知识工程应用于船舶结构的优化设计研究

知识工程在船舶结构优化设计中的应用

知识工程在船舶结构优化设计中的应用知识工程是一种将人类专家的知识、经验和智慧转化为计算机可处理的形式，以实现人工智能的一种方法和技术。

在船舶结构优化设计中，应用知识工程可以提高设计效率和精度，降低成本和风险。

本文将介绍知识工程在船舶结构优化设计中的应用。

一、知识工程在船舶结构设计中的基本概念知识工程是一种使用人工智能技术和方法将专家知识转换为计算机可处理的形式的过程。

知识工程系统由两部分组成：知识表示和推理引擎。

知识表示包括知识库、知识抽取和知识表示语言等。

推理引擎负责从已知事实中推理出新的结论或建议。

船舶结构优化设计中的知识包括船舶结构设计规范、材料力学性能、模拟与优化方法等。

二、应用知识工程实现船舶结构优化设计的步骤应用知识工程实现船舶结构优化设计，首先需要将专家知识转化为计算机可处理的形式，然后通过推理引擎进行优化设计。

具体步骤如下：1、知识获取：从船舶结构设计专家中获取设计规范、设计方法和材料性能等方面的知识，并将其转化成计算机可处理的形式。

这一步需要进行知识抽取和知识表示。

2、知识充实：将船舶结构设计专家的知识与已经积累的知识库进行比较，填补知识库中的漏洞，并对已有知识进行更新和完善。

3、知识验证：将知识库中的规范和性能参数与实际数据进行比对和验证，以确保知识库中的知识是准确的和可靠的。

4、知识应用：在推理引擎的帮助下，利用知识库中的规范、材料特性和优化算法进行船舶结构的优化设计。

推理引擎根据已知信息，运用推理的方法得到新的知识或结果。

三、成果与应用效果知识工程应用于船舶结构优化设计，具有如下优点：1、提高设计效率：优化设计所需的知识可以通过知识工程的方法进行获取和共享，从而减少重复性的工作，提高设计效率。

2、提高设计精度：知识工程可以帮助设计师考虑到各种因素和变量，从而实现更全面、更精确的设计优化，同时减少风险。

3、降低成本和风险：知识工程系统可以为船舶结构设计提供多种情况的自动仿真与优化，从而减少复杂的工艺支持和减少无用的试验，从而降低成本和风险。

基于知识的船体结构快速设计及优化

基于知识的船体结构快速设计及优化作者：张春虎来源：《科技信息·上旬刊》2017年第11期摘要：船舶设计的质量和效率是影响船舶开发周期的重要因素。

如何在确保安全的前提下，快速生成船体结构，并能实现结构快速修改与方案变换，是船舶设计师关注的主要问题。

关键词：知识；船体结构；快速设计1知识、知识型工作及知识自动化知识是人类对自然、社会和思维探索的结果总和，是人类在教育和实践中获得的认识、经验和技能。

大数据与智能时代，知识是模型化、数字化，指导人和机器学习及做事的指令集合和规则体系。

知识型工作是对知识的利用和创造，是具备知识才能完成的工作，或者有知识的人或系统完成的工作，是生产有用信息和知识的创造性脑力劳动。

彼得·德鲁克曾经把新的商业世界描绘为一个“知识社会”，在这个社会中，知识是关键资源，而知识工作者则是劳动力中的主导群体。

德鲁克认为，在未来的十年里，知识工作者中最重要的新生力量将会出现在一个新群体中，称之为“知识技工”。

这些新的知识工作者包括计算机科学家、软件设计师、实验室技术员、助理律师以及各种各样的信息提供者，比如竞争情报从业者。

这种新型的基于信息和知识的工作方式，根据麦肯锡全球研究院估计，未来会产生非常大的经济价值。

新型的知识工作者对于未来的经济发展至关重要，知识型工作在当代社会分工中亦占有压倒性的重要地位，其核心要求是完成实时分析、科学决策、精准执行的复杂任务。

关于知识自动化，业界认为主要是指知识型工作的自动化。

工业生产过程知识自动化系统是将人工智能技术、计算机技术、自动化系统技术融合来实现工业环境下自动感知、处理、计算、决策的智能系统。

工业4.0中的知识自动化，是一种可执行知识工作任务的智能软件系统。

认为平行时代的知识自动化必然是信息化、自动化、智能化、人机化等的有机融合，必须从信息物理系统（CPS）走向信息物理社会系统或社会物理信息系统（CPSS），并认为虚拟空间里的自动化之核心就是知识自动化。

