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摘要：现阶段，我国的船舶行业有了很大进展，船厂建设越来越多。船厂为确保建造出性能优良和节能环保的船舶，根据相关的技术规格书、规范公约要求与市场需求等相关资料，采取合理的技术手段，以满足自身的相关需求。船舶设计工作，包括总体设计和局部设计2个方面。其中总体设计解决设计中的一些最基本的问题，如确定设计船的建筑与结构形式、决定设计船主要尺度及船型参数、确定航速和所需主机功率，进行总布置设计船体型线等。这些问题对船舶各项技术性能和经济性能有着决定性的影响，总体设计在整个设计工作中占据重要地位。局部设计是在总体设计的基础上完成船舶每个局部的设计，进行一些细化处理。
关键词：船舶结构；优化设计；船舶制造
引言
随着科学技术的日新月异，船舶建造行业的发展面临着巨大的挑战，对于船舶建造的效率和质量有着更加高的需求，应当采取科学的技术方法，在确保船舶质量的前提下，大幅提高船舶建造效率，是众多船舶建造厂商当前亟待解决的问题。船舶结构应进行科学有效的优化，优化是较为繁杂的过程，应采取合理的优化设计方法，同时将其付诸于具体应用，以确保船舶结构可达到相关要求。
1船舶电气智能设计系统介绍
在船舶电气智能设计系统出现前，我国在船舶设计方面的软件能够完成基本任务，但系统智能化水平不足，只能完成绘图等基础作业，而其余项目，仍需人工完成，且工序较为繁琐。但船舶电气智能设计系统的出现，改变了传统的设计方式，在计算机技术支持下，通过数字化的手段将系统进行有机整合，解放了劳动力，真正实现了高效、高质、高能化的船舶项目设计。
2优化船只总体设计方案的方法
2.1典优化设计方法
1960年，L.A.Schmit提出了用于结构优化设计的数学规划方法；提出在对结构进行优化设计的过程中，需要将限定尺寸要求的优化设计问题转化为目标函数求极值的数学问题。此方法很快就获得了其他专家的认同和赞赏。1966年，D.Kavlie等率先把数学规划法运用到船舶结构设计过程中，开启了船舶结构设计的“新时代”。20世纪70年代末，我国开始对船舶结构设计方法进行探究，探索出潜艇和船舶在框架、中剖面、圆柱形耐压壳、板架等结构的优化技术。船舶结构是较为繁杂的板梁组合架构，对于使用、受力等有着极高的要求，因此在船舶结构优化设计过程中，会牵扯到很多约束条件和设计变量，相关工作难度较大。分级优化设计方法正是在此前提下形成的，基本原理为：最佳配置第1级的所有材料，优选第2级的结构尺寸；每级还可按照实际状况区分为大量的子级。两级最终经由协调变量迭代，将优化问题转化为原问题。分级优化方法的使用，有效处理了船舶结构优化设计过程中所遇到的船舶框架、剖面结构等若干问题。
2.2数值变化法
在优化船只整体性能中，经常被采用的方案即数值变化法，也可以叫做数据分析法和网格规划法。在可行的范围内，系统性的改变对船只设计有明显影响的数据参数，设计师通过对若干数值进行选择，进而选出最佳方案。并对每组方案的数值进行比对和性能测算，在统计中将不适应的设计方案进行放弃处理，另外在剩余数据选项中，参考船只的总体性能和规律进行相关分析比对，选出设计的最佳方案。
2.3船舶设计测绘
在传统船舶电气设计工作过程中，由于资金等原因，原图测绘工作流于形式，经常出现测量对象的原有图像应用效果较差，无法发挥出其实际测绘效果的情况。智能设计管理技术的应用能够将原图数字化，充分发挥船舶设计测绘的作用，不仅提升了原图的处理效果，更节约了测量时间与投入资金，极大程度上提高了船舶设计的测绘效率。
在数字化测绘技术对船舶原图的设计处理过程中，通常会运用扫描矢量化的处理方式，发挥其高效率、高精准度的技术特点，借助一定的辅助工具来提升工作质量。但这种方法容易对原图的准确性造成一定影响，所以通常作为船舶电气智能设计管理的紧急措施使用。为了避免或减少扫描矢量化应用过程中出现的弊端，可以利用补测和修测等技术方法，使船舶设计测绘的精准度得到保障，完成相关制图要求。此外，电气智能设计能够将数据、图纸不完整的部分进行恢复，通过缩放图技术与外业测点的优势结合，保证所得图纸的完整性。结合CAD软件的技术支持，进行船舶结构俯视图和轴线的绘制工作，从而得到整体设计图纸信息。将大量信息的相同属性收集并储存起来，完善信息的整理归类工作，方便日后进行船舶资料查找。
2.4建立行业技术数据库
该数据库包括船舶与航运相关论文、专利、技术动态、主流船厂及科研院所动态等，可用于全面评估技术发展趋势，以便在高技术船舶开发方面超前布局，获得发展先机。由于不同的实体在建立数据库时需要记录的信息不同，初期建立的数据库难以满足所有需求，需在使用过程中不断完善。通过在船舶设计过程中不断积累数据，船东和配套厂家的信息将不断丰富，最大程度地兼容不同的船东和配套厂家。
2.5多目标模糊优化方法
想要延长船舶的寿命，则需要重视对船舶的机械机构进行优化设计。在船舶结构优化设计时，2个最为主要的因素就是载荷与结构参数，其对于船舶结构件的刚度、强度等有着决定性的影响。船舶的具体工况还会遭受其它因素造成的影响（比如：风力、海浪、温度以及材料等），船舶载荷与结构参数通常有着误差以及不确定性的因素。将船舶结构优化划分成以下3种类型：1）限定结构参数、载荷的优化；2）不限定结构参数、载荷的优化；3）限定结构参数、不限定结构件载荷的优化。船舶结构设计过程中的不稳定性因素会对最后的工作性能造成影响，需花费更多的时间去探究船舶结构优化设计中的各类不确定因素。对于船舶结构设计中面对的不确定因素，比如：结构件安装及材料造成的偏差、结构件老化、测量偏差等，采取权重分配法、多目标模糊优化方法等，对其目标函数实施改善，寻找结构件载荷与结构参数等有关的最优解。
2.6最佳方案法
为获取最佳方案，通过现代数学手段，利用多个变量求解，约束目标函数系数的最小取值的方式，称之为最佳方案法。相较于数值变化法，该方法面对更多变量与因变量，在最大的设计空间范围内选取最佳解答方法，最大限度解决验算时效性差等相关问题。通过方程式将船体优化问题描述出来，建造三维立体的数学化模型，根据变量进行相关设计和表达，满足约束条件、所需函数系数，因变量的一系列相关条件，通过函数求解的方式，利用最小值得出最佳选择。
结语
综上所述，现阶段，随着国内外造船业的不断发展，行业内部的良性竞争出现了激化趋势，船体设计师开始寻找适应大环境，相对时效性和效率都较高的最佳设计方案。根据船体自身的整体性进行分析，明确船体结构特点，设计方案和核心指标等，进行规范化的数据分析，对相关方案进行重点研究和分析，在船只整体设计方案和性能优化方面都具有较好的导向性和决策性。
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