船舶优化设计范文

船舶优化设计范文第1篇

【关键词】船舶设计；模型；多学科；研究

全球制造业随着经济社会的发展，对我国的国民经济也得到了迅速的提升与发展。因此我国的造船业也迎来了比较适宜的发展契机，但是我国虽然是造船大国，但是却进入不了造船强国的行列。所以再这种背景之下，我国的造船工业急需创新与发展，但是面对技术密度高且周期又长的船舶设计工程，学习与借鉴分析国际上的先进方法与理论，深入了解其特点，优化设计方法，无论是有效控制周期、还是节省成本或提高设计质量而言，都是相关行业人员非常重要的任务。

一、船舶多学科优化设计的特点

（一）问题具有综合性特点

船舶本身就是一个复杂的综合物体，所以对其进行设计其方案也必定拥有较为复杂的综合性特点，这些问题包含了流体静力学、水动力以及结构等多方面的知识。只有把这些学科高度优化与融合在一起，才能完整的设计船舶，因此，对于船舶的设计而言，其设计问题是具有综合性的特点的。

（二）设计问题具有矛盾性特点

设计问题的矛盾主要存在于船舶的各项技术之间，这包括安全性与经济性特征。这就相当于对船舶的设计设置了一个矛盾点。又比如，在排水量一定的情况下船舶的载重量与航速及航程之矛盾，阻力与效率之间的矛盾，船舶操纵的稳定性与灵活性之间的矛盾等。因此在确定设计方案的时候，调整某一项设计因素，就会牵扯到别的因素，这就要做出合理的取舍，综合与全局考虑，才能使得整个设计方案呈最优化状态。

（三）各学科关系之间具有复杂性特征

船舶设计牵扯到的学科是方方面面的，因此随着设计者对船舶设计的不断深入，矛盾就会下显现，但是修改这些矛盾点，不是通过对某种学科的改变就能够改变的，多学科之间有着复杂的联系与分工，其耦合关系具有一定的复杂性特征。

二、船舶多学科优化设计建模分析

（一）设计初级阶段引入MDO

船舶设计的过程是复杂的，是逐步进行的，因此其设计过程也需要适应一种方法。因为其包括了初步构想、初级设计与完善设计几个方面，所以在不同的设计阶段设计知识和自由度也会呈现出不同的变化趋势。如下图（1）所示：

船舶设计的不同阶段对应相应的设计知识积设计自由度，设计阶段越靠后需要的设计知识越多，而设计的自由度却越低。由此也可以看出，传统的设计方法与概念以及相对应的周期也是比较短的，因此其是不能获得足够的知识的，这样一来就不利于设计工作的进行。因此为了获得最优的方案，就需要在设计初期考虑多学科因素，从船型、结构与推荐等方面得出变量关系。

（二）船舶的总体设计及学科划分析

总体设计是一项非常重要的工作，其综合性强，设计面也比较广，对船舶设计的总体质量保障也是相当重要的前提。一般来其包含了几个方面：1、船型的特征与布置构；2、尺度的考量与选择；3、技术性能的分析与估算；4、其他犹如法律法规的问题。

这些内容都是总体设计阶段需要着重考虑的问题，需要综合性考虑，且其中也包含了以下结果领域：船型、重量、船舱容量、速度与稳定性、操纵的灵活性、结构与经济性等。因此对不同类型的船舶进行多学科优化设计的时候，需要选择与其相适应的经验公式与统计公式模型。

（三）重量学科的模型分析

重量模型分析主要是为了使船舶的浮力与重力达到一个平衡的标准，让其准确的漂浮在吃水线上面。因此，如果重量计算的误差过大，船舶的下沉就会比较深，这样就会影响船舶的使用性能。所以正确的设计中心的位置，确定浮性与稳定性、耐波性与强度等因素。船舶的重心估算式如下：

（四）船舱容量学科分析

船舶的重量是基础，但是船舶的容量（舱容）也是比较重要的一部分，这是使用面积，包含了甲板面积，是用来转载货物与油水的空间。其是一项重要的使用性能，因为一旦舱容不够，就会影响使用效果，反之又容易造成浪费。因此在设计阶段，根据船舶的尺度，通过合理的重量与尺度比例计算出合理的容积，用以满足船舶运行的要求是非常具有必要性的。

（五）速度学科分析

快速性与经济性联系非常大，其实根据在一定的基础上，根据主机的功率来定的。而影响船舶航行速度的因素，无论是阻力还是排水量都需要科学的验证，船舶的总阻力取决于排水量、与尺度比等需要因素。另外，从推进方面来看，主要是螺旋桨的推进方式，螺旋桨的效率和符合系数有着直接的关联。因此从设计的角度来说，解决这些问题，主要在于如何选择适合的尺度由于主机功率，另外优化船型减少阻力也需要考虑。

（六）稳定学科分析

船舶的设计稳定性分为两部分，分别是初稳性与大倾角稳定性。其中影响因素包括船舶中心的高度，水线面系数以及型宽等。另外其还与干弦、上层建筑以及进水口的位置及受风面有着联系。因此，出于安全考虑，需要确定适宜的初稳性高下限值。初稳性高的近似估算值公式如下：

（七）耐波性学科分析

船舶的耐波性的好与差直接关系到船舶的使用性能与安全性能，在如今其已近成为衡量船舶性能的重要标准之一，通常在国际上也是通过耐波性来评判一艘船舶的质量。耐波性的学科分析模型如下：

（八）操纵性学科分析

传统的设计中，船型主要是根据尺度与快速性与稳性等方面的要求来决定的，其甚少考虑操纵性的要求。但是这并不代表其不重要。它也包含了三项内容：航向稳定性、回转性与转首性。因此在船舶设计的初级阶段，如果想使船舶具有最优的操纵性能，就必须要建立，操纵指标与其它参数之间的关系，航向稳定性的公式如下：

回转性的公式如下：

（九）经济学科分析

一搜船舶的设计必须要满足多学科的共同需求，最大限度的使用。然而现在公认的破坏船舶主要干扰因素是经济性。即在确定技术要素的同时，必须考虑经济性的因素。通俗来讲就是，在保障船舶航行安全的状态下，估算造价。整船估计具体公式如下：

经济学科分析模型如下：

三、结束语

船舶设计是一项非常复杂的系统工程，其周期长、学科多以及耦合关系复杂等，因此决定了学科分析需要采用精度更高的方法，然后利用响应面近似模型技术来完成整个设计优化过程。如今，多学科设计的优化方法已经被飞机甚至是导弹行业所应用，并且也取得了良好的设计结果。由此可以看得出来其是一项非常科学的、行之有效的方法。鉴于此，本文针对船舶多学科设计的优化建模研究，只是对船舶总体多学科设计工作的一个开始，希望经过船舶设计及制造业从业人员的不断努力，我国的船舶设计水平能够达到一个较高的水平，是我国快速迈向造船强国行列。

参考文献

船舶优化设计范文第2篇

【关键词】 长江口船舶定线制；船舶交通流；优化设计；上海港；绕航

0 引 言

近年来，随着长江“黄金水道”沿岸经济带的高速发展，以上海港为龙头的长江沿岸港口货物吞吐量增长较快，进出长江的船舶与南北大通道的船舶在长江口水域产生大量的交叉和汇聚，船舶航迹分布复杂，船舶交通流之间冲突点多。尤其是从中浚高潮前5 h开始，大量外籍船舶按照引航计划起锚进入长江口，其驾驶员与南北大通道航行船舶驾驶员之间语言沟通不畅，导致一些迟来的船舶“抢”计划、“抢”位置，从而造成船舶间避让不协调，船舶交通流之间冲突强度大。本文对2008年版长江口船舶定线制未能解决的问题进行分析，力求降低各船舶交通流之间的冲突强度和等级，避免出现外籍船舶起锚后进入长江口与南北大通道船舶直角交会的局面，以缓解现有长江口水域通航安全压力，降低该水域通航风险，为海事管理部门决策提供建议和理论依据。

1 长江口船舶定线制概况

长江口地处我国南北海岸线中部的长江黄金水道与沿海南北大通道的交汇处，自2002年9月1日起，长江口开始实施船舶定线制，由3个圆形警戒区、11个通航分道和11条分隔线组成。而后海事管理部门根据实际运行效果对该水域进行优化，将原先3个警戒区简化为A、B两个警戒区，简化通航分道并调整相关灯浮和锚地分布。2008年6月1日起施行的新版本长江口船舶定线制见图1。

2 长江口船舶定线制拟解决的问题

2.1 长江口警戒区存在安全风险

2008年版长江口船舶定线制在2002年版的基础上作了简化，并很好地对接了长江口深水航道治理三期工程，对梳理船舶交通流有着较为理想的效果。[1] 但是，当南北大通道的船舶与东西向的船舶因下列3种情况积聚时，其间的交通流冲突并没有得到解决。

（1）在正常天气条件下，中浚高潮前5 h左右，长江口水域开始初涨，大批船舶开始从海上或锚地起锚驶进引航作业区水域或进入通航分道、警戒区，然后分别从长江口深水航道、南槽航段进入，直至中浚高潮时结束。

（2）因风、雾等恶劣天气导致上海港南北槽封航，待天气和能见度好转、船舶交通管理系统（VTS）解除禁令后，此时耽搁的船舶必然鱼贯而入，从而导致船舶积聚。

（3）因特殊船舶进出、发生船舶故障、海事和军事演习等导致临时交通管制，待管制结束后出现船舶交通流积聚情况。

当船舶交通流积聚时，大量外籍船舶与南北大通道上的本国船舶密集交汇且沟通不畅，导致避让难度加大，存在重大安全隐患。排队等待进长江口上引航员的外籍船舶与南北大通道上的船舶之间交通流冲突见图2。

2.2 船舶交通流复杂

根据对A警戒区内交通流量长期观察结果，该区域船舶交通流较为复杂，主要有以下几个情形：大型船舶进出长江口深水航道、采用我国沿海南北习惯航线、出港的小型船舶在A警戒区附近转向北上、从长江口1号锚地起锚驶往南北槽进港等。

按照常规，D3通航分道沿南北方向的延长线为管制线，也就是说船舶在进入管制线以前都是根据自身计划（其中交管时间期间按交管批复时间）安排进入长江口的。那么，在长江口初涨或临时管制解封后，进入长江口的船舶分别从A、C1通航分道汇聚至长江口A警戒区（见图3），其中不乏有大型重载船舶和大型超宽船舶。由于长江口灯船至D3通航分道水域过于狭小，造成很多船舶间来不及沟通便已经汇聚至报告线水域的尴尬，往往还会出现按照计划原本应该优先进入长江口的船舶却被堵在后面的情况。

2.3 长江口锚地容量不足

由于长江口现有锚地无法满足进出上海港船舶锚泊的需要，经常会有船舶锚泊于长江口锚地边线以外，甚至侵占A通航分道。

3 优化方案设计

3.1 优化方案的主要原则

3.1.1 安全第一

海上航行安全最为重要，航道规划应充分满足通航的安全性，以适应港口未来发展的需要。

3.1.2 兼顾经济、环保效益

在确保通航安全的情况下，航道规划应充分考虑航运企业的经济效益，减少不必要的经济支出；同时不能对海上环境构成威胁，确保海上环境不因航道规划而遭受破坏，以促进海上交通和谐。

3.1.3 充分考虑航海习惯

长江口是大型船舶进入长江的唯一入口，中外船舶汇聚于此，对于长江口船舶定线制而言，最终的受用者是广大国际海员。因此，在制定优化方案时需要充分尊重国际海员的航海习惯，同时充分考虑优化后通航分道与原有航道之间的延续性，尽可能少作改动，以便于航经此水域的驾（引）人员掌握、理解和执行。

3.2 优化方案调整的主要内容

从缓解既定方案的突出矛盾、提高通航安全性、兼顾航运企业经济效益和海上环保效益及优化方案实用性等角度出发，充分征询有经常航行于长江口水域经历的船长、引航员的意见，建议性地描绘出长江口船舶定线制优化方案（见图4），其主要内容如下：

（1）取消原有C1和C2通航分道。

（2）将A通航分道向正东方向延长20 n mile，并相应增加C警戒区和C1、C2、C3通航分道。

（3）将B通航分道向正东方向延长20 n mile，并相应更名为B2通航分道；相应增加D警戒区和D1、D2通航分道，并保留B警戒区和原有C3通航分道。

（4）将长江口1号锚地向正东方向延展并扩充为长江口1号锚地和2号锚地，将原有长江口2号锚地向正东方向延展并扩充为长江口3号锚地和4号锚地，深水航道D5灯浮正北面的锚地维持原状不变。

（5）A警戒区与B警戒区之间及A警戒区北侧水域实施限制性通航，即航行于北槽及江苏、浙江附近口岸的船舶可以使用该限制性分道，但必须提前报备，谨慎驾驶，同时现场必须征得VTS同意。

（6）其余相应增加相关灯浮和虚拟浮标。

4 优化方案总体评价及说明

4.1 安全性评价

李松等[2]提出两艘或多艘船舶在一定的时间和空间上彼此接近到一定程度时，若不改变其运动状态，就有发生碰撞的危险，这种现象称为水上交通冲突，同时引入“交通冲突技术”对水上交通冲突的发生过程及其严重性进行定量测量和判别，并应用于安全评价和预测。评价警戒区交通冲突严重性的4个指标分别是冲突点数量、冲突区域的复杂性、冲突出现频率和冲突等级。本文以北槽与南槽水域作为比较单元，按照以上4个指标对船舶定线制优化前后两个水域的警戒区冲突情况对比作简要评价（见表1）。[3]