知识工程应用于船舶结构设计的探讨

知识工程应用于船舶结构设计的探讨摘要：在我国社会经济水平不断提高的今天，我国各个领域发展的速度变得越来越快，在这个过程中会面临着较多的机遇和挑战。

就从目前的情况看来，船舶制造行业在我国社会发展当中占据着非常重要的地位，该行业在实际的发展运营过程中会涉及到较多的方面，其中最为重要的就是船舶结构设计，部分设计人员受到传统理念和模式的影响比较深，这样就会导致他们还在沿用传统的设计方式，进而整体的设计效果也就会受到影响。

所以，船舶制造企业要对知识工程进行合理的应用，这样才可以将船舶结构设计的科学性进行提高。

关键词：知识工程；船舶结构设计前言：通过实际调查发现，船舶结构设计过程中会涉及到较多的方面，并且在这个过程中容易受到一些因素所带来的影响，这样就会导致相关问题的出现，整体设计效果和质量就会降低。

为此，船舶制造企业要对知识工程进行充分了解和掌握，严格按照相关的要求和规定来对设计理念和方法进行不断的完善，这样才可以对设计过程中存在的问题进行有效处理，而且还能够对船舶制造行业的发展起到良好的促进作用。

一、知识工程的基本概念（一）知识工程概述就从目前的情况看来，我国整体科学技术水平得到了较大程度的提高，在这个过程中出现的各种各样的科学技术，其中研究知识信息的新兴学科之一就是知识工程，其可以将相关智能系统研发当中存在的共性问题进行提取，并且还要作为知识工程的核心部分，在此基础上可以形成指导研发智能化系统的基本工具和一般知识。

知识工程可以对产品开发过程中涉及到的知识理论进行深入研究和挖掘，在这之后还能够对这些知识进行有效的积累，并且可以为后期研发和维护当中对相关产品开发问题提供有效的参考依据，开发者可以对知识工程框架进行充分应用，进而可以对高质量产品的研发进行快速完成。

（二）知识工程的本题在通常的情况下，不同类型的船舶有着不同的功能需求，所以设计人员要对船舶类型进行充分了解，在这之后针对一条单独的船体结构模块来开展设计，同一种类型的船体内部结构有着一定的相似性特点，所以在对新船舶进行开发设计的时候可以将母船作为主要的参考依据。

基于知识工程的集装箱船结构设计及优化

需要进一步完善设计知识库，提高设计知识的准确性和完整性。
未来可以进一步研究基于人工智能的设计方法，实现更加智能化的集装箱船结构设计及优化。
07
参考文献
参考文献
总结词
集装箱船设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，如载重、稳定性、耐波性、安全性等。
详细描述
集装箱船是一种专门用于装载集装箱的船舶，其设计需要考虑到各种因素，如船舶的载重、稳定性、耐波性、安全性等。在设计过程中，需要对这些因素进行综合考虑，并利用专业的设计软件进行建模和仿真。
04
基于知识工程的集装箱船结构设计及优化效果评估
设计效果评估指标体系
稳定性
评估集装箱船的稳定性是否符合设计要求，保证船舶在装卸货物时的安全性。
抗风浪性能
评估集装箱船在风浪环境中的表现，是否具备足够的稳定性和安全性。
结构强度
评估集装箱船的结构强度是否满足规范要求和实际运营需求。
建造工艺性
05
基于知识工程的集装箱船结构设计及优化的未来趋
势与挑战
未来发展趋势与挑战
数字化技术应用
随着数字化技术的发展，基于知识工程的集装箱船结构设计及优化将更加依赖于数字建模、仿真和优化技术，提高设计效率和精度。
绿色环保要求
随着环保意识的提高，集装箱船结构设计及优化将更加注重环保和节能设计，如优化船体结构、采用清洁能源等。
06
结论与展望
研究成果总结
建立了基于知识工程的集装箱船结构设计方法，成功应用于实际
工程中。
对比传统设计方法，基于知识工程的设计方法提高了设计效率，
减少了设计错误。
基于知识工程的设计方法能够实现设计知识的积累和共享，提高

知识工程应用于船舶局部构件智能化设计研究

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品的智能化设计［，如图１所示。这些知识以各种形式存在，例如：设计图表、工程方程式、经验数９】
据、模糊的规则以及人类直觉等。判断知识工程系统是否成功，很大程度上取决于它是否能收集、表
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用户
管理
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关键词：Ｔｉｎ系统；知识工程；船舶结构；智能化设计ｒｏｂ中图分类号：Ｕ７．；Ｔ１２Ｐ９．６１９Ｐ８；Ｔ３１３９７文献标识码：Ａ
０引言
目前制造业普遍存在的问题是：工程知识缺乏有效地归纳和整理，知识与经验的重用和共享性差；
程应用于复杂零件数控编程的思想方法，开发了基于ＫＥ的船用柴油机复杂零件数控编程系Ｂ；广
州航海学校实现智能化节能与保护装置的研制，提高了整个船舶电力系统的安全性和可靠性；以及】
模型设计软件智能研究方面的型腔分析与设计＿、智能化顶出机构设计【等。作为造船业专门量身定做６Ｊ７Ｊ
船舶局部构件智能化设计方法。该方法通过知识工程技术，结合Ｔｉｏｒｎ系统内置ＴＬｂＩ、Ｍａｒ、Ｖｔｓｅ二次ｃｏｉｓｅ

