论文部分内容阅读
摘 要：随着科学技术在船舶制造中应用的逐渐普及，我国的船舶制造工艺、质量、效率等都有了进一步提高，为海上运输的安全性提供了有力保障。为了更好地优化船舶内部结构设计，使之更加符合时代的发展需求，就必须要在提高现有优化方法的基础上，重视对新理念、新方法的研究，突破原有技术的局限性，积极开拓创新。接下来，本文将就船舶结构优化设计方法展开深入讨论，并提出一些切实可行的措施，希望能够对我国整体船舶制造水平的提高有所帮助。
关键词：船舶；结构；优化设计；方法研究；合理建议
经济发展水平的提高，在一定程度上依赖于物品流通性的提高。对于运输行业来说，无论是从运输范围上来看，还是从运输速度上来看，较之以前都取得了突破性的发展，而这一切都离不开船舶制造水平的提高。其中，船舶的结构设计，又将直接影响到船舶使用过程中的稳定性、安全性与航行速度。因此，如何优化船舶结构设计，已经成为船舶制造过程中一个亟待解决的问题。下文中，将详细分析船舶结构设计的几种优化方法，为船舶业的稳定发展奠定基础。
1 船舶结构优化设计方法分析
1.1 早期应用的优化方法
就船舶业的发展现状来看，早期使用的结构优化设计方法比较单一，只能对一些较为简单的船舶结构进行优化，多采用公式计算的方式。在应用这一方法进行优化时，设计人员需要先将优化过程中使用到的公式以代码形式输入到计算机中，并设计好相应的算法，然后由计算机系统对输入的数据进行运算，最后由设计人员根据计算结果设计具体的优化方案。可以说，这一优化方法的应用，极大地推动了我国船舶制造业的发展，是船舶结构优化设计的一次跨越式发展。
利用数学方法优化船舶结构的原理是，先对船舶结构进行物理分析，并合理配置各级结构，然后将宏观上的两级结构进行对比，最后利用迭代思想对两级结构中的相关变量进行协调，建立起原问题与现有问题之间的联系。这一优化方法的利用，一方面具有适应性强、便于理解、计算次数少、收敛性高等优势，但另一方面也有着较大的局限性。比如，在利用这一方法进行船舶结构优化设计时，具有较强的理论性，必须要以相关的数学定理作为计算依据，且无法准确证明计算时的收敛性，从而大大降低了结构优化设计方法的最优性。除此以外，这一优化方法的应用，在一定程度上还依赖于设计者的个人经验，尤其是在确定优化方法的初始位置时，多是采取反复计算或者经验判断等方式进行选择，而初始位置的选择又将直接影响到优化程度的高低。因此，一定要确保优化方法选择的合理性。
1.2 智能化的优化方法
随着我国船舶运输需求量的逐渐增多，对船舶运输过程中的承重性、运输量、安全性等有了更高的设计要求。因此，船舶的优化问题，已经不仅仅是内部结构优化这么简单了，而是包括了船舶甲板、剖面、舱体等多个方面的优化。这样一来，就会造成数据量、限制条件以及函数类型的增多，使得早期优化方法应用的有效性大大降低。早期的结构优化设计方法主要应用于对船舶灵敏性的提高，涉及到的数据类型比较单一。在船舶业的不断发展下，一些新的应用需求应运而生，为了更好地实现对船舶运输性能的提升，就必须要采用更加科学、高效的优化方法，即智能化的优化方法。
简单来说，这一优化方法对数据信息的依赖性较小，具备查找最优变量的能力，是一种利用数学理念求解，以智能化计算为主的优化方法。这一优化方法的基本原理是，通过对产品资料的整合分析，找出共同点，然后进行模式总结，并使用类比法、关联法等方法，归纳出样本和设计目标之间的异同点，最后按照统一标准变换出新的模式类型，并评选最佳的优化方法。与早期的优化方法相比，智能化理念的应用，打破了传统“点对点”式寻优的局限性，实现了以“群体”算法为主，如“种群”、“蚁群”等方式，寻找最佳优化算法的基本理念。由此可见，智能优化方法取代早期优化方法的现象并不是偶然，主要体现在以下几个方面。第一，前者在使用迭代法进行计算时，只需要输入基本的函数信息即可，更加符合较为复杂的船舶优化需求；第二，选用智能化方法进行船舶结构优化，能够有效减小初始位置选择对计算结果的影响，为优化方法选择的可靠性提供保障；第三，前者更适用于非线性程度较高、维数较高的船舶结构优化，能够通过“群体”算法的使用，大大降低结构优化的难度。因此，必须要重视智能化算法在船舶结构优化设计中的应用。