由表1可知，船舶定线制优化以后，北槽水域警戒区外移，避让余地更大，对缓解在锚地起锚进入引航作业区的船舶与南北大通道上的船舶之间水上交通冲突作用明显，水域安全性将会明显提高；南槽水域虽然“多”出一个警戒区，冲突点数量有所增加，但优化方案会分隔一部分船舶流，减小局部水域船舶密度，使船舶冲突强度和等级均有所下降，水域安全性将会有所提高。[4]

4.2 兼顾经济效益

南北大通道整体向东“搬迁”，将会大大提高该水域的安全性，从而减少航经此地的船舶因航行安全引发的经济损失，但同时会使得部分船舶产生一定程度的绕航，增加绕航船舶的经济负担，尤其是从上海港至江苏、浙江附近港口的船舶绕航明显。

在提高船舶通航安全性的基础上，设计方案充分考虑航经该水域船舶的经济效益，减少不必要的绕航，保留B2通航分道，对南槽出口南下的船舶以及浙江沿岸北上由南槽进口的船舶均不会造成影响。同时，保留A警戒区北侧水域、A警戒区与B警戒区之间的限制性通航，减少船舶在北槽水域和浙江附近港口之间的绕航。

4.3 兼顾社会和环保效益

船舶主机在额定功率的60%以下运行时，将会造成柴油机气缸内柴油燃烧不良，运转效率下降、滑油消耗率增加，使燃烧室部件、排气系统和增压系统产生严重的燃气污染。因此，优化方案实施以后将大大提高长江口水域船舶运转的通畅度，减少主机换挡、停复主机及低速航行的次数，减少主机内柴油不充分燃烧及其产生的污染气体排放。

4.4 尊重航海习惯

长江口船舶定线制优化方案是在现有基础上将南北大通道整体向正东方向“搬迁”20 n mile，尽可能地少作改动，以便于航经此水域的国际船舶海员对“新”方案的理解和适应。

5 结 语

长江口是整个长江航道系统的咽喉，是长江深水航道和南槽航道的重要组成部分。本方案从实际问题出发，在理论上寻求突破口，为海事管理部门在制定方案时提供理论建议和参考。但是，长江口船舶定线制优化设计方案在提高长江口船舶通航安全性的同时，也造成部分船舶绕航和海事部门监管投入成本增加等不利影响。长江口船舶定线制的设置直接影响到整个上海港的船舶安全及进出上海港船舶交通的畅通或阻滞，因此需要作进一步深入研究和评估，权衡利弊。

参考文献：

[1] 陈旭海，詹海东.长江上海段圆圆沙警戒区航行规则的思考[J].航海技术，2009（3）：18-19.

[2] 李松，邵敬礼.水上交通冲突技术在船舶定线制警戒区中的应用[J].水运工程，2010（7）：111-115.

船舶优化设计范文第3篇

关键词：船舶海洋工程管线优化

中图分类号：S611文献标识码： A

前言

管道被广泛地应用于石油化工"水利工程"建筑"船舶等领域，其在不同的应用环境下需承受不同的外力作用，大规模、全面地开发利用海洋资源和空间，发展海洋经济已列入各沿海国家的发展战略。海洋开发和利用除了需要先进的海洋工程技术，还需要各种海洋工程结构物的支撑。这为与海洋工程装备业关联度极大的船舶工业提供了极好的机遇。作为未来世界经济的支柱产业，海洋工程和海洋开发潜力非常巨大。近几年，全世界对浮式生产系统的新增需求达到约120座，全球浮式生产系统的年投资额以高速度递增，其中FPSO船(浮式生产储油装置)仍将是全球浮式生产市场的建造热点,该船型集生产、储油、运输多项功能于一身，是当前国际海上石油开发生产设施的主流形式。随着生产向深海的不断进入，FPSO船的优势将会更充分显现出来。中国海洋石油开发总公司也需要较大数量的海洋平台、多艘FP-SO平台，用于海洋开发建设的资金达到了数百亿元。船舶工业是海洋工程的天然“霸主”。随着海洋油气开发向深海发展，船舶工业与海洋工程的关系更加紧密，船舶工业在海洋油气开发中的作用更加突出。这主要有两方面的原因:一方面是技术上的因素。随着作业水深的增加,固定式平台海洋构造物难以适应深海作业，各种浮式海洋工程结构物成为深海油气开发的主角。船舶工业与其他专业平台厂相比其优势正是在这类浮式结构物上——海洋开发装备具有船舶的属性，它的基本要求是在水上能浮起来、稳得住、移得动，这就与船舶有了相近的技术要求。这种天然优势为船舶工业迅速占领深海平台市场创造了良好的条件。另一方面是开发周期的因素。由于海洋油气开发竞争日趋激烈，国际石油商对从发现油气到生产的时间要求越来越紧，而与船舶相近的海洋工程物恰恰可以以最快的时间迅速部署于生产现场， 从而大大缩短深海油气的开发时间。正是由于这两方面的原因，使船舶工业迅速成为深海油气开发装备生产的主要力量。船舶工业越来越深地融入海洋开发装备领域，已成为当前海洋装备发展的一个重要特点。相对于已经成熟的船舶工业来说，海洋开发装备业是一个新兴产业，正在发展过程中，据专家估计,目前及未来几年,仅油气开发生产一项，全世界就需要约100多艘FPSO船、200多座钻井平台，加上其他海洋产业的需求,海洋开发装备甚至比整个国际船舶市场的需求还要高。因此未来船舶企业会参与更多的海洋工程结构物的建造。

管线几何优化设计

管道隔振支座最佳布置设计优化需确定隔振支座的类型"数量及位置!由于支座类型的选择难以依靠程式化优化计算来得到，本研究仅针对支座力学与隔振性能参数给定情况下，研究管线支座的数量与几何位置优化问题涉及到的约束条件包含强度( 应力) "刚度( 位移和变形) "稳定性( 屈曲) 和动力学特性( 管线固有频率和管线响应振幅) ，同时考虑工艺安装方面的特殊要求( 某些位置无法安装支座) 针对上述约束，细化为优化数学模型中考虑应力"位移"固有频率"稳定性和评价点在指定频率区间的振级落差等约束条件简化的支座布局几何优化设计模型见图所示，通常选取支座数目和支座位置为设计变量本模型假定支座总数目事先已知( 通常按照工艺要求确定，但适当增加一定数量) ，通过确定各支座的几何位置坐标实现布局优化!当相邻两个支座的位置坐标非常接近或重合时，代表其中一个支座可以取消。

支座布局几何优化模型

2.管道隔振支座布置设计优化模型迭代解法

上面给出的支座布局优化模型仍为基于连续与离散设计变量的混合数学规划问题，常规优化算法较难解决，可采用迭代优化算法

进行求解!考虑到计算效率的问题，需采用变步长的迭代优化算法!

该迭代算法依据约束条件的满足情况及变步长的临界间距值来确定支座数量的减少与增加，然后通过

常规优化方法得到支座的几何位置坐标，最终得到较优的支座数目及间距!迭代流程见图采用迭代算法求解该支座布局优化模型时，其计算效率有赖于迭代步长的选择!对于特定的管道结构，当假定的支座初始数目与最优支座数目相接近时，即使迭代步长为常数，依然能够获得较好的计算效率，但假定的支座初始数目与最优支座数目相差较多时，则必须选择逐步增加的迭代步长才能获得较为理想的计算效率。

支座布局优化模型迭代解法

由管线各目标函数下的优化结果可知，三种目标函数下的优化模型，优化后满足约束要求，支座最优数目均为6个，各支座位置接近，优化结果基本相同，三种方法迭代次数均为 5-6次，计算效率较为理想，但以关联支座造价为目标函数下的优化模型与其他两个模型相比迭代次数较多，将几何优化设计方法所得优化结果与规范设计方法优化结果比较可知，以管线结构应变能和管线最大下垂为目标函数的优化模型，几何方法和规范法所得优化结果接近!以关联支座造价为目标函数的优化模型，采用几何方法时，尽管迭代次数较多，但仍然取得了满足约束条件的优化结果，其计算过程较规范设计方法更为稳定，结果更为可靠!

总体来看，两种设计方法所得优化结果是相一致的，几何优化设计方法是可行的!在几何优化设计方法中，由于支座初始数目通过假定得到，且往往与最优数目相差较大，因此迭代次数较多，其计算效率明显低于规范设计方法，但较多的迭代次数同时也保证了迭代过程的稳定性，使计算结果更为可信!因此，尚须进一步研究更为稳定高效的管线隔振支座布局优化算法。

3.总结：将所得结果与规范设计方法优化结果进行了比较，证明了几何优化设计模型及方法的可行性，并得到了与规范设计方法中相一致的结论: 以管线最大下垂或管线结构应变能为目标函数的隔振支座布局模型计算过程更为稳定高效"优化结果更为可靠。

参考文献:

[1] W.Kent.Muhlbauer 《Pipeline Risk Management Manual》

[2] 美国雪佛龙公司 海上油气工程设计实用手册

[3] 海洋石油工程设计概论与工艺设计

ANALYSIS OF PIPING OPTIMIZATION DESIGN IN MARIN SHIP & OFFSHORE PROJECT

Xiaoyimeng

(BOMESC Offshore Engineering Company Limited TEDA TIANJIN CHINA 300457)

Abstract: Ships engineering technology has been mainly based on general navigation of the ship-based, with the development of Deep Ocean, marine construction vessels generally have not restricted, but extends to all parts of marine engineering, such as various engineering ships, offshore oil platforms, FPSO vessels. Ships engineering technology should be based on a ship and the proper development of the situation to increase technical knowledge, so that professionals have mastered the knowledge of other marine engineering structures.

Keywords: Marine engineeringOffshore EngineeringPiping optimization

船舶优化设计范文第4篇

关键词：船舶管理系统；弹性支撑；位置优化设计

在战争中，船舶经常会受冲击作用造成内部部件损坏，进而产生严重的故障问题。随着科学技术的发展，加强了船舶管路系统的研究力度，主要利用随机输入对弹性支撑参数及位置等进行了分析，但没有对冲击荷载及位置优化等进行分析。本次主要采用直梁模拟船舶管路系统，并利用模型计算、控制等一系列操作，对不同位置的弹性支撑进行了验算，可以得到各种动态响应参数，确定了弹性支撑位置。

一、构建数学模型

本次主要对船舶弹性支撑管路系统进行研究，结合弹性支撑情况，将管路系统中的一部分作为了直梁模型。通常可以将管路系统划分为两个阶段进行分析：第一阶段，受冲击荷载影响，系统可得到初始速度。但是此阶段冲击荷载作用的实践较短，产生的冲击较大，所以可忽略不计。第二阶段是冲击后阶段，该阶段中获得的冲击初始速度，在周期与随机作用下会发生强迫运动，产生的振动强度较大。

本次分析中将其运动分为三步，第一，运动方程：

其中ρ表示航渡，E表示拉压弹性模量，I表示断

面关心矩，x表示激振位移，y（x，t） v表示梁挠度， 为激振位移，Cm为粘性系数，lci表示弹性支撑位置。

第二，冲击运动方程。船舶受到较大冲击力之后，可以将运动时间曲线表示成：

其中参量V表示衡量攻击强

度的速度；T1表示冲击运动非振荡与风量衰减时间，一般随着船舶运动、类型等情况变化；时间T2为主震荡衰减时间；时间T3为主震运动分量周期，随着船位置变化变化，t表示冲击所耗费的时间。

第三，冲击完成后进行的运动方程：

，其中， 是标准白噪声。

对系统冲击后实施控制时，必须从四种情况进行分析：第一种，进行自由振动，d2=d3=0；第二随机振动，d2=1，d3=0；第三，周期振动，d2=0，d3=1；第四一般情况，d2≠0，d3≠0。

二、探索最优控制问题

（一）制定最优控制方程

一般采用模态分析可以将运动方程表示为状态方程，此时梁应力就可以表示为：

，其中 。

（二）了解目标函数

为了了解系统在冲击后的振动控制，本次研究中主要将其分为四种不同状态下，分被是自由振动、纯随机输入、纯周期输入与一般情况四种情况。

（三）控制方程的解

将运动过程进行模态分析后，将其表示为 ，其中 为振向量矩阵，q=[q1，q2，q3…qN]T。

第一，如果不计冲击状态影响，可得到冲击阶段运动解为

，位移与速度为qi0=qi0（t）、qi0=qi0（t）。位移与速度均为初始位移速度。第二冲击后阶段。冲击后主要分为两部分求解，一种为连续梁所读初始速度是自由振动在随机输入与周期输入下所进行的强迫运动，一般从自动振动、纯随机输入与纯周期输入等三方面进行计算。

三、实例分析

本次将系统参数设置为E=2×1011Pa，Cin=2×108NS/m2，l=10m，Z Zb=5×10-6m3，I=5.1×10-7m4，ρ=8.34kg/m。进行管路系统弹性支撑布置时，必须要对各种运输情况进行分析，在不同输入下设置1、2、3个弹性支承，采用对称方法设置。上述均为梁冲击后在不同情况下所产生的弹性支承位置减振变化，图中横坐标是lc/l0，纵坐标是σ/σ0。l0表示梁长；c为弹性支撑位置；当设置1到2个弹性支撑时，σ0是系统不加载弹性支撑时承受荷载下的平均弯曲应力，当布置知三个弹性支撑时，σ0只表示加一个弹性支撑所受荷载的平均弯曲应力；σ表示加载弹性支撑系统后，在荷载作用下所产生的平均弯曲应力。

第一，分析自动振动情况。如上图1所示，当布置一个弹性支撑时，形成的最佳位置恰好在管路终端；布置两个弹性支撑时，恰好在0.33l0和0.67l0位置；布置三个弹性支撑时，最优位置在0.25l0、0.50l和0.75l0三个位置。