船舶结构设计中的知识技术有效整合应用探讨

船舶结构设计中的知识技术有效整合应用探讨摘要：目前，船舶设计制造业存在的问题越来越多，严重制约了船舶工业的快速发展。

船舶设计知识缺乏有效的归纳整理，导致知识和经验的可重用性差。

同时，年轻的设计师缺乏对设计规范、设计标准等知识的有效支持，导致设计师在设计产品中花费更多的时间寻找和咨询书籍知识。

本文主要分析了知识技术在船舶结构设计中的应用，以供参考。

关键词：船舶；结构设计1船舶结构设计流程分析船舶是典型的少数多元化产品。

其设计过程是在时间、资金、质量和制造条件的约束下，利用一定的资源，与船东、船级社、船厂等合作，生产船舶产品数据的过程。

1.1结构设计流程船舶结构设计需要大量的时间，其中一个部件的调整会影响其他部件的调整。

在各专业领域的设计中，船体结构设计的工作量最大，已成为影响船舶设计周期的关键因素。

在船舶设计过程中，概念设计主要是为了开发新的或特殊的船舶类型。

以初步设计为报价，根据同类型或类似的船舶信息评估和性能预测，因此对于船厂设计部门来说，从事生产设计的重点是在功能设计和详细设计阶段。

船体设计部设计流程图见图1。

利用专有的示意语言和建立模型规则和技术，从外部到内部、从上到下分析分析系统，通过结构化图形描述功能之间的关系，从而可以以系统的方式表达复杂的信息系统，并且系统可以正确操作。

.大型船厂设计部门分为初步设计、功能设计、详细设计和生产设计四个阶段。

图1 大型船厂船体设计部门设计流程 IDEFO 图在初步设计阶段，应根据生产需要确定船舯剖面的主要结构构件，并绘制其他肋的横截面。

结果可作为船厂初步报价的依据。

在功能设计阶段，应考虑船舶的技术效率和结构强度。

在详细设计阶段，考虑到结构构件的组装和加工，设计人员可以在初步设计图中确定每个构件的位置和细节，并绘制详细的结构设计图。

进入生产设计阶段，设计人员结合船厂的条件和特点，考虑施工工艺、设备、施工方案、工艺要求和生产管理，在计算机上对造船全过程进行预览，设计并绘制施工图纸以及施工工艺和规程等文件。

基于知识的船体结构快速设计及优化段威威

基于知识的船体结构快速设计及优化段威威摘要：在保障安全问题的基础上，将船体结构完整化标准化的设计出来，并且在修改设计过程中也要高效快速化的，是相关船舶设计师以及相关生产设计行业的共同目标。

针对船体结构的快速设计目标，提出了基于知识工程基础上的船体结构快速的设计方法，将船体结构的基础知识还有知识工程中的基本原理以及知识工程参数化技术相接合在一起，对船体结构的设计开展分析研究，实现了三维的船体结构设计。

此文就基于知识工程基础上的船体结构快速设计以及优化方法开展分析和研讨。

关键词：船体结构设计；快速设计方法；知识工程；优化策略前言在进行船体结构设计的时候，怎么样在保证安全质量的基础条件上，还能进行船体结构的快速设计，是相关船体结构设计工作人员所关心和需要考虑的问题。

在过去传统的船体结构设计过程中，主要以数据信息为处理对象，相关船体结构设计工作人员将船体结构的船体外形造型、船体的具体数值和尺寸标注出来即可，不用结合相关专家的设计指导意见，也没有设计中心思想，也未涉及到船体结构的母型信息和相关规范等方面的内容，比较单一化，不具备标准性和科学性。

此文会针基于知识工程基础上，对船体结构的快速设计方法以及优化措施来进行分析和研讨，以确保船体结构的详细设计和生产设计在未来更好的发展。

1.知识工程相关介绍⑴知识工程介绍知识工程即为进行知识研究的新的学科，知识工程可以把智能系统中研究发现的共同的具有共性的问题进行提取，提取之后作为知识工程的主要核心点，也是对于智能化系统进行指导和研究的基础工具。

知识工程的工作内容为主要研究应该如何对产品开发中的知识进行有效挖掘开发和累积，并在挖掘开发出来后，对产品知识如何进行有效应用以及表达和维护，好在以后的工作环节中，利用产品开发出来的相关问题进行求解，实现知识循环有效使用和利用，以高效率和高质量的进行产品开发[1]。

