何设计里的管路敷设问题,创新地提出并实现了网格扩散加管路敷设规则约束的AEGR方法进行航空发动机单条管路的自动敷设.该文首先分析和综合了主要基于工程实际经验的模式和分层敷设方法以及管路敷设专家系统,指出它们并不能实现三维真实环境下的管路自动敷设.然后提出网格扩散加管路敷设规则约束的AEGR方法进行单条管路的自动敷设.在该方法中采用了三维网格化和能量场化的方法处理复杂的管路敷设环境.该方法在后面的实例中被证明了是可以实现三维真实环境下管路的自动敷设的.第四,在解决单管自动敷设的基础上,更进一步开创性地提出并实现了基于遗传算法的管路整体规划方法,解决管路系统的整体优化问题.航空发动机外部管路系统的整体优化是高度复杂的组合优化问题,目前还没有人对此进行深入的研究.第五,建立了协同设计系统原型下的管路智能几何设计系统.作为协同设计系统下一个子系统的构建,首先分析了系统的需求,从通信、任务控制、管理处理和管理输出四个方面建立了需求模型.以此为基础,建立系统的总体结构并着重描述了管路智能敷设模块的实现,最后用软件实现了系统.