第二，随机振动情况。耐2可知，对于弹性支撑的最优位置，一般布置一个弹性支撑时，恰好在管路中点；布置两个时恰好在0.35l0、0.65l0；布置三个弹性支撑时，最佳位置是0.27l0、0.50l0和0.73l0。

第三，了解周期运行情况。从图3可知，一个弹性支撑时，最佳位置恰好在管路中点；布置两个弹性支撑时恰好位于0.37l0、0.63l0；布置三个是最佳位置是0.00l0、0.50l0和1.00l0。

第四，分析随机与周期联合运行状况。图4展示了周期输入及书记输入情况下弹性支撑位置变化的减振图，在此种操作中充分考虑了两种不同参数的位置变化。布置一个弹性支撑时，恰好为管路中点；布置两个时，最佳位置是0.37l0，0.63l0与0.39l0，0.61l0；布置三个弹性支撑时，最佳位置是0.00l0，0.50l0，1.00l0与0.33l0，0.50l0与0.67l0。

四、结果分析

结合上述分型与计算结果等分析可知，第一，弹性支撑位置影响着减振效果，图中所表示的最小值为弹性支撑最佳位置；第二，但弹性支撑参数相同时，弹性支撑位置的合理布置不仅影响系统振动及随机振动，而且减振效果较好，但对系统周期减振效果影响较大；第三，使用不同参数弹性支撑，所得的最优位置也会发生很大变化。第四，同一个系统中，一旦谈弹性参数给定，就必须对弹性支撑个数进行选择。从图例可知，随着弹性支撑数量的增加，不一定可得到较好的弹性支撑减振效果。以上结论在管路系统设计弹性支撑时，具有较大作用，可以及时进行考虑分析。

结束语

随着科学技术的发展，爆炸量与冲击持续时间不断延长，危害性也不断增加，造成了严重的设备损害问题。经过分析可知，设备冲击隔离与抗冲击能力影响着船舶的使用寿命。因此本次利用构建模型方式系统全面的分析了弹性支撑冲击下位置优化设计问题，得到的实际应用效果较理想。在今后分析中，还要从数据计算精确性、计算方法等进行探究，选择一种高效、便利的方式保证船舶安全，减少不良损害。

参考文献：

[1]盛世伟. 管路支撑参数对液压管路系统振动特性影响研究[J].燕山大学，2015，（03）.

[2]王朝.典型管路系统抗冲击性能分析方法新型抗冲击元器件设计研究[J].江苏科技大学，2013，（04）.

[3]白欢欢.基于变刚度弹性支承的液压管路流固耦合振动的数值分析[J].燕山大学，2014，（02）.

船舶优化设计范文第5篇

【关键词】 导标；配布；双向航道；黄骅港

0 引 言

黄骅港煤炭港区是我国“三西”地区煤炭外运第二通道出海口，也是北煤南运和冬季电煤运输的重要港口，全港区煤炭通过能力达到万t，运营航线通达我国华东、华南沿海、台湾地区和日本、韩国以及东南亚部分国家。近年来，随着黄骅港煤炭港区的开发扩容，其吞吐量迅速攀升并实现跨越式增长，对增加神府-东胜煤田的煤炭外运量，保障华东、华南沿海地区能源供应发挥了十分重要的作用。本文结合黄骅港煤炭港区7万吨级船舶双向通航航道扩宽工程，针对港区通航重要辅助设施导标的配布调整进行分析和优化设计。

1 航道现状

黄骅港煤炭港区5万吨级船舶重载双向航道总长约44 km，内航道里程为 m，外航道里程为 m，航道挖泥边坡均为1∶5 （见图1）。

2012年12月6日，沧州海事局在黄骅市组织召开了“黄骅港煤炭港区航道双向通航推进会”，规定外航道里程尺度（见图1）～ m航段内只允许单向通航；其余航段允许3.5万吨级船舶双向通航，5万吨级船舶与2万吨级船舶双向通航。

2 导标现状

2.1 导标布置情况

目前，黄骅港煤炭港区陆域范围内共布置有外航道前、后导标10座（5组），内航道前、后导标10座（5组）。5组导标分别为：对应航道设计底边线布置南、北边线标；对应航道中心线布置中线标；对应分向航道航迹带中心线布置南、北中线标。导标布置断面见图2。

2.2 导标使用情况

单向通航时，船舶观察中线标航行，南、北边线标标示航道设计底边线；双向通航时，船舶观察南、北中线标航行，中线标标示分道通航水域的分隔线，边线标标示航道设计底边线。

经调研，内航道导标使用效果较好；外航道导标受能见度、导标背景条件、导标终导点距离等影响，使用效果欠佳。

3 航道拓宽工程

3.1 实施背景

近年来，船舶大型化趋势非常明显，但受通航规则限制，船舶平均在港停泊时间随运量增长而大幅增加，对港口服务水平产生较大影响。

由于5万吨级船舶暂时无法进行双向通航，故航道条件得不到充分利用，疏浚工程投资未产生应有的经济效益。另外，随着综合港20万吨级航道和南防波堤工程等周边设施的完善，将使煤炭港区防波堤口门处横流有所改善。因此，有必要调整现状航道的通航规则，允许大型船舶双向通航。

3.2 实施方案

航道里程尺度0～ m航段向北韧乜30 m，相应调整灯浮标，航道设计底高程仍为 14.0 m （标准段）、 15.0 m （口门段）。航道拓宽段可满足7万吨级散货船重载乘潮双向通航；拓宽段以外的航段，结合煤炭运输船舶重载出港、压载进港的特点，利用现状航道（航道挖槽宽度不变）北侧边坡水域作为可利用的通航水域，确定现状航道（全航道）可满足双向通航的船型组合。标准段和口门段航道拓宽断面分别见图3和图4。对于油船、化学品船等液体散货船及10万吨级散货船，仍按现状通航规则，采用单向通航。

4 导标调整方案

外航道导标因受能见度制约而目视效果欠佳，综合考虑导标迁移的成本与经济效益，此次拓宽工程暂不对外航道导标进行调整。

4.1 内航道导标调整方案设计

方案1：航道设计底宽4等分法。航道北边线标和北侧分向航道中心标位置不变，中心标向南侧移动15 m，南侧分向航道中心标、南边线标同时向南侧移动30 m。

方案2：航迹带法。航道北边线标位置不变，北侧分向航道中心标向南侧移动8 m，中心标向南侧移动15 m，南侧分向航道中心标向南侧移动，南边线标向南侧移动30 m。

4.2 方案比选

从导标引导效果来看，方案1和方案2均能保证导标有较好的引导效果。方案1符合引航习惯要求，但存在会船时两船间富余宽度较大，而船岸间富余宽度略低于规范要求的问题；方案2满足规范要求，但与引航习惯要求不一致。

经综合比较后发现，方案1基本接近规范要求，且移标数量少，工程费用低，又能满足引航部门的习惯要求。因此，推荐方案1作为导标调整方案（见图5）。

4.3 导标使用规则

4.3.1 单向通航

（1）进出港船舶观察导标的中线标航行。

（2）边线标标示通航水域边界线。单向通航断面示意见图6。

4.3.2 双向重载通航

以7万吨级船舶重载双向通航为例，导标使用规则如下：

（1）进出港船舶应观察导标的北中线标和南中线标航行，此时船长和引航员需注意北中线标和南中线标标示的位置比实际的航迹带中心线向航道边坡侧偏8.0 m。

（2）中线标标示分道通航水域的分隔线。

（3）边线标标示通航水域边界线。双向通航断面示意见图5。

船舶优化设计范文第6篇

会上，CDAJ上海区总经理韩海先生和来自北京的技术总监刘俊先生就以下方面作了报告：CDAJ国内外技术和咨询服务的发展；CFD在船舶行业的应用现状；多目标稳健设计优化软件modeFRONTIER，网格变形工具DEPMorpher，新一代CFD软件STAR-CCM+和多物理场耦合分析工具MpCCI的特点及在船舶行业中的应用；CDAJ公司面向船舶行业的整体解决方案. CDAJ-China的工程师还详细讲解和演示STAR-CCM+，modeFRONTIER和MpCCI等软件和工具.

STAR-CCM+是由CD-adapco公司推出的新一代CFD软件，它采用最新的连续介质力学数值技术，具有包面和多面体网格划分等功能，支持大规模并行计算，是进行热流体分析的有力工具；其新版本V 3.04中增加针对船舶行业的最新功能――六自由度解析DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction）功能，可使工程师轻松地模拟流体和固体相互作用、固体在流体作用下运动等复杂物理现象.

modeFRONTIER（V 4.0.3）是由意大利ESTECO公司研发的世界上首个多目标优化软件，具有将高质量的实验设计、优化算法、相应面分析和稳健设计结合在一起的特点，拥有8种单目标算法（SIMPLEX，BFGS，SA，FSIMPLEX，MACK，DES，NLPQLP，NLPQLP-NBI）和8种多目标优化算法（MOGAII，MOSA，FMOSAII，MMES，NASH，1+1-ES，NSGA-II，ARMOGA），可以使用户直接操作设计目标的均值和方差，具有高度的灵活性和可操作性.

根据松耦合原理，MpCCI能对两个或多个按一定顺序排列的分析进行处理，可以将前一个分析的结果作为载荷施加到下一个分析上，从而实现分析间的耦合，而且每个分析可以属于不同物理场，这为已有的商业软件或非商业程序提供独立的多学科耦合分析平台.

公司还邀请上海交通大学的陈作钢教授等针对CFD技术在船舶行业的应用作专题报告. 通过工程师们的详细讲解以及来自行业内客户的应用经验介绍，大家对CDAJ优秀的软件和强大的船舶行业解决方案产生浓厚兴趣，会议期间始终保持热烈的交流气氛.

船舶优化设计范文第7篇

传统意义上的船舶档案标准化管理已经无法满足船东后续修船要求，特别是大型化船舶使用了高强度钢以后，该类问题极其凸显。2002年希腊油轮威望号在西班牙海域发生断裂，造成大面积油污，特别是对葡萄牙沿海造成巨大影响与损失。海洋事故调查发现：威望号油轮事故与图纸管理具有相关性，为了避免此类问题再度发生，国际海事组织相继出台了通函与国际公约修正案。2010年国际海事组织在会议议题上讨论了档案管理的相关议题，并通过了相关议题。随着国际组织对船舶类图纸标准化管理的强制性要求，船舶工业界面临着众多亟待解决的问题。

1. 图纸通过何种方式给船东一方提供？

2. 图纸如何保证传输过程中的安全性？

3. 图纸如何有效的提供，又不损害图纸设计方专利利益？

4. 图纸在提供给船东方时，造船方是否有详细与标准化的提供列表？

5. 提供的图纸是否能满足国际第三方检验机构认可？

6. 图纸委托保管机构如何选定与约束？

以上为几点核心问题，船舶工业界要解决问题的不止于此，每个考虑项稍有不妥之处，会给船舶工业界带来巨大经济与是否合规的影响。

二、船舶档案标准化管理现状

目前我国的船舶类图纸档案管理属于无标准化阶段，比如某些国内造船厂的设计、建造等对标日本造船企业，图纸档案的标记与归档就是按照日本船企的标准进行存放的。全球船舶类图纸档案趋于标准化管理，势必影响船舶工业界对每套图纸的定义有详细的描述与设定范围，例如型线图、施工图、强度计算书与疲劳计算书等都没有设定明确的范围。国内船舶工业界也无独立非营利性机构负责管理与保管档案图纸，也无相关图纸档案标准化约束船舶类档案管理。随着我国船舶工业的发展，建造超大型油轮（VLCC）、液化天然气船（LNG船）等已经进入新常态阶段，新形式下的船舶类图纸档案管理方式呼之欲出，也势在必行。国内船舶业界几家知名船厂、设计院、船级社以及高校积极对船舶档案研究展开相关研究，想通过对船舶图纸档案管理的课题深入研究来推动国内船舶工业界的船舶档案管理。经过几年的深度研究，初步研究成果已经显现。

三、船舶档案标准化管理与通用档案管理区别

本文所谈的船舶档案标准化管理是建造与营运过程中的船舶图纸文件的管理，而非通用的档案管理，主要区别在于通用档案管理在一次性输入完毕后，档案的保管周期内只有输出物，而船舶档案标准化管理是不断的查询、更新、删除、增加，将数字信息交互。鉴于本文所提到船舶档案标准化管理有别于通常意义上的档案管理，主要不是体现档案的原始性、档案的历史性与档案的社会性特性，所以有必要探索出一条新的图纸管理方案来满足与实现国际公约与通函要求，进而满足船舶工业界对船舶档案管理的需求。

船舶档案标准化管理应该具备以下几点特征。

1. 信息的准确性：通过不断迭代更新信息保证图纸信息的准确性；

2. 信息的安全性：建立安全保护机制，保护图纸专利；

3. 管理机构的公正性：能够有效的保护好图纸档案，并加以管理与保护；

4. 管理系统的友好型：船舶档案标准化管理是将要全球性服务的，势必要考虑到各国用户的习惯与人文环境。

四、图纸档案标准化管理对船舶工业的影响

分析船舶图纸档案管理对船舶工业的影响，首先要分析利益相关方，包括船东、船东代表、船舶设计院、管理中心、船厂、船旗国、行业协会等相关方。任何相关方对图纸档案管理标准的意见，都会影响船舶工业，主要体现在管理成本、专利保护、以及事后追责等事宜。而船东作为船舶工业主要利益相关方，因为船东是船舶工业制造的主要客户，他们的强势意见会深刻的影响工业界。