⑵船体结构知识本体船体结构的类型种类繁多，在实际的设计当中不会根据每种不同的船型结构进行一一的具体设计，但是相同种类的船型会有类似的船体结构[2]。

知识工程应用于船舶结构的优化设计研究

11
构建结构优化设计知识库
1.采用CATIA-V5知识工程模块将结构设计知识保存在知识模板 2.采用CATIA-V5 Catlog Editor 模块对各种知识模板管理和应用
创建结构参数化模型
采用CATIA-V5建模功能
提取结构模型特征参数
1.采用CATIA-V5知识工程模块 2. 根据需要，定义参数列表对参数进行管理
知识工程应用于船舶结构的优化设计研究
1
上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海 200240 杨和振陈金峰马宁王德禹
摘要针对船舶结构优化设计变量多种约束条件的离散变量，造成结构优化的高度非线性、多峰性等问题，而且设计过程中需要设计规范和专家经验等知识支持，结合其具有很强的综合性、模糊性等特点，本文提出了基于知识工程的船舶结构优化设计方法。该方法利用知识工程与结构优化相结合，将获取的设计知识构建知识库应用于船舶结构优化设计，并通过知识工程技术实现参数化结构模型与优化数学模型的相互转化，降低结构优化设计对用户知识水平的要求。水密横舱壁结构的优化设计算例表明：满足约束要求的情况下，其结构重量在优化后比优化前降低了，保证结构性能合理的同时实现重量最轻的目标，为设计经验少的设计者提供了一种结构设计的捷径，降低优化设计过程对知识和经验的依赖。关键词：知识工程
船舶结构优化知识库模拟退火算法
0 引言船舶结构优化设计是一个涉及多个设计变量、多种类型和多种约束条件的复杂过程，造成优化设计的高度非线性、多峰性等特点，解决问题的关键是提高离散型变量的有效性。针对船舶结构设计具有很强的综合性、经验性、模糊性等特点，将结构工程特点、现代数学优化理论以及计算机技术结合起来应用于船舶结构设计有着广阔的前景。国外把研究的重点放在优化算法的开发上，而忽略了对设计过程中积累的设计规范、设计数据和专家经验等知识的应用，若通过知识工程(Knowledge-based Engineering, KBE)技术实现知识应用于结构优化设计过程中，减少结构优化计算量和降低优化设计对用户知识和经验的要求，促进结构设计能力的提高。蒋如宏等人[2]采用多目标模糊优化设计方法结合多种船舶主尺度方案选择出合适的方案；柳存根等人[3]在遗传算法机理的基础上提出遗传进化算法，提高优化算法寻求最优解效率；La Rocca 等人[4]将知识工程技术应用于飞机结构的多学科设计优化分析过程中； Curran 等人[5]提出以知识工程基础的框架下的多学科工程知识的融合，对现有结构优化算法进行改进并应用于当前工程设计过程；Zhou 等人[6]提出知识工程为基础的遗传优化算法，实现经验等知识应用于全局数值优化过程中；Jie 等人[7]提出知识工程结合粒子群智能优化算法；Hu 等人[8]提出将知识工程技术结合稳健性最优化应用于金属成型领域。尽管知识工程在飞机、模具等领域的结构优化设计中有了很大的发展，而知识工程技术在船舶优化设计研究相对较少，侧面反映亟待合适的工具实现将知识、经验性数据应用于船舶优化设计过程。本文提出了知识工程应用于船舶结构优化设计方法，将获取的设计知识构建知识库应用于船舶结构初始设计参数和优化后设计方案的选择，通过知识工程技术实现参数化结构与优化数学模型的相互转化，并满足设计规范、工艺性和型材稳定性等约束，水密横舱壁结构优化算

知识工程在船舶结构优化设计中的应用

知识工程在船舶结构优化设计中的应用作者：李记顺张永亮侯立军来源：《农家科技下旬刊》2014年第02期摘要：知识工程在船舶设计制造中的应用，有利于提高船舶生产制造企业在船舶设计制造中的竞争和创新能力，具有积极作用和意义。

本文将结合船舶设计制造流程与知识工程在船舶设计制造中的作用优势，对其在船舶结构优化设计中的具体应用进行分析研究。

关键词：知识工程；船舶；设计制造；竞争力；结构；优化设计；应用；分析随着船舶制造行业的不断提升发展，船舶设计制造中对于设计制造质量越来越重视。

将知识工程原理应用于船舶设计制造中，能够有效缩短船舶设计制造的周期和时间，提高船舶设计制造质量，具有积极作用和意义。

其中，对于船舶的设计制造来讲，船舶结构的优化设计由于过程相对复杂，并且包含的设计变量以及影响因素比较多，因此，导致船舶结构优化设计本身具有比较突出的非线性与多峰性设计特征，针对这一情况特征，在进行船舶结构的优化设计中，只有通过对于船舶结构优化设计中离散型变量有效性进行提升，以实现船舶结构的优化设计，保证船舶设计制造质量。

