现如今庞大的工程问题往往涉及到复杂系统,其包含的学科众多且学科间存在耦合关系,经常表现为高度耦合甚至是非线性的特点。同时不确定性因素影响下多学科系统的优化问题较为复杂,因此多学科设计优化方法(MDO)及其不确定性的影响已经得到了国内外学者的广泛关注,其中协同优化方法(CO)及其鲁棒性由于极好的学科自治性与对复杂系统高度的适应性,在MDO方法中应用极为广泛。然而,为克服协同优化方法存在的固有缺陷,其算法结构及优化流程需要进一步改进。本文针对CO算法本身难以满足一致性约束条件导致收敛困难,以及标准CO算法优化结果易陷入局部最优等问题,提出了基于混合动态罚函数的改进CO算法及鲁棒协同优化算法(RCO)。该方法引入自适应松弛因子和动态罚函数,分全局和局部两个阶段构建混合动态罚函数,并将其融入至CO和RCO模型框架中。改进后的算法有着极好的全局搜索能力,不仅获得了更优的目标函数及鲁棒性设计结果,而且显著减小了系统级与学科级间的不一致信息。本文研究了船舶机舱结构中的基础静动力学特性,并将该改进后的CO及RCO算法应用到船舶机舱的多学科优化设计中,利用Isight优化软件搭建机舱模型的协同优化流程,包括了灵敏度分析、近似模型构建、智能算法应用策略等模块,通过对比基于已有罚函数改进的协同优化结果,验证本文基于混合动态罚函数改进的CO及RCO算法的收敛性、准确性和高效性,同时证明本文改进算法对于实际工程应用具有一定的参考意义。