其次分析船东推动船舶图纸档案标准化管理的目的与考虑，船东主要目的是船舶维修与对再建造姊妹船舶成本的考虑。造船厂将经过试航的船舶交付给船东后，船舶运营到一定年限，会根据船舶的疲劳或破损状况进行判定是否维修。而修理厂与原造船厂就不一定是同一家公司，如果不采用标准化管理，就修船厂得到的图纸有缺失或者标准不一的情况，可能会产生船舶破损的情况，甚至严重到沉船。船东会基于经济利益的考虑对造船厂施压得到图纸，因为船东选择购买特定船厂船舶主要目的是为了船舶设计，有了图纸没必要再委托特定船厂建造，转而寻求不需要支付设计专利的船厂建造更为经济。所以，船东一方热衷于推动图纸标准化的管理。

再次分析船舶档案标准化会对船厂一方带来如何的影响。船舶档案标准化可以推动设计最优，比如建模工具有TRIBON、CATIA、ABAQUS、MARC、ANSYS、NASTRAN、AutoCAD等，没有统一的模型会导致设计无法实现无缝衔接，丢失一定量的参数数据，工程软件计算结果出现偏驳，最终可能导船舶设计不是最优，造成产能过剩。同样建模工具标准化是一把双刃剑，既会推动船舶设计最优，但是也会影响拥有设计专利的船厂公司。这种问题特别突出在某些没有完善设计能力的船厂，他们的船舶设计完全依靠外部船舶设计输入，一旦使用非正常手段获取优秀的船舶设计模型，将很快的运用到生产中，会对持有船舶设计专利的船厂一方造成严重后果。简而言之在保护好自身船舶设计专利的基础上，不断提高设计模型共享性。

船舶优化设计范文第8篇

关键词:船舶舾装特色专业;专业建设;培养方案

船舶舾装专业方向是船舶与海洋工程的一个相对独立的重要分支,随着壳、舾、涂一体化区域造船法的全面推进,船舶舾装工程在船舶行业的地位越来越重要,对船舶舾装专业方向的人才需求也将越来越迫切。

江苏科技大学正是顺应造船形势发展的需要,发挥船舶与海洋工程学科优势,充分利用行业背景的便利以及船舶与海洋工程专业办学的积累,结合船舶舾装专业方向的特点,形成本校船舶舾装专业方向的办学特色,为船舶行业培养特色人才,这在国内本科高校中尚属首创,具有较好的发展前景。

一、船舶舾装特色专业建设

特色专业是指教育教学整体水平和人才培养质量较高,办学思想、专业建设、教学改革、人才培养模式、人才培养质量等方面具有显著特色和较高社会声誉的专业。特色专业建设是进一步优化高校专业设置,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段。

特色是特色专业建设的灵魂,特色的定位是特色专业建设的关键环节之一。一是本着“人无我有”的差异化策略,二是专业方向细分以适应多样化的人才需求现状,根据市场需求和自己的资源条件,有选择地确定自己的专业方向和办学特色,把专业建设成特色专业。细分方法之一是根据就业方向的类型细分,细分方法之二是按人才培养层次类型来细分。

船舶舾装具有内容广、实践性强和发展快等突出特点。随着造船业的发展,对舾装的理解和要求越来越高。结合学校船舶与海洋工程的行业背景,结合船舶舾装专业方向的特点,进行船舶舾装特色专业建设,是适应现代造船模式发展的需要,也是高校在高等教育大众化新形势下得以生存和发展的重要战略手段。以高等教育理论为基础,深入探讨船舶舾装特色专业建设目标、特色专业建设方向、特色专业定位、特色专业建设内容等主要问题以及如何适应当前造船形势发展对人才的需求和人才竞争优势的问题。

1.建设目标

(1)通过研究和实践把学校船舶与海洋工程的优势与船舶舾装工程专业方向的发展有机结合起来,形成自己的专业特色和比较优势。

(2)确定船舶与海洋工程舾装专业方向的发展方向。

(3)构建全新的大学生素质教育及培养船舶舾装工程专业方向的创新人才教育体系。

2.要解决的主要问题

(1)结合学校船舶与海洋工程的行业背景,结合船舶舾装工程专业方向的特点,制定共性与个性培养有机结合、课内教学与课外教育融为一体、理论教学与实践教学相结合的人才培养方案。

(2)制定船舶舾装工程专业方向教学计划,构建课程体系和教学内容、方法、手段。

二、船舶舾装特色专业建设思路

目标导向的特色专业建设思路。即根据确立的特色专业的发展方向和人才培养目标,确立人才培养方案,从教师队伍、专业教学计划、课程体系、教学条件等方面的建设着手,形成富有特色的学科发展格局和人才培养模式,建立创新教育体系。

1.指导思想

(1)在研究现代造船模式对人才要求的基础上,制定一个“理想”方案,结合现有条件分步实施。

(2)按照“理想”方案进行全方位的规划,分析现有教学资源的缺口,找出差距,制定分步实施方案。

(3)确保“理想”方案在07级船舶舾装专业方向的教学中有效地实施,在实施的过程中不断完善:专业定位――船舶与海洋工程背景下的船舶舾装专业方向特色;人才培养目标――培养富于创新精神的,有特色的专业实用型人才;人才培养模式――探索并形成有利于实现人才培养目标的培养模式;师资队伍建设和课程结构体系建设等――打造有利于实现人才培养目标的师资队伍和构建课程结构体系。

2.构建思路

首先要进行充分的调研,了解造船业发展的动态及对舾装专业技术人才的知识结构和能力结构的要求;再就是到船舶类高校了解现在学科发展的动态及收集相关资料,然后进行深入地研究。按下面的思路进行构建:

(1)构建专业教学课程体系,首先规划和建设主干专业课程群,按船舶与海洋工程大类学科建设基础课程平台。

(2)结合各专业方向,规划和建设各专业方向课程群。以船舶与海洋工程大类学科建设基础课程平台,按船舶外装/机(管)装(简称热舾装)和船舶内装/涂装(简称冷舾装)二个方向进行规划和建设,构建与主干专业课相衔接的各专业方向课程群,以形成人才培养的特色。

(3)规划和建设实践性教学环节。以培养一个合格的船舶舾装工程专业工程师所需的基本训练要求为目的,构建与专业培养目标相适应的实践教学体系以及与专业理论教学课程体系相配套的实践性教学环节。

3.建设目标

(1)确立船舶舾装专业方向的课程设置,制定专业教学计划。

(2)确定船舶舾装专业方向各专业课程内容,编制专业课程教学大纲。

(3)确定船舶舾装专业方向实践教学环节和教学方式以及规划实验室建设的方案。

三、船舶舾装特色专业培养方案的构建

1.总体框架

一、二年级课程全部打通(通识类课程)。二、三年级按照按大类学科建设基础课程平台(船舶与海洋工程平台、船舶舾装平台)。三年级以后按照专业方向适应的原则开设专业主干课和专业方向课程,以专业选修课作为补充,扩大专业知识面。

2.课程设置原则

(1)前瞻性:适应当前科学技术和市场经济迅速发展对人才培养要求从“专业化”向“工程化”方向发展的大趋势,努力实现“由专业对口教育向基本素质教育,由注重知识传授向注重创新能力培养的转变”。

(2)宽基础:以支撑学科的大类学科基础课程为“宽基础”的落脚点,通过课程设置形成学生“宽广(而非深厚)”的船舶舾装学科基础及跨学科综合知识面。并针对船舶舾装学科的特点,对大类学科基础课程按必修模块构建船舶舾装学科的公共基础平台;通过选修模块补充各方向所必须的特色学科基础课程。

(3)应用型:为培养面向工程第一线的应用型人才,以独立设课的实验、金工实习、专业认识实习和专业实习以及课程设计、毕业设计等实践性环节为纽带,贯通和整合大类学科基础课程与专业课程之间的知识联系,不断培养和强化学生综合应用所学知识的应用能力及工程实践能力。

(4)灵活性:针对船舶舾装学科的特点及今后的就业面向,对专业课程按模块设置主干课和各方向系列课程以及相应的实践环节。在对就业形势预测的基础上,结合学生的情况安排专业方向课、专业选修课程以及毕业设计,随时能够灵活地适应市场对人才的需求变化。

(5)对外语能力培养不断线。

(6)对计算机能力培养不断线。

(7)科研素质的培养主要通过讲座、课外阅读、参与教师的科研工作等形式。

3.课程模块及配置流程

四、船舶舾装特色专业培养方案

1.培养目标

本专业培养德、智、体等诸方面全面发展的,具备现代船舶与海洋工程设计、研究、制造基础理论知识与专业基本技能、计算机编程及应用能力,能在船舶与海洋结构物设计、研究、制造、检验、使用和管理等部门从事技术和管理方面工作,侧重船舶舾装学科方向的高级工程技术人才。尤其侧重为各造船企业以及船舶配套产业培养基础扎实、专业知识面广、动手能力强、具有创新精神和实践能力的应用型、复合型高级专门人才。

2.业务培养要求

学生在掌握必备的人文、社科、自然科学基础知识和理论以及一门外语的基础上,主要系统学习船舶及海洋工程原理等本专业技术领域的基本理论及基本知识。

(1)掌握船舶与海洋结构物现代设计与制造的基本技能与方法;

(2)受到现代造船工程师素质的基本训练;

(3)具有应用计算机进行船舶与海洋结构物设计的能力;

(4)熟悉船舶与海洋结构物的建造法规和国内外主要船级社的规范;

(5)了解造船与海洋开发的前沿理论、新型舰船和海洋结构物的应用前景和发展动态;

(6)掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科研工作能力;

根据舾装学科特点分为二个方向:

(1)“船舶外装/机(管)装”方向(简称热舾装)

(2)“船舶内装/涂装”方向(简称冷舾装)

按不同方向的培养要求,应具有相应的特色:

(1)“船舶外装/机(管)装”方向(简称热舾装)

要求掌握现代造船模式的理论,具有较强的船舶外装/船舶机(管)装设计和施工方面的知识和设计能力,具有相当的造船舾装工程管理方面的基础知识和综合应用能力。

(2)“船舶内装/涂装”方向(简称冷舾装)

要求掌握现代造船模式的理论,具有较强的船舶舱室内装/船舶涂装设计和施工方面的知识和设计能力,具有相当的造船舾装工程管理/造船涂装工程管理方面的基础知识和综合应用能力。

3.主干学科

数学、力学、物理学;机械学、电工电子学;船舶与海洋工程。

4.主要课程

高等数学、工程数学、大学物理、大学化学、大学英语;计算机系列课程;理论力学、材料力学、流体力学、船舶结构力学、船体结构强度;机械设计基础、电工电子技术、工程图学、船体结构、船舶制图;船舶原理、船舶设计原理、造船材料与焊接技术、船舶与海洋结构物制造技术、人机工程与船舶建筑美学、舾装生产设计等。

5.主要实践性环节

物理实验、电工基础实验、开放性选修实验;金工实习、专业认识实习、专业生产实习;机械设计基础课程设计、船舶制图大作业、船舶总体设计、船舶结构设计、船舶生产设计;毕业设计。

另根据不同方向的培养要求,设置了相应的反映其特色的实践性环节:

(1)“船舶外装/机(管)装”方向(简称热舾装)的实践性环节:

船舶机(管)装生产设计、船舶外舾装设计、船舶机舱布置/单元设计。

(2)“船舶内装/涂装”方向(简称冷舾装)的实践性环节:

船舶上层建筑舱室区划布置设计、船舶防火结构设计、船舶内装设计、船舶涂装生产设计。

五、特色体现

1.制定了全新的船舶舾装专业方向的人才培养方案,这在国内本科院校中属首创。

2.把本校船舶与海洋工程的优势与船舶舾装工程专业方向的发展有机结合起来,形成自己的专业特色和比较优势,以便在越来越激烈的竞争中求得生存和可持续的发展。创新点主要有:

(1)按壳・舾・涂一体化区域造船法的思想,形成了大舾装的理念;

(2)根据船舶舾装的不同特点,将船舶舾装又分为:船舶外装/机管装(简称热舾装)和船舶内装/涂装(简称冷舾装)二个方向,分别构建课程体系,形成了大舾装的理念。

3.构建了全新的船舶舾装工程专业方向的创新教育体系。

参考文献:

[1] 杜冬云.面向市场的专业建设[J].湖北师范学院学报(哲学社会科学版),2006,(1).

[2] 刘传林.适应行业需要创建特色专业[J].中国高等教育,2005,(19).

[3] 朱中华.论新建应用型本科院校品牌专业和特色专业建设与评价[J].黑龙江高教研究,2005,(10).

