基于CAD图纸智能规划设备点位的算法模型的制作方法

本发明涉及设施布局设计，尤其涉及基于cad图纸智能规划设备点位的算法模型。

背景技术：

1、设施布局设计技术领域旨在通过优化工业设施、商业空间中的设备和结构布局，优化设备运行的效率、安全、功能性和空间利用率，确定设备的最优位置，减少生产时间和成本，提高人员流动和物料运输的便捷性。在现代应用中，应用多种数学模型和优化算法，结合自动化分析预测多种布局方案的性能，创建可靠和易于调整的布局方案，为决策者提供科学的布局建议，匹配多种生产需求和技术条件。

2、其中，智能规划设备点位的算法模型，通过集成多种算法调整和优化设备布局，利用计算机算法自动识别设备在工作环境中的最优位置，优化空间和资源的利用率，考虑操作的流程效率、维护的便捷性、安全标准，确保布局设计科学合理并符合实际操作的需求，提高布局设计的精确度和效率，降低运营成本并提升生产力，应用于制造、物流和建筑多种行业，帮助企业提高生产效率和市场竞争力。

3、传统设备点位规划方法不能在设计阶段考虑设备布局的优化，导致在实际操作中频繁需要进行调整，增加成本并影响生产的连续性，在安全性方面，不能有效预见并整合紧急逃生路径，导致紧急情况下的人员疏散存在安全隐患，不能考虑环境因素，包括光照和温度，导致工作效率下降和员工不适，影响生产质量和效率，无法满足效率和安全标准需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于cad图纸智能规划设备点位的算法模型。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，基于cad图纸智能规划设备点位的算法模型包括：

3、设备形态计算模块基于cad设计图纸，计算并分析多种设备的尺寸、位置和连接点，识别并记录设备的几何属性，形成几何特征数据集；

4、依赖网络构建模块使用所述几何特征数据集，分析多种设备间的相互影响关系并构建依赖关系网络，生成影响关系分析结果；

5、布局场景分析模块利用所述影响关系分析结果，分析多种设备布局方案对紧急逃生路径的影响，识别影响紧急逃生效率的关键布局因素，生成消防影响评估记录；

6、消防安全优化模块根据所述消防影响评估记录，结合消防安全需求，对设备布局进行优化，调整设备位置优化紧急逃生路径的效率，生成路径分析调整结果；

7、环境影响分析模块基于所述路径分析调整结果，结合光照、温度和噪音，分析多种设备的布局对工作环境的影响，评估多种布局方案对工作效率的影响，生成适应性评估信息；

8、设备布局调整模块根据所述适应性评估信息，调整设备布局匹配多种生产需求和环境条件，生成设备点位规划结果。

9、作为本发明的进一步方案，所述几何特征数据集包括设备外形尺寸、设备的几何中心和连接界面类型，所述影响关系分析结果包括设备间的直接影响强度信息、间接影响路径分析结果和设备间关键依赖路径信息，所述消防影响评估记录包括关键逃生通道的阻塞点、关键设备对逃生路径的影响度和优化前后逃生时间对比，所述路径分析调整结果包括设备空间布局调整信息、紧急逃生路径调整信息和预期疏散时间信息，所述适应性评估信息包括布局方案对光照分布的影响信息、温度均衡性数据和噪音级别变化分析结果，所述设备点位规划结果包括设备位置规划信息、设备作业路径和环境适应性调整信息。