一、知识工程在船舶设计制造中的应用分析1.船舶设计制造中知识工程应用研究概述知识工程本身是一种通过知识继承以及繁衍、集成、管理等手段，进行各个领域异构知识系统以及多种描述形式知识集成的分布式开放设计环境，实现面向工程开发全过程，将市场竞争力提升作为目标，以进行具有创新能力的工程设计的技术方式。

随着船舶设计制造技术的提升以及船舶制造行业市场竞争的越来越激烈，进行知识工程的应用以实现船舶设计制造质量的提升和市场竞争能力的提高，成为船舶制造企业共同关注的内容问题。

目前，对于知识工程在船舶设计制造中的应用研究，不仅取得了一定的发展，并且其内容相对较多。

比如，在对于军用舰船的设计制造中，就有人对于军舰设计制造资料与信息转化成为设计制造所需要的知识经验的研究，最终在军舰设计制造中起到了很好的指导与控制作用和意义；还比如，还有在对于知识工程进行船舶设计制造应用研究中，通过知识工程技术与理论的应用，实现船舶建模系统以及船舶知识建模系统的构建，与船舶设计制造中的资料信息进行相互交换，以知识方法进行船舶结构的分析，结合知识结构体系对于相关设计基准进行确定，以用于船舶设计制造，在很大程度上提高了船舶设计制造的质量效率，对于船舶设计制造具有较为突出的指导作用和意义。

船舶结构优化设计与应用研究国外现状

船舶结构优化设计与应用研究国外现状国外在船舶结构优化设计与应用方面的研究取得了显著进展。

本文将从船舶结构优化设计的方法和技术、船舶结构优化在船舶设计中的应用以及一些典型案例进行综述。

首先，船舶结构优化设计的方法和技术方面，国外学者提出了许多创新的方法和技术。

其中，常用的方法包括多目标优化算法、遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。

这些方法可以对船舶结构进行全面、综合的优化，提高了船舶的性能和效率。

此外，还有一些新兴的技术如人工神经网络、模糊逻辑和支持向量机等也被应用于船舶结构优化中，为船舶结构设计提供了更多的可能性。

其次，船舶结构优化在船舶设计中的应用也越来越广泛。

船舶结构优化可以针对不同的目标进行设计，如提高船舶的航行性能、减少油耗、提高载重能力、减少噪音和振动等。

此外，船舶结构优化还可以考虑不同的约束条件，如强度、刚度、稳定性和可靠性等。

通过优化设计，可以使船舶结构满足各种要求，并在保证安全的前提下提高船舶的竞争力。

最后，本文将介绍一些典型的船舶结构优化设计案例。

首先，有一些研究针对船舶船体结构进行优化设计，以提高船舶的航行性能。

例如，通过优化船体形状，减小阻力和波浪阻力，改善航行稳定性。

其次，一些研究还着重考虑船舶结构的轻量化设计，以减少船舶自重，提高载重能力和燃油效率。

再次，还有一些研究致力于优化船舶结构材料的选择和布局，以提高船舶的强度和刚度，并减少施工和维修成本。

综上所述，国外在船舶结构优化设计与应用方面已取得了显著的研究成果。

未来，可以进一步深化研究，开发更高效、更可靠的优化设计方法和技术。

同时，还需加强理论研究与实际应用的结合，提高船舶结构优化在船舶设计中的实用性和可操作性。

希望这些研究成果能够为我国船舶结构优化设计与应用提供借鉴和参考。

基于知识的船体结构快速设计及优化

基于知识的船体结构快速设计及优化摘要：随着船体结构设计的快速发展，越来越多的企业开始考虑如何才能在确保设计结构安全的前提下，快速设计出完美的船体结构，并可以在后期快速修改船体。

针对这个问题，本文以知识的船体结构设计的概念为依据，将工程的基本原理与数字化技术相结合，对船体的结构设计进行了深入的研究，为实现船体结构的快速三维优化奠定了扎实的基础。

在设计船体结构的位置时，必须通过科学合理的参数设定来确定具体的方位，另外，构件船体的尺寸必须通过NURBS函数设值来获得，这是为了对船体的结构设计采用量子行为遗传算法进行不断的优化。

本文研究表明，这种方法可以有效地将设计的知识与结构知识的本体相融合，不仅有利于对设计知识的再利用，还方便设计师可以对设计的结果及时进行自动检查。

关键词：船体结构；知识工程，快速设计；参数化引言如今，知识工程体系在机械行业已经取得了巨大的研究成果，而在船舶行业中，因为船体设计的复杂性，所以我们对知识工程体系的研究在这方面还处于初期阶段。

