（上海欧蔚海洋工程技术有限公司，上海201100）
摘要：船舶的结构设计直接关系到后期使用，因此，设计效果越好，便代表其结构越好，对船舶设计而言十分重要。我国在探讨船舶结构优化设计领域中仍然处于初级阶段，为了探讨最新的船舶优化设计技术，需要结合最新的设计理念和最新的科技技术。文中基于此种论点展开，探讨了结构优化设计方法，并且分析了性能评估方法，望为船舶设计带来借鉴。
关键词：船舶结构；优化设计；方法探究
前言
船舶依靠各结构尺寸设计进而使得自身具有良好的性能，当探讨船舶结构的优化设计时，便是探讨船舶各部位具体尺寸，使得船舶的整体强度得到有效提升，并且可以满足船舶拥有更好的力学性能等。船舶结构的设计在现阶段中主要依靠的便是计算机，通过虚拟拟真技术将船舶做好提前展现工作，进而使得船舶设计中可以将更多的设计理念融入其中，因此，文中开展了具体优化设计方法探讨，希望促进船舶结构优化设计进步。
1船舶结构优化设计方法
1.1数学规划方法
数学规划方法属于设计优化的传统方法，自1960年提出，进而将船舶设计中的一应具体数值选择转换成为一类极值数学问题，并且在当时取得了较大的轰动，于当时取得了速度较快的普及。我国应用该设计方法于70年代起步，但是一经引入，取得了成果较大的发展速度，使得船舶的整体设计更加全面。
船舶的形象应该是众所周知的，其主要便是依靠板梁组合结构来承载自身的负荷的，其各类要求通常情况下比较复杂，而且比较繁琐，通过数学方法优化设计时，其中的变量和约束条件比较多，此类较多的外部条件会使得整体工作计算量非常大，此工作量即使是通过计算机运算同样整体数据比较庞大，带来了实际优化设计工作的困难，因此为了解决该问题，主要便是通过分级优化设计方法。该方法的基本思路为：将所有材料选择最优配置，此为第一级工作，进而开展第二级工作，也就是探讨结构问题，将结构的设计达成最优对比。该方法便是将所有船舶设计中的所涉及的具体设计步骤分化，进而使得整体分化后的设计工作比较简便。最后协调两部分的各自变量，使得整个优化成为整体。
1.2多目标模糊设计
数学规划方法主要是一应的设计标准都已经确定，进而开展了极值计算，在计算中很多数值都已经是确定的。在实际工作中，船舶设计过程中同样拥有较多的约束条件，此类约束条件的具体约束效果并不能根据实际效果观看，也就是说此类约束因素很大一部分都是模糊的。当处理此类模糊因素时，便需要通过模糊数学做好计算，进而得出计算数值。
模糊的数学计算中，首先应该提出模糊集合，进而通过模糊集合来计算具体数值，S为对应的模糊计算域，约束需要满足于：
在公式中，将具体的满意度设置，使得其成为一个和期望值相对应的子集，进而得出最后的满意度。在实际的计算中，通过宽容度的不同设定，进而可以得出不同的优化设计结果，其同样属于经典的船舶优化设计。
1.3可靠优化设计
在探讨船舶设计时，在40年代由苏联人所创，进而将统计学与概率论引入到设计中，并在设计中提出了相应的概念“安全度”。根据具体材料的对应载荷系数等来确定传播的可靠性，并且将一些外界的随机因素同样考虑入内，使得其逐渐成为一套根据可靠性的优化设计方法，同样被成为可靠优化设计。自从海洋工程的不断兴起，人们探索海洋的力度越来越大，使得该设计方法同样得到了人们的重视。具体的可靠设计准则为以下：
（1）首先确定结构的可靠要求，将其定义为一个数值，并且在数值实现时，整体的重量应该最轻。使得其大于规定数值，便可以基本断定船舶为可靠安全。
（2）明确结构的最大重量允许值，进而使得结构的可靠程度达到最大值，当实现了此类标准后，使得船舶出现破损的概率最小。
（3）在设计中明确重量与可靠度，在实际设计中兼顾，并且通过两个数值得到有效相加，进而达到最大的满意度。
现阶段，可靠性优化设计方法得到了长足的发展，不过其中很多问题仍然尚未解决，例如非线性规划的困难等，无法简化，同样还存在着例如结构可靠性的计算程度过大，使得庞大的计算量同样成为了难点问题。