船舶优化设计范文第9篇

关键词：绿色造船 绿色设计 标准化船型

嘉兴目前大多数船企所建造船舶的吨位不大，以总吨200-300吨为主，由整体造船到分段造船的模式难以转变，做不到壳舾涂一体化，也做不到绿色造船技术体系的要求。但在局部上也可以进行小构件制作，预舾装、预涂装等；或在船舶建造中对具体的施工流程、行为进行合理的优化、规范和约束；特别是在船舶设计环节多做一些经济型船型和基于环境保护的绿色设计因素考量。从而既能提高造船效率，又能减少有害物的排放、提高节能降耗水平。

船舶设计

设计人员必须要树立绿色设计观，在船舶设计中对节省资源、降低能耗方面给予重视。加强船型的研究开发和储备，形成一系列技术经济性能优良的标准船型和系列船型，从设计的源头上推动嘉兴造船的绿色进程。

1、船舶设计的原则与考量要素

节省资源角度。对于钢质船舶来说，最大的资源消耗莫过于钢材的消耗，因此钢材用量的控制对船舶造价有很大的影响。设计时，①注意船舶主尺度的合理选择，尤其是船长。因为船长对船体钢料的影响最大，同时对船舶的总纵强度也敏感；②注意结构的合理确定，树立等强度概念，减小不必要的结构裕度，在保证船舶总纵强度和局部强度的情况下降低船舶自重；③注意高强度钢的合理使用，以减轻船舶的自重；

降低能耗角度。作为航行船舶，其消耗包括燃油、淡水、物料等，其中燃油消耗的费用在整个营运成本中占有相当高的比例。即船舶的线型及船上所配主机功率的大小、耗油设备的多少，与船舶的经济性能关系非常密切。因此，在保证航速的情况下，设计时要注意主机机型的选择，具体可从三方面来考虑：①选取合理的主要素和船体线型，使船舶的阻力性能优良；②尽量改善船、机、桨的匹配， 提高船舶的推进效率；③优化船舶动力系统。

船舶高效性。通过对船舶进行优化设计，使下列系数更优，从而提高船舶的节能水平。

2、结合以上要素和设计原则，推进标准化船型研究和使用

通过标准化、模块化设计，可以简化船体结构。采用功能多样化与复合化的零件，使整体装置的零件数减少；合理地设计产品中零件、支撑、载荷的布置，确定适当的整体尺寸，提高材料利用率；设计结构应符合工艺性与加工性，以减少加工过程中的材料损耗与能源消耗；设计的结构便于维修，提高维修的方便程度；设计的结构便于回收、拆解，实现资源的重复利用。

船舶设备的标准化、模块化设计可较好地满足设备更新拆装的互换要求，也可以有效地避免舾装件逐件装船，从而降低舱室内的污染和噪声危害，提高工作效率和工作质量，使劳动量和资金的消耗大大减少。

标准化设计可以提高零部件的通用性、使用的重复性，亦可以促进专业化生产。如对驾驶室、船员室以及客船舱室模块进行标准化、模块化生产。

3、绿色设计的其他措施

优化船型，比如船型的方改（圆）尖，降低船舶阻力、提高能耗比。

新能源船型，开展LNG（LPG）燃料代替燃油驱动主机的新型动力船舶的研究设计。据测算，使用LNG清洁能源比使用柴油节约30%-55%的费用，在大幅降低船舶运营成本的同时，可减少环境污染，具有非常明显的社会效益和经济效益。

船舶布置优化，如干货船采用前驾驶、集装箱船的船首驾驶室布置，解决驾驶盲区问题，减少事故的发生。

新技术的应用。包括船尾附加水动力装置，如前置导管、桨前反映鳍、桨后叶轮装置；采用球鼻艏、涡尾船型等优化船舶线型；溢油监视、鉴别等船舶防污染技术。

新设备的应用。推广使用节能型柴油机、新型燃油添加剂、节油减烟器、主机轴带发电机、岸电技术；优化电子喷油控制装置、机舱自动化控制；舵桨一体化装置、污油水柜和油气回收装置；采用高效推进装置如低转速大直径螺旋桨、适伴流螺旋桨、导管螺旋桨等，提高桨机船的匹配度；设置生活垃圾接收处理装置及油水分离装置等措施实现达标排放，防止船舶对水体的污染。

船舶制造

1、改善造船模式，提高船舶建造水平

1.1改进船舶构件的装配，提高造船效率

对船舶骨架，可多进行一些以小构件为中间产品的制作，并实施预涂装。比如先将船舶底部的龙骨和肋板骨架以几个肋位为单位装配焊接成小构件，对构件进行预涂装，再吊装到船底板上进行施焊。

1.2控制余量，提高造船精度，尽量实施室内造船

控制好船舶余量，就是要提高放样的准确度，增强号料、套料的精细水平，采用放样切割成型加工工艺，控制好船舶构件在加工中的结构余量。而成形的零部件直接或稍加处理即可用于组成产品，从而可以大大减少原材料和能源的消耗。

受技术和资金等因素的限制，嘉兴造船仍然以手工电弧焊为主，而且大多数在露天平台上施工。而钢板的锈蚀，钢材边角料、废焊材，废油、含油污的生产用水、密性用水、油漆泄漏，含生活垃圾、含油揩布、废油漆和废电子元件等，在露天及下雨中及容易对周边环境和河道造成污染，有必要尽量实施室内或棚内造船。

1.3升级焊接技术，改善焊接工艺

在船体建造中，焊接工时约占船体建造总工时的30%-40%，焊接成本约占船体建造总成本的30%-50%。焊接过程中，不可避免地会出现有害气体、粉尘、弧光辐射、电磁、噪音等污染，同时也会消耗大量电力资源，船舶焊接技术的进步对推动绿色造船的发展具有十分重要的意义。

嘉兴船企多采用以传统焊条为材料的电弧焊，该方式飞溅较多、焊条利用率低、电能消耗大，使得船舶建造的效率下降、周期延长、能耗比增加。为此，有必要减少传统焊条的使用，在船厂中推广高效焊接工艺的运用。可重点推广以CO2气保焊和埋弧焊的工艺方法，既减少焊条额飞溅和丢弃又能高焊接速度，生产效率为普通焊条电弧焊的3～5倍，同时操作简单，适用范围广。

有条件的船企，也可采购更高效的焊接技术。①节能逆变焊机。在美国，逆变焊机的产量占弧焊机总产量的比例已超过30%，日本已超过50%。据统计，2000年国产逆变焊机仅占当年生产的弧焊机总产量的8.4%。②搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，可用于对金属板材全熔深焊接，而不会达到金属的熔点。搅拌摩擦焊无飞溅、烟尘，不需添加焊丝和保护气体，无气孔、裂纹等焊接缺陷，形成的焊缝强度高、变形小，是一项性能优良的环保焊接新方法。③激光焊接。激光焊接过程是一种既快速，又几乎无任何变形的低热量输入焊接过程，目前已能对15mm 厚的不锈钢和低碳钢进行激光焊接。

1.4喷砂―采用无灰尘的精砂

由于钢板存放周期长，且在露天或半封闭的建造中极容易引起钢板的锈蚀，需要对船板进行喷砂处理。在喷砂过程中，嘉兴船企选用的砂灰尘较多，带上口罩防尘效果也较差，除了污染环境外还会引起呼吸道疾病，鉴于此，建议船企采用无灰尘的精砂。

1.5管理钢板堆场

钢板堆场应采取防雨措施，尽可能堆放在室内或搭建简易棚。通过减少钢板表面氧化量，可减少喷砂除锈量，从源头上减少喷砂粉尘排放量。

2、选择绿色材料

在船舶全寿命周期中，对环境影响最大的有两项：一是制造过程中的焊接、涂装作业；二是船舶拆解后废弃的舱室绝缘材料。因此，材料的选择尤其重要。

焊接材料。在电弧高温燃烧下，焊丝（焊条） 的添加助焊药剂随焊接烟尘一起向空气中扩散，对操作人员和环境构成危害。因此，应选用高效焊接工艺和低毒、低烟低毒低尘焊丝（焊条）。

对可再利用价值的舱室绝缘材料的选择。矿棉、玻璃棉因具有防火、隔音、保温等性能和可加工性，被用于船舶舱室的内装。但在船舶营运寿命结束后的拆解过程中，这些材料由于没有再生利用价值而被大量抛弃，且其不可降解性直接导致周围水质和土质的恶化。研制一种高效、环保的绝缘材料并制订相应技术标准，也将成为完善绿色造船技术的一项重要工作。

涂装材料的选择。传统溶剂型涂料对人体的危害和对空气的污染已无法满足绿色造船的要求，取而代之的将是毒性较小、省资源、省能源的绿色环保涂装材料：如水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等。另外，船舶外板水线以下的涂料，应具有驱赶而并不杀灭海洋生物的性能，是既能防止海洋生物附着，但又不污染海洋的绿色环保涂料。

部分船舶如公务艇等可多采用钢铝混合结构、纤维增强塑料。

船舶营运

绿色造船不应仅局限于船舶的建造过程，也应贯穿船舶整个生命周期。在船舶营运到退役的整个过程中，都应使其对环境的负面影响最小，能耗最低。

顺应潮水规律利用燃油消耗量与航行速度的线性比例关系，来确定船舶最佳航行速度是船舶在营运中节能减排的方法之一；还有的船户在燃油中添加燃油添加剂以改善燃油品质，提高燃烧性能，提高燃油利用率，既节约了能源、又减少了废气及二氧化碳和硫磺氧化物的排放。

船舶优化设计范文第10篇

关键词：船舶 温室气体 减排 政策

1.引言

目前，全球面临的环境形势愈发严峻，航运业虽然相对友好，但也是全球排放温室气体的大户之一。船舶排放的废气主要有：CO2、CH4、NOx、SOx ，其中船舶排放的CO2总量已超过许多《京都议定书》国家每年温室气体的排放量。特别是其二氧化硫和一氧化二氮的排放量分别占全球排放总量的10%和25%。另外，据2011年IMO的统计数据显示，到2020年，全球航运业的CO2排放量将达到14亿吨。报告预测，随着海运贸易的增长，如果不采取任何措施，船舶温室气体的排放量到2050年将会比2 0 0 7年增加 150%～250%。船舶温室气体减排已经迫在眉睫。

2.国内外减少船舶温室气体排放的背景

面对日益严峻的环境形势，国际法规日趋严格。2008年l0月召开的MEPC第58次会议上提出将新造船CO2设计指数改为新船能效设计指数（EEDI），它是用CO2排放量和货运能力的比值来表示船舶的能效。EEDI的实施不仅可以带动绿色船舶发展，也对船型设计/推进系统/新材料/新能源等方面提出了更高的要求。

在NOx控制排放方面，MAPOL公约附则VI修正案提出了三层标准，在2011年1月1日，IMO（国际海事组织）第二阶段（TierⅡ）已实施，最为严格的TierⅢ则要求：2016年1月1日以后建造的船舶安装的柴油机的NOx排放量必须在下列限制内：

3.4g/KWh（n

对于一般海域，船舶使用燃油的硫份含量必须满足表1。

对于ECA地区，船舶使用燃油的硫份含量则要满足表2。

另外，北美加利福尼亚州（CA）和欧盟（EU）也对航行于其海域的船舶使用燃油中的含硫量提出要求，且最终目标都是降到0.1% m/m及以下。

国内方面，国务院“十二五”节能减排综合性工作方案中提出，到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。交通运输部"十二五"发展规划也明确：到2020年，营运船舶单位运输货物周转量能耗下降15%，二氧化碳排放下降16%。

3.我国航运业节能减排存在的问题

我国航运业节能减排起步比较晚，法律法规和管理体制还不健全，缺乏科学完整的节能减排规划方案和相应标准。例如，在航运企业节能减排战略规划体系、法规标准体系、统计监测考核体系、政策支持体系和监督管理体系等方面还不完善，节能监管能力和支撑保障水平有待加强。

我国航运公司的一些船舶标准化程度比较低，落后船型多，专业化船舶比例低。我国沿海和内河有很多老旧船舶，不仅带来很大的安全隐患，而且能源效率比较低，造成大量的能源浪费和环境大气污染。

很多航运公司的节能意识不强，船舶的节能减排问题没有得到足够的重视。航运企业船舶减排意识不强，很多企业只着眼于短期的经济利益最大化，对于短期内无法产生经济利益的减排先进技术和典型经验，企业积极性不高，一些公司只是片面追求经济效益，忽视环境保护和能源节约。

我国航运企业在船舶节能减排方面的技术创新还不够，与国外相比，差距比较大。很多公司在技术创新方面投入的资金很少，对节能减排技术的研发不感兴趣，只想从国外进口，导致我国在技术创新方面的能力不足。当前低碳经济成为热潮，以节能环保为代表的低碳船舶技术正成为竞争法宝，纵观我国船舶企业，科研投入不足，缺少专业的船舶研发机构，设计能力薄弱，产品开发能力较差，现有船舶产品结构仍然以传统船型为主，与世界船舶市场发展趋势不相匹配。未来随着EEDI的实施，我国造船业将面临更为严峻的现实。

4.当前船舶温室气体减排的措施简介

4 . 1 SOx减排措施

喷油嘴的磨损。SOx的排放主要集中在燃油方面，据IMO统计，航运业每年至少要消耗20亿桶燃油，造成了严重的空气污染。目前降低SOX排放主要有四个措施：①使用低硫燃油。但低硫燃油同时也存在着粘度低、闪点低、易挥发、性差等特性，这些特性在船舶传统设计中并未提及，而且低硫燃油价格较贵，目前普遍采取的方法是在不同航区使用不同含硫浓度的燃油，但这也增加了船内油舱布置的设计难度。②从烟气中脱硫。海水冲洗是烟气脱硫的办法之一，它利用海水呈碱性与SO2可溶于海水的基本原理，让排气通过清洗装置、洗涤水溶解SOx，而产生的硫酸利用海水的碱性正好将其中和。此办法可以除去90%的SOx。③寻找替代动力燃料。LNG是目前比较可行的替代燃料。随着燃油价格上涨，LNG的价格优势越来越明显，且LNG燃烧时CO2减排20%-25%，NOx减排量为90%，SOx排放量可减低为0，颗粒减排量达到99%。④减速航行。一般条件下，如果降低航速10%，可以减少船用燃油消耗量及船舶温室气体排放量至少25%，但是降低航速也可能导致主机损坏，增加供应链库存压力、造成集装箱设备短缺、因延迟交货产生法律纠纷等一系列技术、营运问题。而且促使船东们降低航速的真正动力不是减少船舶温室气体排放而源于燃油的价格压力，这就需要政府出台相关的政策，如征收碳税、强制减速等手段，来保持船公司减速航行的积极性。