船体设计的质量和工作效率是直接影响开发时间的重要因素，传统的船体结构设计是一种交互的绘图过程，它仅仅只是将图形设计初步运用到了数字化中，但是整个设计过程并不包括设计的思想、经验等系统的知识，因此，它十分不便于对设计师后期对模型的检查。

对于这个问题，有学者开始研究将设计方法、经验结合到设计的具体过程中，让设计师只用输入少量的参数要求，系统就能根据相关的知识快速开发出一款高质量的设计新模型。

我们在前辈的研究成果上，继续引入船体结构的知识本体定义，将知识的基本原理与参数化的技术结合，建立了一套属于我们自己的结构设计的知识库，并实现了船体结构设计的最终优化。

一、知识工程和本体的定义1.知识工程知识工程是研究知识体系的一门新兴的学科，它是将系统研发中的具体问题作为知识工程的核心提出来，让其成为指导研发的一种基本工具。

它的本质是研究如何才能快速积累产品研发中的知识，并对它们进行应用方面的维护，之后用产品研发的相关问题来主动求解。

船舶结构设计及优化技术研究

船舶结构设计及优化技术研究船舶是一种重要的水上交通工具，特别是跨国海运，成为全球贸易的重要推动力。

船舶结构设计是船舶建造的重要环节，其质量直接影响着船舶的性能和寿命。

本文将介绍船舶结构设计的一些优化技术及其研究进展。

船舶结构设计的基本原理船舶结构设计的基本原理是实现船舶航行时所需要的刚度、强度和稳定性要求。

刚度主要指船体的固有强度，对抗外界扰动的作用；强度是指船体承受外界各种荷载和环境因素时的稳定承载能力；稳定性是指保证船体平衡、稳定和安全的能力。

通过钢材、船板、船艏、船尾等船体结构的设计、加工和组装来实现这些功能性要求。

船舶结构设计的优化技术随着现代科技的不断发展，船舶结构设计的优化技术也在不断提高。

船舶结构设计的优化关注的是船体的结构优化和轻量化，减少燃油消耗和大幅度提高载重量。

下面是船舶结构设计的几种优化技术：1. 轻量化技术轻量化就是在保证船舶结构强度、稳定性和安全性的前提下，尽量减轻船舶自重。

这样能够减少燃油消耗，提高船舶载重能力。

常用的轻量化技术有以下几种：（1）船体的整体轻量化船体整体轻量化主要是通过选择材料、结构设计和制造工艺等方面做出改进，达到减轻整个船体的自重。

（2）减少船舶各部分的重量船体在建造过程中，细节部分的重量往往会比较重。

通过改进小部分细节结构，可以积少成多，减轻整个船体的自重。

（3）增加轻质材料船体使用轻质材料能够增加强度、减轻重量，例如采用陶瓷、塑料等材料替代传统重量较大的金属材料。

2. 结构优化技术结构优化主要是通过优化结构设计来实现减少结构重量、提高船舶载重能力和抗风浪性能等要求。

这方面的技术进展主要体现在以下几个方面：（1）仿生设计仿生设计是将自然界中某些生物结构的优良特性运用到船舶结构设计中。

如鲨鱼皮肤的纹路等，能够降低水阻、提高船速。

（2）结构拓扑优化结构拓扑优化是基于数值分析方法对船舶结构零件进行逐步优化，通过改进结构的形状大小约束及增加约束以减少结构重量。

知识工程在船舶结构优化设计中的应用

知识工程在船舶结构优化设计中的应用陈金峰;杨和振;蒋如宏;马宁【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(034)003【摘要】针对船舶结构设计变量是涉及多种设计和约束条件的离散变量,造成结构优化的高度非线性、多峰性等问题,而且设计过程中需要设计规范和专家经验等知识支持,结合其具有很强的综合性、模糊性等特点,提出了基于知识工程的船舶结构优化设计方法.该方法利用知识工程与结构优化相结合,将获取的设计知识构建知识库应用于船舶结构优化设计,并通过知识工程技术实现参数化结构模型与优化数学模型的相互转化,降低结构优化设计对用户知识水平的要求.水密横舱壁结构的优化设计算例表明,满足约束要求的情况下,其结构重量在优化后比优化前降低了,保证了结构性能合理的同时实现重量最轻的目标；将结构参数化模型和数学优化模型结合在一起,为设计经验少的设计者提供了一种结构设计的捷径；实现了从不同资源中获取知识并应用于优化设计过程,促进设计能力的提高,降低优化设计过程对知识和经验的依赖.【总页数】6页(P59-64)【作者】陈金峰;杨和振;蒋如宏;马宁【作者单位】上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240;中国船级社青岛分社,山东青岛266071;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U663.4【相关文献】1.船舶结构优化设计方法及应用实践微探 [J], 高兆进2.全局优化算法在船舶结构优化设计中的应用 [J], 冯新伟;毕长飞3.船舶结构优化设计方法及应用 [J], 陆鲲鹏4.关于船舶结构优化设计的若干思考 [J], 刘博斌5.船舶结构优化设计方法及应用实践 [J], 彭炎武;李永彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