1.4智能优化设计
针对现阶段常用的优化设计方法，首先确定了船舶结构的基本模式，然后再去考虑处理设计问题，通过对应的数学方法进而来解决问题，得到最优方案。很多时候，传统的优化设计方法不能解决两方面的问题：其一便是难以处理综合性和经验型的关系，船舶自身属于一种比较复杂的工程结构，实际的组合中不仅需要每一个数值都达到最优值，并且需要此类数值之间具有良好的配合，配合中便涉及到较为复杂的各类因素。虽然在现阶段，引入了模糊计算方法试图将一应数据表达清晰，不过一旦结构造型本身消失，那么经验和综合性都会同样消失不见，因此，现阶段的设计总是需要找到一个形象比较直观的模型。其二便是创新比较难。现阶段的创新模式主要依靠的便是基本模式构造上完成优化，通过对于类比的产品做出交换参数等，希望可以得到最良好的设计作品，该方法便属于一种高层次的优化方法。伴随着各种智能技术的进步，使得设计方法优化出现了新途径。
现阶段，采取智能优化设计主要的思路入下：首先搜索和设计传播要求相近的一类产品，进而使得其成为基本模型，作为典型模式，然后分析一应关联度等，取得设计对象与模式作品的对比度、差异性和一系列涉及到设计优化的各类数值，根据样本模式的变换，最后得出若干种新模式，最后再由人工智能挑选其中最优结果，得出最优对比。
2船舶性能评估
在船舶的优化设计中，不仅仅包括结构参数的优化等，还需要考虑其中可能产生各种制约的相关因素，进而在此类因素中做出综合的选择，不仅仅是对比参数，更需要针对不同的方案做出评估。在探讨方案的对比中，如何保证评判标准一致，使得最后所得出的结果为最优结果？该问题属于现代中设计人员需要重点思考的问题，现阶段，该阶段更多的依赖经验的判断，使得整体判断中含有太多的模糊因素，进而通过模糊数学采取计算，使得评估更加准确。
当具体到评估某一方案时，首先应该将船舶设计中的各种指标收集，进而形成集合，实际工作中可以选取结构布置、重量与可靠度作为评价指标，形成集合；然后将各方案的布置情况做成评分表，对于可靠度而言，可以制作成为满意度曲线，使得表达更加直接和具体；然后确定评判，对于想要对比的具体方案采取实际计算，进而得到评判的结果，结果主要便是以矩阵的方式表达；确定各指标的重要度，通过将重要度形成向量，使得其对比更加直接可见；最后便是综合评估效果，得出最优结果和最差结果。实际的计算过程中，可以考虑到诸多实际情况，进而将自我的评分标准改变，很有可能只是因为微小的设计，便可以改变整体的评分；其次便是在探讨一些重要部位的整体安全时，可以改变评价重要度，进而得出不同的结果。船舶在航行中所起到的具体作用往往会有所不同，根据此类不同所产生的具体评判同样有所差异，当面临到此类变化时，需要做出临时调整。
3结语
总而言之，船舶设计中涉及到较多的元素，并且设计结果也需要做好各指标分析来确定设计结果。在探讨船舶优化设计时，也是根据此类元素入手，将各类元素做好提升，进而可以得到有效的优化设计方法。文中的见识尚显浅薄，笔者班门弄斧，望为我国船舶优化设计献上微薄之力。
参考文献：
[1]赵留平，詹大为，程远胜．船舶结构优化设计技术研究进展[J]．中国舰船研究，2014（4）
[2]陈静，张攀，肖汉林．大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法[J]．中国舰船研究，2013（05）
[3]孙新涛．船舶结构优化设计的研究[J]．低碳世界，2015（27）
论文作者:杨尚军, 黄晶
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2016年3月第5期
论文发表时间:2017/1/3
标签：船舶论文; 优化设计论文; 方法论文; 结构论文; 此类论文; 数值论文; 模糊论文; 《建筑建材装饰》2016年3月第5期论文;