4 . 2 NOx减排措施

减排NOx的关键在于发动机，据测算，NOx产生的废气中含有95%的NO和5%的NO2+N2。要控制其排放，可以从生成机理和性质两方面进行，一般分为机内燃烧控制技术和机外排气净化技术。机内控制技术主要有燃油乳化、发动机优化等措施，但无法实现零排放，且会降低燃油经济性，所以一般要配合使用机外排气净化技术。目前选择性催化法（SCR）被公认为是最成熟、最有效的措施，它在柴油机NOX排放中的应用在逐步推广。另外，船舶每天排放的NOx中，1/3是船舶停靠在港口时排放的，所以靠港船舶使用岸电是非常好的减排手段。目前世界上一些先进的港口已经开始使用岸电，我国也在青岛港、连云港、深圳港部分码头实施了靠港船舶使用岸电的技术改造并取得了很好的效果。目前主要问题聚焦在立法、相关标准、技术改造成本等方面。

4 . 3 CO2减排措施

碳排放方面，IMO及其成员在全球范围内制定了第一个提高船舶能效和减少海运CO2排放的约束性措施――EEDI，它是IMO在减少CO2排放方面所取得的重大成就，它旨在鼓励船东和设计人员通过节能技术和技术改进，使新造船尽可能达到高的能效标准，预计通过该措施，到2030年CO2排放大约降低25%～30%。为了符合新船能效指数，各国可能会采取降低主机功率、提高主机能效、使用CO2低排放的主机，利用主机废热、提高辅助动力能效、使用其它形式能源（如LNG）、降低船舶阻力、螺旋浆优化、船壳涂层优化、附体节能技术等方法，这些新技术的应用也间接促进了船舶建造业的技术革新。

5.政府在温室气体减排方面的政策研究

5 . 1 制定完善的减少船舶温室气体排放相关标准和法律框架

海事主管机关作为海上防止船舶污染的主管机关，对船舶的废气污染负有监督管理的责任。但到目前为止政府方面还没制定出对船舶大气污染物进行监管的工作指引，导致在防治大气污染方面难于进行有效监管，造成对船舶的防止大气污染监管仅停留在对证书和文书的检查上的尴尬局面。为了将工作落到实处，政府方面必须尽快制定温室气体排放监管程序和指南，以让海事执法人员在实施防大气污染检查时有章可循；同时，应为基层海事机构配备大气污染监测设备、仪器，提升对大气污染的监控能力，以更好地打击低标准船舶。

5 . 2 对未持有《防止船舶造成空气污染证书》船舶的政策研究。

由于我国的国情实际，国内航行海船法规与国际海船法规及国际公约在对船舶大气污染的要求和标准存在差异，国内法规只对2009年9月1日及以后建造的船舶才有防止空气污染的要求，法规的眷顾造成现阶段我国仍有大量的船舶不需持有《防止船舶造成空气污染证书》，这些低标准船舶，不但能源效率低，造成大量的能源浪费，而且机型落后，是造成大气污染的大户。对这些船舶，建议政府出台相关优惠政策，引导鼓励航运企业对一部分老旧船舶尽早淘汰，一部分船舶进行技术改造，以最大程度降低大气污染；同时，应出台措施加快码头岸电建设步伐，使这些船舶在靠码头期间连接岸电，也能一定程度上减少大气污染。

5 . 3 全面实施“绿色船舶”计划

打造“绿色船舶“计划。牵头成立“绿色船舶联合研发组”，设立一定的奖励和联合活动基金，鼓励和引导船东、航运企业、造船厂加入研发组，并做好组员的组织协调工作；建立“绿色船舶”体系，制定明确的绿色船舶标准，如优化船型指数、选择推进器、使用LNG等清洁能源或者已经批准的减排技术、提高发动机效率、使用优质燃油、降低航速等；对于达到绿色船舶标准的船舶颁发“绿色通行证”，提供减免税费、免于港口国监督检查、优先办理相关手续、优先通行等奖励措施；建立专门网站科学管理绿色船舶，公开“绿色船舶”名单，评选“年度最佳绿色船舶”，并通过政府、社会、企业等多方力量对绿色船舶进行动态而持续的管理。

加大科研投入，引进专业人才。增加高技术船舶科研经费投入，支持高技术新型船舶、绿色船舶、船用配套设备、材料、能源、新节能技术、新型高效推进系统、以及船舶型线优化技术等方面的技术研发；完善以航运企业为中心，产学研相结合的运行机制，建立科学的从技术研发、系统设计到成果转化的创新链；以重大工程、重大项目、关键技术攻关作为加快培养船舶温室气体减排方面创新人才的重要载体，制定住房、户籍、科研、奖励、医疗等方面的配套政策，以培养、吸引和留住船舶温室气体减排方面的海洋工程急需的高层次人才；鼓励企业大力引进培养船舶工业的领军人才和创新团队；推进培养航运业的一流专业大学、技工专业学校的建立，动员大学和专科院校加强船舶和海洋工程的教学科研力量。

加强硬件建设，做好技术改造。借鉴国内青岛港、深圳蛇口港岸电成功的模式，推广应用使用岸电技术。通过制定严格的靠港船舶温室气体排放监测标准和对使用岸电的船舶进行一定的奖励措施来调动港口和船公司的积极性；联合供电部门制定岸电收费标准；鼓励新建码头和船舶配套建设靠港船舶使用岸电的设备设施，设立专项资金支持港口岸电供电设备改造项目，力争在国际邮轮码头、主要客运码头以及有条件的大型集装箱和散货码头实现靠港船舶使用岸电。

加快LNG项目的配套措施建设，目前LNG改造整体比较粗放。政府应积极筹建专门负责LNG改建业务的公司，开展技术人员培训、船员培训等业务，帮助企业解决立项、资金、技术等问题，并加大宣传力度；设立专项资金，统筹规划、科学部局，加快建设各港口供气站，完善供气保障配套设施，培育扩大船舶LNG燃料使用市场，升级传统燃料消费市场结构；行业主管部门、船舶检验机构应发挥引导和协调作用，出台相关指导性规范，推进LNG储气罐等船用产品检验工作，整顿目前乱象丛生的LNG船用产品市场，杜绝安全隐患。

加强行政管理能力，助力航企科学管理。大力推进船舶标准化、大型化进程，利用船舶能效水平等指数控制船舶营运市场准入和推出制度，力求在新一轮技术革新中淘汰、驱逐“灰色”船舶；发挥政策引导作用，通过建立试点、示范工程宣传、推广新技术助力航运企业开展有效的温室气体减排工作；鼓励和引导企业建立科学优质的船舶管理模式，如降低船舶航速，气象定线，选择最优航线合理安排进程提高货物装卸效率；加强船舶日常维护管理等手段来减少不必要的能耗；通过VTS等手段加强船舶交通引导，尽量减少船舶拥堵造成航行时间和靠泊时间的无谓增加；目前交通主管部门没有利用统计监测手段履行节能减排管理职责的权利，仅依靠国家统计局的数据不足以有效履行上述职责。交通主管部门可以建立针对航企的统计监测考核体系、政策支持体系和监督管理体系，建议政府建立长效机制，制定节能减排战略规划体系、法规标准体系，从而加强政府节能监管能力和支撑保障水平。

加快基于市场机制的研究。目前，我国广东省已经在试点碳排放交易市场，预计12月前正式启动配额交易。一旦建议将船舶工业纳入控排行业，多排放CO2的企业就要从少排的企业那里购买配额，必将大大激发企业的减排积极性。另外，在征收港口费时，也可将CO2的排放量考虑进入，征收与排放量成正比的港口税费，从而保护与鼓励绿色船舶、遏制与驱赶“灰色”船舶。

在市场减排措施方面，IMO将全面开展在排放税及温室气体补偿基金、排放交易机制等问题上的实质性谈判，并计划出台新的公约。我国必须紧跟形势，积极参与，引导市场机制方案向有利于我国的方向发展。

6.总结

当前，我国船舶温室气体减排工作面临巨大的压力，推动船舶温室气体减排工作，迫切需要在技术层面、营运层面和市场层面加强政策研究和力度，加大资金投入，加快各项减排技术的推广和应用。相信在政府、主管部门、航运企业、科研机构的共同努力下，我们一定能打赢船舶温室气体减排这场“硬战”，让航行更安全，让海洋更清洁。

参考文献：

[1]魏昕，徐建豪.船舶节能减排思考[J] .中国海事，2012（8）：37-39.

[2]王志炎，曲永华.船舶能效设计指数的公式解析[J] .科技与管理，2012（10）：138-139.

[3]秦建国，衣正尧，杨雷.船舶低硫燃油系统的分析[J] .航海工程，2012（6）：67-70.[4]李永鹏.LNG燃料船舶的机遇和挑战[J] .青岛远洋船员学院学报，2010（4）：29-31.

[5]许欢，刘伟，徐梦洁.船舶减速航行的现状、减排效果及产生的问题[J] .交通企业管理，2013（9）：46-47.

船舶优化设计范文第11篇

关键词:BOM；船舶；强度；优化；信息化

前言

上世纪至今，生产环境发生了革命性的变化，正在向自动化、智能化、集约化和远程化的方向迅猛发展，船舶制造作为机械生产行业的主体之一竞争也越加激烈。为了适应时代和市场的需求，造船业就必须应用先进的管理办法缩短新产品开发周期和生产制造周期；非标准化设计和个性化定制逐渐成为该行业运营模式的主流，建立现代化造船模式，提高企业效率，获取最大经济效益。数字化造船产业管理系统是适应行业现状的必然趋势。

本论文的研究目的是通过对造船过程的“壳、舾、涂”三个主要环节的设计工作展开分析，设计出造船设计和生产工作的各类 BOM，为船舶生产过程的信息化控制奠定基础。

1.BOM建模准备

1.1 船舶建造特点分析

结合国内外造船行业的现状，综合分析并总结出造船业具有如下特点：（1）时间矛盾性；（2）不确定性因素多。（3）并行设计性明显。因此项目管理的动态科学性是决定生提高生产力、降低生产成本、缩短产品开发周期的关键问题。

1.2 船舶建造过程管理模式分析

1.2.1建造过程流程图编制

船舶建造过程管理就是要接收设计及生产订单，编制生产计划，开展生产；并在生产行为中进行质量、工期监管及数据采集。船舶建造流程中的众多特性给船舶生产过程提出了更高管理要求，具体的体现在以下几点：（1）计划合理、准确；（2）静动结合；（3）注重关键资源合理使用；（4）信息系统的闭环特性；根据上述特性，拟定造船过程管理类流程图，如图1所示。

图1.船舶建造过程流程图

1.2.2建造过程流程图模块解析

对上所建立的建造过程流程图进行模块解析，分别从生产技术准备、生产任务、之间、监控、数据分析采集及调度等模块进行解析如下：

（1）生产技术准备的功能是根据任务规划对物料、零件（部件）及工装器具等要求，来制定生产准备计划。科学的生产准备计划可以充分利用其它作业的进行时间，提高效率。

（2）生产任务是在下料、加工、分段、舾装以及总装等工场完成的。

（3）质量进程检验与数据采集模块作用是保证计划的如期实现，对加工过程进行监管与调度。监管的主要依据是过程的采集的数据。

（4）数据分析是对数据采集来的信息进行数理分析，应用统计学方法，为生产调度与监控提供科学根据。

（5）调度是采取调度措施使生产作业严格按照计划进行的过程。至此，BOM流程模型准备工作已经完毕。

2.BOM流程模型建立

2.1建模指导思想

本模型将运用合理、灵活的建模思路，高效、方便、快捷的实现手段来优化以往船舶建造的管理模式。采用对船舶建造生产过程进行建模的方法，船舶建造过程业务流程分为三层（本文不做图示化表达）：包括产品与生产决策层、技术与生产准备层以及制造与装配层。

2.2生成和提取

明细表是生成 BOM 的重要依据，明细表具有两种存档方式，即 dwg 、xls 文件。对于造船业，Excel 优势更为突出，因此本文研究的是基于 Excel 的明细表信息提取以生成船舶建造 BOM，BOM成的相关流程设计的三个要素：生产流程、生产组织和运行机制。

通过对日本、韩国和国内先进造船企业主流程的分析研究，概括出以下面八方面：（1）切割加工分线；（2）部件制作分组；（3）分段建造分道；（4）总组场地定位；（5）舾装作业分区；（6）涂装作业渗透；（7）托盘组织物流；（8）壳舾涂一体化。

根据以上的指导思想，做如下规划：船舶建造以分段、单元、托盘为中间产品组织生产，以壳、舾、涂一体化流程为主线。以船体为主流程，从钢料堆厂、预处理、理料场、切割加工、部件装焊、分段装焊、涂装、分段堆场、船坞合拢、直至完工出坞，形成直线型主流程，建立船舶建造BOM模型如图2所示。

3．结论

本论文主要解决的问题是造船生产制造过程的BOM模型的建立。首先基于 BOM 相关理论并结合船舶建造的实际情况，总结了船舶建造生产设计中的 BOM，并在后面对这些 BOM 进行了设计。然后以船舶建造过程建模方法为依据，规划并建立了船舶建造过程的模型，为船舶建造生产设计及管理过程系统的建立提供了理论依据。

4.参考文献:

[1] 1 吉峰．基于语义 Web 的协同制造链快速构建研究．西北工业大学博士学位论文．2005.12

[2] 华东船舶工业学院 张光明，707所 刘波．成组技术和造船模式的发展．相似工程。

[3] 张光明，魏巍．与 CIMS 相适应的企业管理．华东船舶工业学院学报．1997(1)