船舶结构优化设计方法及应用实践宋伟伟

船舶结构优化设计方法及应用实践宋伟伟发布时间：2021-11-03T04:16:56.653Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：宋伟伟[导读] 在设计过程中还应该确保船舶结构满足重量和目标要求，使船舶各个环节的结构设计能够和船舶主体完美融合起来。

福建船政交通职业学院福建省福州市 350007摘要：科学技术的快速发展为船舶建造行业带来发展机遇的同时，也让其面临着前所未有的挑战，对船舶建造质量提出了更高的要求。

为了能够最大限度保障船舶建造质量，提高船舶建造效率，就需要使用科学合理的方法，这样一来也能够解决众多船舶建造厂商所面临的问题。

船舶结构作为影响整个船舶质量的关键因素，因此，需要科学优化船舶结构设计方法，最大限度保障船舶结构与建设要求一致。

鉴于此，本文就船舶结构优化设计方法及应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：船舶结构；优化设计；船舶制造1.船舶结构优化设计的意义计算机技术的出现加速了各个行业的发展，在船舶制造行业中，计算机技术的应用主要体现在船舶结构设计上，船舶结构设计必须严格遵循安全性和便捷性原则，在此基础之上，为了追求更好的经济效益进行优化设计。

船舶结构设计主要包含了船舶的大小和外形等方面的内容，同时，在设计过程中还应该确保船舶结构满足重量和目标要求，使船舶各个环节的结构设计能够和船舶主体完美融合起来。

2.船舶结构经典优化设计方式2.1准则优化设计方式船舶结构设计优化主要用到的是准则法，也就是根据工程设计经验以及力学知识建立优化设计方案，这种优化设计方法和各类约束限制条件要求一致，设计工作的开展需要选用最合适的准则法。

该方法的优势在于：在实际落实船舶结构设计工作的过程中，物理层作用非常明确，有利于顺利开展分析工作，而且计算过程也相对简单。

同时，在具体计算中，很少涉及结构分析，收敛速度也相对较快，在最初使用船舶结构的时候，该方法也得到了相应的应用。

使用这种方法的缺点在于：无法保证计算结果的最优化，很难对收敛性进行验证。

船舶结构工程力学分析与优化研究

船舶结构工程力学分析与优化研究船舶结构工程力学分析与优化研究是船舶设计与制造领域中的重要课题。

随着航运业的发展和技术的进步，人们对船舶结构工程力学的研究需求也越来越高。

本文将从船舶结构工程力学的概念、分析方法以及优化研究等方面展开讨论。

一、船舶结构工程力学的概念船舶结构工程力学是研究船舶结构在航行和使用过程中所受到的力学行为及其影响的学科。

它主要包括船舶结构的静力学、动力学和疲劳等方面的研究。

船舶结构工程力学的研究对象是船舶的各个结构部件，如船体、甲板、舱壁等，以及它们之间的相互作用。

二、船舶结构工程力学的分析方法船舶结构工程力学的分析方法包括理论分析和数值模拟两种。

理论分析是基于力学原理和假设，通过建立数学模型来推导船舶结构的力学性能。

数值模拟则是利用计算机技术，通过建立有限元模型来模拟船舶结构的力学行为。

这两种方法各有优劣，可以相互补充。

在船舶结构工程力学的分析过程中，常常需要考虑船舶在不同工况下的受力情况，如静态荷载、动态荷载以及海浪、风力等外界环境因素的影响。

同时，还需要考虑船舶结构的材料特性、几何形状以及连接方式等因素对力学性能的影响。

三、船舶结构工程力学的优化研究船舶结构工程力学的优化研究是为了提高船舶结构的强度、刚度和稳定性等性能指标。

优化研究的目标是在满足船舶设计要求的前提下，尽可能减少船舶的自重和能耗，并提高船舶的航行性能和安全性。

船舶结构工程力学的优化研究可以从多个方面展开，如结构形状的优化、材料的选用和连接方式的改进等。

在结构形状的优化中，可以通过改变船舶的外形参数和结构布置来减少船舶的阻力和波浪激励力。

在材料的选用方面，可以通过研究不同材料的力学性能和成本等指标来选择最合适的材料。

在连接方式的改进中，可以通过改变连接件的形状和材料来提高连接件的强度和刚度。

船舶结构工程力学的优化研究不仅可以提高船舶的性能，还可以降低船舶的制造成本和维修成本。

同时，它也对船舶的环境保护和可持续发展具有重要意义。

知识工程应用于船舶构件的设计研究

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知识工程在船舶结构优化设计中的应用

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关键词：知识工程；舶结构优化；识库；拟退火算法船知模
中图分类号：Ｕ６．６３４文献标识码：Ａ
文章编号：１７－６９２１）３０５－６ｄｉ１．４４ｊｉｎ１７－６９２１．３Ｏ２６２７４（０２０－０９０ｏ：０３０／．ｓ．６２７４．０２Ｏ．１ｓ
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船舶结构优化设计中的研究与应用