10、作为本发明的进一步方案，所述设备形态计算模块包括：

11、几何数据解析子模块基于cad设计图纸，分析多种设备的长度、宽度和高度，计算设备多个方向的投影面积和体积，得到设备体积计算结果；

12、位置数据分析子模块基于所述设备体积计算结果，分析并记录设备在图纸中的位置坐标，生成设备位置信息记录；

13、连接特征识别子模块基于所述设备位置信息记录，分析多种设备的连接类型和连接点位置，结合设备的形态数据，生成几何特征数据集。

14、作为本发明的进一步方案，所述依赖网络构建模块包括：

15、影响因素分析子模块基于所述几何特征数据集，结合多种设备间的操作序列和维护需求，分析并识别影响设备关系的多种因素，生成互动因素识别信息；

16、设备依赖评估子模块基于所述互动因素识别信息，结合多种设备的操作参数、物理位置和功能接口，分析并识别多种设备间的相互依赖关系，得到依赖关系识别数据；

17、网络节点识别子模块基于所述依赖关系识别数据，构建设备依赖关系网络图，分析并识别设备依赖关系中的关键节点和关键连接，生成影响关系分析结果。

18、作为本发明的进一步方案，所述布局场景分析模块包括：

19、消防影响识别子模块基于所述影响关系分析结果，结合历史数据，评估多种设备布局方案对紧急逃生路径的影响，分析设备位置和紧急通道的相对位置关系，生成布局影响分析数据；

20、障碍因素识别子模块基于所述布局影响分析数据，评估多种布局方案中紧急逃生路径的效率，识别减缓逃生速度的关键因素，得到逃生效率评估结果；

21、布局因素分析子模块基于所述逃生效率评估结果，分析多种布局因素对消防安全的影响，生成消防影响评估记录。

22、作为本发明的进一步方案，所述消防安全优化模块包括：

23、风险需求分析子模块基于所述消防影响评估记录，分析需要调整的消防风险布局，生成安全优化需求数据；

24、路径优化调整子模块基于所述安全优化需求数据，调整设备布局，包括减少对逃生路线的阻碍并优化紧急逃生路径的效率，得到设备布局调整结果；

25、逃生效率分析子模块基于所述设备布局调整结果，对多种设计布局的路径效率进行分析，包括操作路径和消防路径，并调整设备位置，生成路径分析调整结果。

26、作为本发明的进一步方案，所述环境影响分析模块包括：

27、环境条件评估子模块基于所述路径分析调整结果，分析多种设备布局对光照、温度和噪音的影响，生成环境影响评估记录；

28、工作影响评估子模块基于所述环境影响评估记录，采用广义加性模型，分析并评估计算环境变化对生产速度和质量的影响，生成工作环境分析数据；

29、布局效率计算子模块基于所述工作环境分析数据，评估多种设备布局方案对人员和设备工作效率的影响，生成适应性评估结果。

30、作为本发明的进一步方案，所述广义加性模型，按照公式：

31、；

32、计算多种环境因素对生产效率的影响，其中，为生产效率的目标变量，为调整基线生产效率的常数项，为光照强度的权重系数，为光照强度参数，为温度的权重系数，为温度参数，为噪声水平的权重系数，为噪声水平参数，为湿度的权重系数，为湿度参数，为误差项，为自然对数的底数，为绝对值函数。

33、作为本发明的进一步方案，所述设备布局调整模块包括：

34、需求等级分析子模块基于所述适应性评估结果，结合多种生产需求和环境条件，分析并识别设备位置调整的优先级，生成布局优先级分析表；

35、效率需求匹配子模块基于所述布局优先级分析表，调整设备位置匹配环境条件和生产需求，优化生产流程和紧急逃生路径的效率，形成设备位置调整参数；

36、布局结果评估子模块基于所述设备位置调整计划，采用k均值聚类算法，结合生产效率、消防安全、环境影响，计算设备布局参数，生成设备点位规划结果。

37、作为本发明的进一步方案，所述k均值聚类算法，按照公式：；

38、计算最优设备布局，其中，为聚类的总成本，为表示当前的聚类编号的索引，为聚类的数目，为第个聚类的权重系数，为表示考虑布局调整的设备位置的数据点，为第个聚类中的点的集合，为第个聚类的中心，为环境参数的权重系数，为第个聚类的环境参数，为目标环境参数。

39、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

40、本发明中，通过结合cad设计图纸的数据解析，从设计阶段确保设备布局的优化，提高设计阶段的效率，减少后续调整需求，降低运营成本，通过对多种设备间的依赖关系网络进行分析，优化设备间的相互作用，增强整体布局的合理性和功能性，结合对紧急逃生路径进行优化，优化布局的安全性并符合消防规范，通过考虑工作环境的光照、温度和噪音因素，提升设备的作业效率，提高生产效率和场地的安全性，提高设备点位规划的适应性和灵活性。