目前,数字造船技术正处于快速发展时期,网络化应用、三维设计、虚拟现实和产品设计管理等技术得到了广泛应用,促使数字造船技术不断向前发展。大型船厂的船舶设计已从二维平面进入三维空间设计阶段,本文针对当前船舶管路布局主要依靠经验丰富的管路设计工程师敷设完成,自动化程度较低的问题,采用改进遗传算法优化单管路布局问题,在协同进化算法框架下基于改进遗传算法和改进A*算法实现多管路自动布局。以“育鲲”轮虚拟机舱为应用实例,实现发电机燃油管路仿真设计。本文主要做了以下几方面的工作:总结机舱管路布置规则及处理方法,对布局空间预处理。将管路布置约束和设计者经验转化为布置规则,对规则进行分类并给出相应的处理方法。为了使算法更好的处理管路布置规则,通过布局区域划分、模型简化、定义虚拟几何体、栅格法划分布局空间,并为栅格节点赋予能量值,实现管路布局空间预处理。针对经典遗传算法在管路路径规划时存在的不足进行改进,实现单管路布局优化。采用十进制坐标形式对个体进行编码,根据管路连续性特点,设计了与其相适应的交叉算子和变异算子。针对经典遗传算法在进行单管路规划时易陷入局部最优解的问题,在种群个体初始化时采用碰撞检测机制;在遗传算法的整体框架中引入免疫选择机制,增加免疫检测算子和免疫平衡算子。MATLAB算例仿真验证了算法的有效性。针对多管路布局问题的特点,采用改进遗传算法和改进A*算法实现多管路自动布局。基于协同进化算法,将多管路分解为多条单管路,通过管路间协同进化达到布局最优解。多管路包括并行管路和分支管路两种存在形式,根据两种类型管路布局特点,分别给出空间能量值更新策略,设计管路评价函数、算法流程,通过算例仿真验证了算法的有效性。在管路自动布局算法研究基础上,以“育鲲”轮虚拟机舱为实例,实现发电机燃油管路仿真设计。在3d Max软件中加载虚拟机舱三维模型,MAXScript完成模型空间信息的提取和数字管路的可视化,MATLAB算法程序模块实现路径搜索和输出,得到了满足工程要求的管路布局结果,为管路设计者提供参考,对管路自动布局系统设计具有指导意义。