[4] 李永旺，姚寿广，陈宁．船舶模块化设计与制造的现状及发展方向．江苏船舶．第 22 卷，第 3 期

船舶优化设计范文第12篇

关键字： AIS； 卡尔曼滤波； 船舶轨迹预测； Matlab仿真

中图分类号： TN961?34； U675.6 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0097?04

0 引 言

近年来，随着我国经济的迅速发展，国内外贸易迅猛发展，海上交通运输量不断增长，特别是某些重要的水道，船舶交通非常繁忙；随着装载船舶自动识别系统 （Automatic Identification System，AIS）设备的船舶数量越来越多，充分利用船舶AIS数据进行船舶交通研究已是焦点问题[1?3]。实时获取准确的船舶AIS信息显得至关重要，只有获取实时的船舶AIS数据，才能有效地监控某些水域通航状况，及时发现通航水域中存在碰撞以及搁浅等海事事故的区域，这样有助于岸基人员更好地协调和管理通航水域的安全。

目前，尽管在船舶和岸基管理已经安装了大量的AIS设备，但是由于AIS操作不当、AIS设备播发的数据由于船舶与AIS基站之间的距离较远、 AIS设备自身工作不正常或人为的关闭AIS设备等各种主客观原因以及AIS船站和岸站时隙拥堵和网络传输，造成岸基AIS存在接收到的AIS数据不正确以及数据位置报告更新不及时等情况。

为了弥补AIS数据堵塞等原因导致更新数据不及时，造成船舶轨迹的不准确或者误差较大的问题，本文提出利用对卡尔曼滤波算法进行适当的修改，引入系统噪声和测量噪声，利用AIS船舶观测节点数据对系统状态做最小二乘法估计，对船舶轨迹进行平滑和预测处理，能够比较正确地估计出船舶轨迹。

1 AIS数据格式分析

1.1 AIS设备配备规定

目前，按照国际海事组织的规定，国际航行的500总吨及以上的船舶以及所有客船均需强制配备安装AIS。我国海事主管机关对中国籍100总吨以上的沿海航行船舶以及内河航行船舶都配备安装AIS的要求。

1.2 AIS数据质量分析

船舶位置报告的更新延时长短船舶轨迹的分析研究产生较大的影响，图1是选取了上海港外高桥水域内自2011年4月27日0805—4月28日0725时间段内，每隔35 min统计一次该段时间内船舶位置报告的更新延时情况。

从图1分析可得，2 min未更新位置报告的船舶比例为30%左右，3 min未更新位置报告的船舶比例为15%左右，5 min未更新位置报告的船舶比例为10%左右，15 min未更新位置报告的船舶比例约为2%。

按照AIS设备规范的规定，左边是A类船载AIS设备，右边是B类船载AIS设备，船载AIS设备的报告间隔。通过与船载AIS设备的标准时间间隔对比，实测AIS数据的位置报告间隔确有一定的延时，这种定位信息的延时会对后期的船舶位置的同步产生一定的误差，同时AIS位置报告数据中船舶位置信息也客观存在着误差，其主要源于船载定位设备的定位误差，基站数据接收和记录延迟误差。

通过上面数据分析可知，5 min以内有90%船舶AIS数据都进行了更新，仅有2%的船舶定位信息更新延时会超过15 min，考虑到船舶航行速度相对较慢，在研究中期对船舶数据更新延时在5 min、10 min的数据进行处理和分析，可以满足船舶轨迹预测和估计的精度要求。

2 卡尔曼滤波算法基本方程[4?5]

2.1 卡尔曼滤波算法的系统状态方程

5 基于卡尔曼滤波算法的船舶轨迹仿真和分析

（1） 直航段无转向时不同时间间隔船舶轨迹预测和误差分析

在Matlab环境下，对船舶在直航段的不同时间间隔的轨迹预测仿真图如图6所示。船舶直航段（无转向）航行时，红色、蓝色和青色三角形分别是1 min后，5 min后和10 min后的船位预测仿真图。

通过对不同时间间隔的船位误差进行分析（见表1，表2），在直航的情况下，对1～5 min内船舶轨迹的预测，卡尔曼优化值的船位误差在9 m左右，而推算值的船位误差在10 m左右，采用卡尔曼滤波优化仿真值船位的精度可以提高大约11%。随着时间间隔时段增加，对5～10 min内的船舶轨迹进行预测，卡尔曼优化值的船位误差在13 m，而推算值的船位误差在17 m，采用卡尔曼滤波优化仿真值船位的精度可以提高大约24%，船位误差是可以接受的。

（2） 转弯航段有较大转向不同时间间隔船舶轨迹预测分析

船舶有较大转向时，红色、蓝色和青色三角形分别是1 min后，5 min后和10 min后的预测仿真图，如图7所示。

通过对不同时间间隔的船位误差进行分析（见表3，表4），在船舶转向的情况下，对1～5 min内船舶轨迹的预测，卡尔曼优化值的船位误差在32 m，而推算值的船位误差在39 m，采用卡尔曼滤波优化仿真值船位的精度可以提高大约18%。随着时间间隔时段增加，对5～10 min内的船舶轨迹进行预测，卡尔曼优化值的船位误差为50 m，而推算值的船位误差为75 m，采用卡尔曼滤波优化仿真值船位的精度可以提高大约50%，船位误差是可以接受的。

6 结 论

船舶轨迹预测准确性的精度与预测时间间隔以及船舶的运行速度有关。时间间隔越长，船舶轨迹的误差越大，反之亦然。通过研究在船舶运动轨迹中加入系统噪声和动态系统测量噪声的卡尔曼滤波估测方式对节点定位进行预测仿真，改进的卡尔曼滤波算法对节点位置信息进行滤波，提高了传统航海上航迹推算船舶定位的精确度，对船舶节点轨迹预测和估计有所提高。

参考文献

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船舶优化设计范文第13篇

[关键词]船舶结构；发展现状；结构简化；鲁棒性；优化设计

中图分类号：U663.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0150-02

1.船舶结构发展现状

早年建造的钢质铆钉远洋货船，舫昵部呈尖形，有舶、舰楼，中部有上层建筑，称谓“三岛式”结构。这种船型货舱底二侧设有污水沟，船壳板通过角钢与上甲板用铆钉连接，货舱口有许多大梁并用插梢梢牢，船壳板并叠铆接。这种结构抗扭性较好，刚度较大，使用寿命也较长。现代远洋货轮主尺度大大增加，舫部加球鼻，艉部削平为三角方昵，上层建筑后移，有的甚至无舶楼，污水沟改为污水井，连接的角钢没有了，货舱口的大梁也没有了，船壳平整。这种结构从模型试验来看，抗扭效果、稳定性都较差，使用寿命很少能超过三十年，大型恶性事故频频发生。这一演变引起我们极大的关注，通过分析实船存在的问题，为什么脂部钢板容易锈蚀，新造的船会出现裂缝（仓口围四角肘板与甲板脱焊）等，并通过模型和有限元计算证实，得出以下观点。

（1）船舶较大部位的严重锈蚀与弯、扭有关巨大的波浪外载荷等外力会引起板材蠕动、材质酥松、涂层撕裂、海水渗入，足以证明有一定柔性的焦油沥青漆都不能复盖牢钢板。

（2）营运船舶是“每弯必扭”，甚至“不弯也扭”船舶主尺度的增加，外力也大大增大，其中扭力不可低估。但肋骨和纵骨不参予船舶的抗扭，甚为可惜，材料潜力没有发挥出来。

（3）船壳板上逐渐严重的垂向或肿部水平向瘦马型和舱底板瘦马型与弯、扭有关。

（4）船是很软的，高边柜斜底板是散货船的致命弱点船舶在大海中航行尤如蚕起伏爬动，不但被广大船员注意到，也被各大船级社在电脑屏上显示出来。

（5）树的结构最为科学树的高度与直径之比远大于超高层大楼高度与长x宽之比。塔松（如伞、金字塔形）结构稳定，其道理就在树干上长出许多树叉，树叉的根部即树的节疤，将树木展开就可看到不在同一高度的许多节疤，这一高一低的节疤就是“诀窍”，造船业如果引进这一结果，可使舱壁加固，抗扭性可大大提高，舷侧加固，抗弯能力也有可观的提高。

（6）船舶刚度的提高，目的是要减少无谓的蠕动这可延长使用年限，降低折旧费，改善经济效益。通过计算，采用新的结构形式，船舶自重可以较大幅度地减轻。

2.船舶结构优化设计方法

船舶结构优化设计，就是要寻求合理的结构形式和适当的构件尺寸，使船体结构在满足强度、刚度、稳定性及频率等条件下具有较好的力学性能、工艺性能、经济性能及使用性能。随着计算机的普及和计算技术的发展，建立在计算机分析和模拟基础上的船舶结构优化设计通过吸收有关基础学科的研究成果，借鉴相关工程学科的共同规律，已取得了卓有成效的进展在可靠性设计方面进行了大量的基础性工作在以人工智能原理和专家系统技术为基础的智能型设计方法方面进行了开创性的研究在综合评估船舶结构性能方面进行了探索性的工作。这些研究构成了船舶结构现代设计方法的基本内容。

2.1多目标模糊优化设计方法

在传统结构优化过程中，都是根据确定性条件来进行的，即目标函数和约束条件都是人为的或按某种规定给出的，是一个确定的值。而实际上，船舶结构优化设计过程中，约束条件，评价指标及多个评价指标间的协调，都包含着许多模糊因素。要处理好涉及模糊因素的优化间题，必须借助于模糊数学才能获得令人满意的结果。

模糊优化设计大大增加了设计者选择优化方案的余地，使设计者对方案的性态有更深入的了解。模糊优化设计方法研究发展很快，但目前尚未达到完全实用化程度。其难点在于到底如何针对具体的设计对象，正确确定描述目标函数满意度和约束函数满足度的隶属函数。

2.2基于可靠性的优化设计方法

前苏联首先将概率论和数理统计方法引入结构设计之中，形成了安全度理论。以超载系数、材料匀质系数和工作条件系数来考虑载荷、材料及环境的一些随机性因素，并以此为基础发展成为结构的可靠性理论。

船舶结构可靠性的基本理论和方法，随设计目标要求的不同，可以给出不同的船舶结构可靠性优化设计准则，一般可分为以下三种。（1）给定结构的可靠度要求，使结构的重量最轻；（2）给定结构的最大允许重量，使结构的可靠度最大或破损概率为最小；（3）兼顾结构重量及可靠度或破损概率，使其某种组合满意度达到最大。

2.3鲁棒性设计

鲁棒设计是现代设计方法中的一种重要设计方法，是提高质量特性的一个重要途径。现代鲁棒设计方法是在田口方法的基础上发展出来的方法。通过使用容差模型法、最小灵敏度法以及灵敏度分析法，得到以下结论：（1）容差模型主要解决设计变量的变差对目标函数的影响。设计变量的变差会以一定的规律传递给目标函数。基于容差模型法的鲁棒设计要求目标函数和约束函数均具有一定的鲁棒性。目标函数鲁棒性是指产品特性既要使波动小，又要使偏差小；约束函数鲁棒性一般采用最坏情况容差来处理。（2）最小灵敏度法通过使性能参数对某一设计变量的偏导数最小而求得鲁棒设计解。（3）灵敏度分析法主要是通过估计出设计变量发生微小波动后对目标函数和约束函数影响大小，进而通过这种影响的大小来改变设计变量以达到改善设计质量的目的。

3.船舶结构简化方向展望：

现有主船体结构有球扁钢，扁钢，刚板，角钢，槽钢，折边肘板，带面板的肘板等。未来在不降低总纵强度和剖面模数的情况下可以尽量的加强互换性和通用性，不论船型和吨位，都可以提前下料预制，从而减小建造周期和维修难度。新的船体结构形式可以在原有的基础上在以下几个方向做简化。

3.1对新造船第一阶段

（1）线型基本照旧，球鼻照设，肠娓部外板仅作适当鼓起或凹进处理，使船壳板不易出现垂向瘦马型，这就增加了船的抗扭性。（2）三角方尾的娓封板略为单曲面鼓起，如公共汽车车头的驾驶玻璃，其目的也是为了增加抗扭，避免出现娓封板的垂向瘦马型，这几乎是不增加重量的情况下获得的抗扭刚度和昵部横向强度。（3）躺娓部肋骨改为纵骨，这种纵骨参予抗扭。若因钢板太薄，使用焊条太粗引起水平瘦马型也无碍，反而更可增加船舶抗扭性。据肋骨或纵骨对比计算，整段船的自重还可较大幅度地减轻，如今台湾、日本、西德造的船，都采用这一纵向的办法。（4）肿部舷侧外板用交叉肋骨，并与纵衔相结合（或肋骨加斜束腰）。经整段有限元对比计算，重量比常规结构减小，挠度减少，抗扭能力提高。而且整段平面也不易翘曲，刚度大大提高，货仓肋骨脱焊的事将可改观。（5）甲板下的肋骨也交叉，使肋骨或纵骨与板“同舟共济”，减少无谓蠕动，也即减少钢板的锈蚀，并使甲板负荷可以增加。（6）需精确确定外载荷的大小，然后整段计算抗扭刚度，刚度不足，需相应增加舱壁等的刚度。

3.2对旧船原则上与新造船一样

（1）减少无谓的蠕动，具体表现在相对锈蚀严重的部位，在锈蚀严重部位表面的背面作交叉肋板加强。（2）消除低频高幅的振动出现垂向瘦马型时，在肋骨间加斜肘板；出现水平向瘦马型时，在纵骨（纵析）间加斜肋板；舱底板有瘦马型时，在舱壁下墩等处加强。（3）发现裂缝要对症下药治本，治表（如改为大圆弧形时肘板，鸡爪式肘板）只能掩盖矛盾，对安全、延长船龄不利。加固槽形舱壁可增加船体的扭转刚度，这是比较治本的办法。（4）散货船高边柜内加斜杆。（5）提倡“贴条”式修补一条旧船，如一件旧衣服，补衣服要讲究匹配，事实证明贴得好，工艺好，效果相当好。

