肖杨 沈飞飞
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摘要：我国的船舶事业不断发展和进步，已经朝着自动化、先进化、节能化的方向发展，因此相应的船舶电气设计难度也在逐步提升，相关工作人员所面临的问题和难题也随之增多。随着船舶类型和种类的逐渐增多，船舶电气的相关设计也越来越复杂。在实际的船舶制造中，电气设计尤为重要，直接影响着船舶的运行功能以及节能减排效果，因此必须严格按照设计图纸进行施工，再结合实际的制造情况，提出科学合理的意见并进行调整，从而正确快速的完成船舶电气设计的相关工作，更好地满足船舶电气设计的生产要求和使用要求。所以，相关的设计制造人员必须严格准确的掌握船舶结构设计，掌握其中的设计要点，精确掌握其中的设计细节问题，确保每一个设计环节都符合标准要求，以此来保证最终的船舶使用功能齐全和质量保障，促进我国船舶结构设计行业发展和进步。基于此，本篇文章对船舶结构优化设计方法及应用实践进行研究，以供参考。
关键词：船舶结构；优化设计方法；应用实践
引言
船舶作为水运交通工具的重要组成部分，是我国交通网络体系的重要构成内容，自船舶诞生以来，不论是在民事应用、工业经济发展，还是在军事方面，船舶都有着不可忽视的重要价值，对人类社会有着重要意义。近年来随着船舶制造企业的快速进步与制造技术的不断发展，船舶建造技艺愈发成熟，能有效保证船舶建造质量，且得到了诸多实践肯定。但在船舶实际应用过程中，关于结构优化设计与应用实践等方面的研究较为缺乏，因此，本文对船舶结构优化设计方法及应用实践意义和现实价值。
1船舶结构优化设计的意义
随着计算机技术的全面普及，在船舶制造业中得到了广泛的应用，在开展船舶结构设计中，船舶结构的基本原则是要体现出便捷性与安全性，在这个基础上为了追求更好的经济收益开展优化设计，从而实现全新的船舶结构设计理念。通过对船舶结构的合理优化，能够有效地挖掘船舶更大的经济收益，在进行船舶的结构设计时，主要包括船舶的外形以及大小等内容进行合理规划，并满足重量和目标的同时也要注意相关标准的约束设计，确保船舶各环节的结构设计能够与船舶主体完美融合。
2我国船舶舾装存在的问题
整体来讲，我国船舶制造行业水平仍旧与西方发达国家存在较大差距，特别是在舾装行业发展领域。我国传统造船技术模式主要包含2种：系统导向型、系统区域导向型。其中，前一种主要是包含码头舾装、船台散装等；后一种则主要包含预舾装、分段制造等。现代造船技术模式主要包含2种：中间产品阶段导向型与区域、类型及阶段型。其中，前者主要是壳舾涂一体化；后者主要是区域舾装、分段制造等。且随着市场经济对造船行业需求的转变，我国船舶舾装开始呈现数字化、标准化以及模块化发展态势。当前我国造船舾装制造标准已经得到了质的飞跃，但由于我国本身船舶舾装制造业发展就较晚，整体并没有形成良好的标准技术完善体系，在发展中仍旧存在诸多问题。其最突出问题主要表现为以下几点：舾装整体效率低、标准较为落后、制造生产周期过长、制造成本过高，这些问题都在定程度上限制了我国船舶舾装的进一步发展。
3船舶结构创新优化设计策略与应用实践
3.1遗传模型结构优化设计
在船舶的创新优化设计中，遗传模型结构优化是基于数学模型变量为基础，通过对其进行优化而产生，采用遗传模型的结构设计主要包括连续变量模型、混合变量以及离散变量模型。
通过与传统结构设计中存在的问题进行分析，不断地研究出全新的算法，按照当前船舶结构的设计特点，将其融入到生物进化知识中，从而衍生出创新的遗传模型设计。通过遗传算法的应用，不需要进行导数资料就可以借助函数来解决之前的问题，有效地解决了在出船舶结构设计优化中的离散性和连续性问题。通过遗传模型结构优化设计，主要采用仿生进化策略实现交叉算子、异化算子以及再生算子。经过长期的实践应用，这种遗传模型结构优化设计主要适用于一些繁琐的设计环境，通过遗传船舶结构优化设计可以实现有效的应用效果，实现了船舶领域结构设计的突破，对船舶制造业的发展具有重要意义。