船舶结构优化设计中的研究与应用随着航运业的发展，船舶的结构优化设计日益成为重要的研究领域。

结构优化是一种利用现代计算机技术，分析船舶结构受外力载荷、自重等因素作用下的应力和变形，进而优化船舶结构的设计，以提高船舶的安全性、航行性能和舒适性的方法。

船舶结构优化设计的研究与应用可以从以下几个方面来探讨。

一、优化设计方法的研究在船舶结构优化设计中，优化方法是关键因素之一。

针对不同的船型和应用条件，研究人员常常采用不同的方法进行优化，如基于差分进化算法、遗传算法、粒子群算法等。

这些算法通过计算机程序模拟船舶结构的受力情况，自动寻找最优的设计结果，从而减小设计时间和成本，提高设计效率和准确性。

同时，优化方法的研究也包括了如何对目标函数进行定义和优化变量的选择等问题。

针对船舶结构的复杂性和多变性，研究人员不断探索适合船舶结构的目标函数和优化变量，并运用不同的方法进行计算和分析。

二、结构材料的研究船舶的结构材料是优化设计的重要因素之一。

结构材料的选择直接影响到船舶的重量、强度、刚度和耐久性等方面的性能，因此需要进行严格的材料选择。

研究人员采用不同的方法来确定船舶的结构材料，如考虑到船舶的使用寿命、应力水平、环境条件和成本等因素，寻求最优的结构材料。

同时，船舶结构材料的研究也包括了如何减小船舶重量，提高载货量和航行稳定性等问题。

三、结构形式的研究船舶的结构形式是优化设计的另一个重要因素。

不同的结构形式会影响到船舶的航行性能、气动性能和造型等方面的性能。

因此，针对不同的船型和使用条件，研究人员需要进行相应的船舶形式优化。

例如，对于大型散货船而言，由于其船体船宽较宽，需要采用特殊的船型，如波浪型船型等来降低波浪阻力；对于液化天然气船而言，则需要采用特殊的双船壳结构以提高船体强度和安全性能。

四、船舶结构优化设计的应用船舶结构优化设计的应用是优化设计的关键。

船舶的优化设计结果应该能够应用到船舶设计、制造、试航和服务等不同阶段。

知识工程在船舶结构优化设计中的应用

知识工程在船舶结构优化设计中的应用作者：王璞钊张兵来源：《环球市场》2019年第02期摘要：船舶结构设计变量是一种涵盖了多项制约因素和设计的离散变量，进一步引发了结构优化的多峰性、高度非线性等问题，在进行设计时必须由相关的专业人士进行协助，并严格遵守国家规定的设计规章规范，正是因为其模糊性、综合性等特点较强，所以有关人士研发出把知识工程应用于船舶结构优化设计中，以此实现强化数学模型和参数化结构间的转变。

本文针对知识工程在船舶结构优化设计中的应用进行深入分析和研究，提出一些看法，希望可以给有需人士提供参考。

关键词：知识工程;船舶结构;优化设计船舶结构优化设计的过程是非常复杂繁琐的，其会涉及到多项设计变量、类型非常多、制约因素也很多的问题，导致其具备多峰性、高度非线性等特点，如果科学提升离散型变量的有效性是当前需要重点关注和解决的问题。

例如经验性、全面性、模糊性等等都是船舶结构设计的特点，因此在进行船舶结构优化设计时，把计算机技术、现代数学优化理论和结构工程特点进行有机整合并应用，是一件非常有意义和价值的事情，应用前景非常宽泛。

目前其他国家的研究重点是研发更好的算法，但是没有重视结合应用在设计过程中积累下来的专业人士经验、设计数据以及设计规范等专业知识，想要实现在结构优化设计时运用有关知识就可以采取知识工程（Knowledge-based Engineering，KBE）技术来完成，其可以把结构优化计算量缩减，还可以把优化设计对用户的知识、经验要求降低，进一步提升结构设计能力目前在关于把知识工程应用于模具、飞机等领域的结构优化设计中有了良好发展，但是关于研究应用于船舶优化设计中的缺很少，这就需要有關人士进行积极探索和发现。

一、知识工程在船舶设计制造中的应用分析（一）船舶设计制造中知识工程应用研究概述通过继承、衍生、整合、管理知识等手段，经过多个领域异构知识系统、多种表达方式知识集成的分布式开放设计环境就形成了知识工程，其目标就是不断提高市场竞争力，这就需要寻找更多具备创新能力的工程设计技术方法。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。