参考文献

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船舶优化设计范文第14篇

关键词：船舶机电；状态；评估

我国的造船工业是典型的外向型产业，每年都会出口大量的船舶，至今为止，我国已晋升为全球第二大造船国，近年来，我国的船舶工业的出口值及总产值都保持着高速增长的趋势，同时我国地方造船企业也飞速发展，无论是手持船舶订单，还是新承接船舶订单都有所大幅度的提升，但在全球竞争市场的大背景下，我国的船舶行业依然面临着严峻的挑战，强化船舶机电设备状态的评估工作是非常必要的，本文就主要对船舶机电设备管理工作中的设备状态的评估予以简单的研究和分析。

1 船舶机电设备评估的主要内容及重要性

我国船舶行业的不断发展，而船舶机电设备的广泛的应用以及各种技术水平的不断提升对于船舶行业起到了至关重要的作用，因此对船舶机电设备的评估也是相当重要的。但是因为船舶机电设备的种类非常的多，如果想要全面的对机电设备进行评估的话，就必需借助多个类型的传感器来进行数据的采集，以相应的测量物理量来来表达，这些物理量包括电压、电流等电气量；还包括速度、时间等机械量。但仅仅依靠这些最基本的物理量依然不能准确的对机电设备进行评估，因为这些大数据不能放在一起进行比较，而且设备与设备之间、项目与项目之间的相关性难以准确的表达出来，所以这是就需要我们建立一个有效的评估模型来对船舶机电设备进行全面的评估。评估模型能够做出综合性的评估，得出有效且实际的评估结论，为船舶机电设备的管理工作提供了重要的依据。虽然目前中国是世界上第二大造船国，但同时中国船舶行业依然面对这危机：严重的同质化竞争、融资困难等多方面的困难，在这种背景下，就要求强化船舶机电设备的评估工作，来保障船舶机电设备的管理工作，所以船舶机电设备的评估工作的好坏与否关乎着我国造船企业的竞争水平。

2 船舶机电设备状态的评估指标

2.1 设备的优劣度

设备的优劣度的含义是指设备的状态对于设备的满足程度，而表示这种程度有两种计算模型：第一种是阈值型，其含义为船舶设备中自带的说明书的标准值或是极限值做出了规范的标记，并且这一种模型是根据现有的数据进行计算；第二种就是统计型，统计型的概念是当运行这些项目的标准值和极限值发生改变时，那么我们就要运用设备的历史数据进行计算了这种统计型模型必须要谨慎选择置信水平（可靠度），当历史数据显示设备具有优良特性时置信水平可以稍低；同理，当历史数据表明设备项目状态不佳时，就要相应提高置信水平。而在应用阈值模型对设备开展计算时，主要是应用设备现有的状态数据来开展计算，在计算的过程中明确设备当前的状态信息。两种不同的计算模型针对不同的状态信息都能很好的计算出设备的优劣度。

2.2 设备可用性评估

O备的可用性评估的含义是指设备能够立刻完成指定任务的一种概率，不同的工作状态会出现不一样的设备可用性，例如：当设备运行状态处于最佳的情况下，可用性就好，相反设备的运行状态较差时可用性就差，当然也有特殊情况，就是如果设备处于重大故障停用期，设备的维修时间将无限扩大，那么其可用性就为零。因此，在实际应用的过程中，想要提高船舶机电设备的可用性能，就要尽可能的减少设备维修和后勤保障所消耗的时间，所以，设备的可用性指标不仅仅与设备的好坏有关、也与维修和后勤等软实力有关。后勤工作对设备的可用性指标的影响不可忽视，强化后勤保障工作、缩短维修时间至关重要。

3 如何全面且有效的对机电设备做出评估

应用各种机电设备对于船舶完成相关任务具有非常重要的促进作用，所以在对机电设备进行评估的过程中不能单一，仅仅局限于某个单独的设备或是设备上的某个部件上，并且也要谨慎考虑船舶机电设备运行的动态特点，因为，船舶机电设备、装置或者是机电系统的运行状态会随着船舶运行的时间与运行状态的变化而变化，因此，所有的船舶机电设备的评估方法不能只是静态的评估，还要考虑动态的因素，综合的考虑各种因素便于实现船舶设备的全面评估。

每个小设备之间，每个小系统之间存在这并联和串联的关系。串联关系是指在整个大的设备或系统中有一个小设备或系统一旦出现故障，那么整个设备或系统就会瘫痪；反之，并联关系是某个小设备或小系统出现问题对于整个大设备或大系统是没有任何影响的。有效的运用并联和串联关系能够完整的将各个设备或系统之间的关系清晰的展现出来，然而在同一种设备运行不同的项目的时候，想要简洁的描述他们的关系是比较困难的，遇到这种情况。通常会应用灰色关联、模糊隶属、权重倾斜等关系来描述。对于这些关系的具体应用效果和方法的研究目前有很多，并且取得了优异的成绩，有大量的研究经验和成果值得学习和借鉴。

4 总结

我国作为船舶制造大国。每年的船舶出口量非常大，伴随着市场竞争的日益激烈，船舶行业在面临机遇和挑战的时候，就要求船舶制造企业在提高船舶制造技术的同时也要强化对船舶机电设备的管理，积极且有效的对船舶进行有效的评估。船舶机电设备的评估既是一项系统性的工作，又是一项具有技术性的工作，所以一定要谨慎仔细，可以通过两项评价指标进行判断，一个是设备的优劣度；另一个就是机电设备的可用性指标。不管是哪一种指标它们都是通过数据来进行判断的，两者之间的主要区别就是，通过设备的优劣性进行评估有时需要利用历史数据进行判断。而无论是历史数据还是现在已有的数据，它们都是评价评价指标的判断依据。重要的一点是数据必须保证是客观而又准确的，只有符合实际的数据，才能实现对船舶机电设备的全面评估。实事求是的对船舶机电设备进行有效的评估，是对船舶行业健康发展的最有力的保障。所以一定要对船舶机电设备的管理工作进行严格的把关，确保万无一失。

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船舶优化设计范文第15篇

【关键词】船舶；集成化；设计

在船舶的设计和制造中，它由于是短前导期产业而收到了较大的影响。每艘船的船舶结构的同步设计可以帮助他们获取很多信息，在制造过程中设备和电装系统以及关于船只的可靠信息都是必要的。这里不仅包括制作过程的信息，还需要船只的设计者们的相关信息。所以，必须加强对船舶信息的严格管理，这样才可以避免多次输入相同的数据，导致船舶制造失误。制造船舶所使用的材料都十分环保和安全，灵活性高、集成度高等都是当前船舶设计的特点。

一、船舶设计

（一）船舶设计的特点

随着科技的发展，计算机深入到船舶设计中，提高了船舶设计的效率，我们也应当看到船舶设计中的一些问题：

1、船舶的设计不是一个分离的过程，它的每个任务都是紧密联系着的，相互影响着，因此，应当将传统的设计过程作为一个完整的建造来操作。

2、船舶设计的数据是十分重要的，数据的准确性和连续性关系到船舶是否建造得成功，在船舶制作的过程中，不能忽视每一个小数据，必须保持数据一致。

3、船舶设计和建造得完成离不开团队精神。一个人是完不成船舶的制造的，只有相互配合才可以提高工作效率，完成船舶的建造。

4、在设计中，应当采用先进的计算方式学会综合各种计算软件，充分利用每个软件的优点，是他们服务于船舶制造。

5、船舶设计中信息的交流对于船舶制造的质量和效率至关重要，设计师应当相互沟通和协调，同时，还要保持数据和信息和一致性，才能够提高船舶设计的准确性。

6、船舶设计师面向制造的设计。船的分段数目非常重要，因为它有利于及时完成船舶的制造，及时交船。而交船时间一旦缩短，那么船的资金流动就会受到很大影响。因此，在对船舶进行设计的时候，面向制造设计很重要，但是在过了设计阶段的话，设计者对于资金的流动影响就开始减少了。

（二）传统船舶设计模式

一般的船舶设计模式就是螺旋线的设计模式，它将每个设计项目进行分解，然后按照一定的顺序进行排列，其中的任务有主次之分。这种螺旋线的船舶设计方式有一定的优点。因为它将任务进行了划分，这样船舶的制造就可以做到有计划的进行，每个制造者的任务非常明确。但是，我们应当看到它的缺陷，那就是劳动力的浪费。意思就是下一个步骤的进行必须要重复一次前一个步骤，这样就导致了船舶制造效率的大大降低。

如今，计算机在船舶设计中得到广泛的应用，设计者也使用很多船舶软件来进行船舶的设计，由于软件种类很多，因此如何将这些船舶设计软件协调运行，这是我们需要关注和解决的问题。目前，很多船舶制造业使用的是CAD模式，而且购买了很多种具有自身特点的CAD软件。船舶的设计是一个非常复杂的过程，仅仅靠一个数据库来表现出船舶的信息是不可能的，因此企业开始进行数据库的组合，开始追求和研发独立的船舶设计的集成化软件。当然，实现船舶设计的集成化必须考虑到计算机硬件平台以及网络环境等等问题。

（三）计算机辅助船舶设计的集成化

人们根据经验开始进行传统的船舶设计，但是在传统的船舶设计中要进行修改却是十分麻烦的过程。近年来，科学技术不断地获得了发展，计算机的应用也越来越广泛，出现了CAD技术，这个技术对于船舶设计师们来说，简直是非常好的设计创作和修改工具，设计人员可以更好的发挥他们的设计能力。但是虽然有了CAD技术，但是由于船舶设计的电子数据量极大，必须做到高效的管理和保存，同时还要有利于在操作过程中对数据进行查询和使用，企业应当进行严格的数据审核，做好数据的管理，如果大量的数据没有得到很好的管理，CAD技术就很难充分的以用这些数据，这些数据就会变成杂乱无用的数字而已。根据CAD模式，围绕数据库系统，然后在数据库中获得相关数据，最后通过软件计算，把得到的结果放入数据库里。最后经过每个模块的计算，再他们达达到平衡后，就是完成计算了。这种CAD模式很多企业都在使用，但是有一定的缺陷，正如前文所提过的。因此我们需要实现船舶设计的集成化.集成化分为建造过程的集成和专业的工作的集成两个方面。船舶设计是一个十分依赖信息的工作，在工作中要准备好多重方案，还要及时进行沟通，反馈船舶设计情况。只有准确的掌握船舶设计的情况，对于不合理的设计进行及时的调整，有利于提高船舶设计的效率和降低失误率。集成化的船舶设计不仅包括计算机的硬件，还包括计算机软件的发展，只有两者的有效结合，才能更好的发挥船舶设计的效果。

另外，CAE和管理协调工具都是集成化所必须的软件。在集成化的CAD的情境下，各个专业在这个环境下共同工作，信息共享。船体CAF工具在CAD那里取得相关数据，然后进行船体性能指标的计算，它的目的就是改进船舶设计，提供更好的设计思路。一整套船舶设计集成化的建立可以通过两种方式进行，第一种是利用现有的软件技术来进行研究，第二种就是自己研究开发。但是，两种方式相比较起来，第二种方式显然很难完成，因为自己开发困难重重，不知道从何下手，也没法吸取别人的经验。在这里我们就要认识到PDM，也就是数据管理技术，通过PDM来完成船舶设计的集成化。企业可以通过CAD和PDM技术的集成来创造一个数据库，船舶设计的每个负责人员都能够使用相关数据进行工作。为什么PDM有这么大的优点呢？原因在于PDM技术得到广泛的宣传和使用，很多生产复杂产品的企业都在使用这个技术，不仅增强了企业竞争力，还大大提高了企业的经济效益。

二、船舶设计集成化

针对上文提出的传统船舶设计模式可以看出，我们必须采用新的设计方式来建立集成化模式。

（一）船舶设计过程重组

船舶设计的过程重组就是用另一种方式设计船舶，做到更加彻底和创新，通过过程重组，从而提高船舶制作过程中的质量和降低成本。但是在设计中，要注意CAD系统虽然功能强大，设计师在设计的时候可以利用它来进行设计，可以将它作为有效地辅助工具，但是，设计者一定要建立在对这个系统的深入理解上，而不只是依靠计算机忽视了思考和创新。

（二）船舶设计团队重组

船舶设计一般包括总体组、管理组、各个职能组，他们组成一了一个完整的团队，各自在自己的岗位为船舶制造奉献出自己的力量，他们相互协作，相互学习，在船舶设计中不断的学习技术。但是，我们还应该重组船舶设计团队，设立一个信息小组，专门负责信息的收集和分析，然后进行精确的计算，辅助船舶设计团队其他成员的工作。

（三）规范船舶设计集成化程序

要实现船舶设计的集成化，首先要进行产品的设计，也就是船舶的结构和相关配置，然后由于每条船的设计流程的不同，设计师就应该留一些空间，用来在实际操作过程中的修改，通过这种灵活的设计，提高工作效率，然后就是根据设计的相关原理建立起船舶的驱动原型，最后便是管理设计文档。船舶设计会用到各种不同的软件，数据接口很难做到统一，因此要设定高效的管理方式，提高船舶设计的质量。

三、结语

船舶的设计的集成化是我国在船舶设计方面的一大进步，设计师们通过不断的努力，利用团队精神和优秀的设计方式和严格的管理方式，促进了我国船舶设计的发展，因此，船舶设计只有不断创新才会有所收获。

参考文献

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