3.2智能化替代作业
新一代船舶设计软件AM12是集成了TRIBON和PDMS的开放式船舶专业设计软件，其开放式的特点决定了船厂可以根据自身特点将需要人工重复作业的内容进行程序的二次开发，并通过二次开发后的程序进行替代作业。该类智能化是以各种嵌入式的程序软件为基础，以详细设计和生产设计各个阶段的机械式重复作业替代为研究目标，包括且不限于以下几个方面：（1）建模自动化。结合船舶设计标准来进行参数化建模、相同结构的模型自动拷贝、部件规格自动选择，以及利用二维信息及规格书信息驱动三维建模。（2）设计过程自动化。包括船体结构/舾装件之间的干涉检查、一些管路/支架/梯子/扶手的自动化建立、船体结的开孔自动化、管子/电路/风管从系统到装置的一体化设计等。以梯子的自动化为例，通过输入或者选取梯子的4个坐标点以及梯子的形式，软件自动构建最合适的梯子，并且能够实现95%以上的梯子都不需要手动修正。（3）工艺自动化。能够按照舱室等区域划分的特点，自动进行路分切、吊耳合理化设置、重心计算等。以管路自动化分切为例，分切处选用法兰还是套筒，选用什么规格的法兰，管加工车间的加工能力是多少，能否利用库存材等，均可以自动匹配完成。（4）出图自动化。根据分段或者区域划分的情况，能自动形成包括现场安装图、管件加工图等在内的各种施工用图。以安装图为例，图面上的各种管件信息、设备信息、安装位置尺寸等全部实现自动化标注，并将图面整理清晰、标注齐全。（物量信息统计自动化。主要包括采购物资的数据提取自动化，托盘数据提取及发放自动化等，该类信息可以按照区域划分、分段、甚至全船进行一键生成和统计。实现此项功能的前提是在设计阶段实现100%的数字建模，并且数据准确。
3.3雷达桅杆设计创新
部分特殊航线的船舶由于航行需要，要对船舶四周环境进行侦测与反馈，所以必须要保证船舶舾装雷达桅杆的设计严谨性与合理性，防止有侦测盲点的出现。船舶舾装雷达桅杆的高度经常会与航线需求产生冲突，完全在前桅杆上安装雷达上可能会造成同类型船舶强制性安装的问题，给船舶制造企业带来成本的增加，船员操作难度系数的提高；或如1700TEU（GWS）集装箱船等在即将完成舾装结构时，客户临时对船体高度提出新要求等诸多情况，所以需要根据实际情况进行优化，创新性的提出对传统雷达桅杆进行可调节高度设计，设置可折叠部分，利用液压泵控制雷达桅杆的直立或折叠，最大限度保证雷达的高度需求，降低制造安装成本。
结束语
随着经济全球化的发展，船舶企业得到了迅猛发展，为了有效地提高船舶制造企业的技术水平，应该结合传统的船舶结构设计方式，并基于现代化科技水平，实现创新的船舶结构优化设计方法，开创了模糊优化方法、遗传优化方法以及智能型优化等多种方式，促进了船舶结构设计的优化效果，实现了船舶企业的稳定发展。
参考文献
[1]刘江涛.船舶板架结构低噪声优化设计[D].哈尔滨工程大学,2019.
[2]龙周.基于代理模型的船舶结构轻量化技术研究[D].上海交通大学,2019.
[3]倪慧.船舶生产设计中典型节点的优化分析[J].中国水运(下半月),2018,18(11):1-2.
[4]高兆进.船舶结构优化设计方法及应用实践微探[J].科技创新与应用,2018(05):103-104.
[5]张超群.多学科优化方法在船舶结构设计中的应用[J].上海船舶运输科学研究所学报,2018,39(03):18-23.