整体船舶设计优化

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1、整体船舶设计优化ApostolosPapanikolaou船舶设计实验室，希腊雅典国立技术大学摘要船舶设计是一项复杂的工作，需要包括技术和非技术性的，和个别专家的许多学科的成功协调，以珍贵的设计解决方案到达。本质上再加上设计过程设计优化，最好的解决方案了许多切实可行的人的标准，或者说一套标准的基础上，即选择。一种系统的方法，以船舶设计可考虑船舶作为一个复杂的系统，整合各种子系统及其组件，例如，子系统货物储存和处理，能源/发电和船舶推进，船员/乘客和船舶航行的住宿。独立，考虑到船舶设计实际上应该解决整个船舶生命周期，它可分成是传统组成的概念/初步设

2、计，合同和详细设计，船舶建造/制造工艺，船舶操作的各个阶段经济生活和报废/回收。很明显，最佳的船是整个，上述定义的舰船系统在她的整个生命周期的整体最优化的结果。但上述定义的优化问题，即使是最简单的部件，即第一阶段（概念/初步设计），是十分复杂，需要进行简化（减小）在实践中。固有的船舶设计优化也从设计约束和优化标准（优点或目标函数）所产生的矛盾的要求，反映各种船舶设计利益相关者的利益。本文件简要介绍了整体方法的船舶设计优化，定义了通用的船舶设计优化问题，并演示了通过采用先进的优化技术优化设计的计算机辅助生成，探索和选择的解决方案。它讨论了一些典型的

3、船舶设计优化问题的多目标，导致的基础上，提出了改进的方法和增加载货能力部分的创新设计，提高安全性和生存能力，减少了所需的供电和改善环境的保护。所提出的方法，为生命周期优化问题的综合船舶系统的应用仍然是未来几年一个具有挑战性的，但简单的任务。关键词：•整体船舶设计;•多目标优化;•遗传算法;•电阻的最小化和清洗;•增强的生存能力1.简介整体船舶设计优化船舶设计是过去更多的是艺术，而不是一门科学，高度依赖于经验丰富的造船工程师，在各种基本和专门的科学和工程学科良好的背景。设计空间用启发式方法实际上是探索，从知识产生的方法，即通过试错的过程中获得，往往

4、在几十年的过程。本质上再加上设计过程设计优化，最好的解决方案了许多切实可行的人的标准，或者说一套标准的基础上，即选择。一种系统的方法，以船舶设计可考虑船舶作为一个复杂的系统，整合各种子系统和其组件，例如，子系统货物储存和处理，能源/发电和船舶推进，船员/乘客和船舶航行的住宿。他们都服务于定义良好的船的功能。船的功能可以被分成两个主要类别，即有效载荷的功能和固有船的功能（图1）。对于货船，有效载荷功能与提供货物处所，货物装卸和货物处理设备。船舶固有功能是那些与有效载荷的运输安全地从港口到港口有一定的速度。图1考虑到船舶设计实际上应该解决整个船舶生命

5、周期，它可分成是传统组成的概念/初步设计，合同和详细设计，船舶建造/制造工艺，船舶操作的各个阶段经济生活和报废/回收。显而易见的是，相对于她的整个生命周期的最佳船舶的整体1优化整个的，其生命周期的上述定义的船系统的结果。值得注意的是，在数学上，上述定义的船舶的生命周期系统本身的每一个组成部分显然是形成了一个复杂的非线性优化问题的设计变量，用各种限制和标准的/目标函数进行共同优化。船舶设计过程中，即使是最简单的组件，即第一阶段（概念/初步设计），是足够复杂到简化（降低2）在实践中。此外，固有的船舶设计优化是从设计约束和优化标准（优点或目标函数）所产

6、生的矛盾的要求，反映各种船舶设计利益相关者的利益：船舶所有人/经营者，造船厂，船级社/海岸警卫队，监管机构，保险公司，货主/货代，港口经营等假设一组特定的要求（商船为海军舰艇语句通常船舶动力的要求），船舶需要进行成本效益进行优化，实现最高运营效率或所需的最低运价（RFR），用于乘客/船员尤其是石油运营商对于海洋污染最高的安全性和舒适性，为货物令人满意的保护和船舶本身的硬件，以及最后但并非最不重要的，对环境影响最小，一旦发生事故和高速船就产生波浪洗。最近，需要船舶发动机排放和空气污染方面，甚至在船舶设计和操作的优化需要考虑（见海事组织2008年，[

7、2]）。许多这些要求显然相互矛盾，需要合理作出关于优化船舶设计决策。为了使事情变得更加复杂，但越来越接近现实，一组设计要求就船型，货运能力甚至规格，速度，范围等是足够复杂，要求妥善考虑各方利益的另一个优化程序利益相关者的船作为工业产品的国际市场或其他服务车辆。其实，最初的一组船舶设计要求是具有丰富经验的决策者之间的紧张讨论，主要集中在船舶设计和船舶制造方面，和最终用户谁试图表达自己的愿望和权衡他们愿意让一个妥协的结果。一种方法来开展和巩固这种讨论以理性的方式已提前由欧盟资助的项目LOGBASED[3]。自20世纪60年代中期，随着计算机硬件和软件

8、的进步设计过程中越来越多的部分已经接管计算机，特别是船舶设计制图元素。同时，第一计算机辅助初步设计的软件系统进行了介绍，处理的经验/简化