2 提高船舶结构优化设计方法有效性的措施
2.1 提高设计者专业水平
早期的船舶结构优化设计方法研究，需要设计人员具有丰富的工作经验，而在智能优化方法研究中，已经在一定程度上降低了设计经验对计算结果的影响。虽然智能化在船舶结构优化设计中的应用已经大势所趋，但仍有部分设计人员尚未接受新型设计理念的应用，从而造成船舶结构优化有效性的降低。因此，必须要重视对设计人员专业水平的提高，鼓励他们积极学习先进的设计理念和设计方法，并在实践中不断深化对相关专业知识的理解，为我国船舶业的稳定发展贡献力量。
2.2 算法的进一步优化
隨着我国船舶业的不断发展，越来越多更加科学的算法被研究出来。对于不同的船舶结构来说，所选用的算法也不尽相同。因此，如何提高所选算法的有效性，已经成为船舶结构优化设计中面临的一个主要问题。首先，设计人员应加大对现有算法的研究力度，降低无关因素对算法准确性造成的不利影响；其次，树立创新意识，结合优秀的船舶优化案例，不断研究更符合我国船舶业发展需求的优化设计方法。
3 总结
无论是对船舶运输安全性的提高来说，还是对社会经济发展的促进而言，优化船舶结构都有着十分重要的作用。因此，必须要重视对设计人员专业水平的不断提高，加大对优化方法的研究力度，保证船舶结构优化设计方法选择的科学性。只有这样，才能最大程度降低优化设计对已有经验的依赖性，不断提高我国船舶结构优化设计水平，实现我国船舶制造水平与世界船舶制造水平的同步提高，为我国船舶业的稳定、持续发展奠定基础。
参考文献：
[1]刘福俊.关于船舶结构优化设计方法的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（19）：575-575.
[2]董楠.关于船舶结构优化设计方法的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（19）：1458-1458.
[3]秦书明，王丁，杨敏等.解析船舶结构优化设计的方法[J].城市建设理论研究，2014，（12）.
[4]孙新涛.船舶结构优化设计的研究[J].低碳世界，2015，（27）：281-282.
关键词：船舶；结构；优化设计；方法研究；合理建议
经济发展水平的提高，在一定程度上依赖于物品流通性的提高。对于运输行业来说，无论是从运输范围上来看，还是从运输速度上来看，较之以前都取得了突破性的发展，而这一切都离不开船舶制造水平的提高。其中，船舶的结构设计，又将直接影响到船舶使用过程中的稳定性、安全性与航行速度。因此，如何优化船舶结构设计，已经成为船舶制造过程中一个亟待解决的问题。下文中，将详细分析船舶结构设计的几种优化方法，为船舶业的稳定发展奠定基础。
1 船舶结构优化设计方法分析
1.1 早期应用的优化方法
就船舶业的发展现状来看，早期使用的结构优化设计方法比较单一，只能对一些较为简单的船舶结构进行优化，多采用公式计算的方式。在应用这一方法进行优化时，设计人员需要先将优化过程中使用到的公式以代码形式输入到计算机中，并设计好相应的算法，然后由计算机系统对输入的数据进行运算，最后由设计人员根据计算结果设计具体的优化方案。可以说，这一优化方法的应用，极大地推动了我国船舶制造业的发展，是船舶结构优化设计的一次跨越式发展。
利用数学方法优化船舶结构的原理是，先对船舶结构进行物理分析，并合理配置各级结构，然后将宏观上的两级结构进行对比，最后利用迭代思想对两级结构中的相关变量进行协调，建立起原问题与现有问题之间的联系。这一优化方法的利用，一方面具有适应性强、便于理解、计算次数少、收敛性高等优势，但另一方面也有着较大的局限性。比如，在利用这一方法进行船舶结构优化设计时，具有较强的理论性，必须要以相关的数学定理作为计算依据，且无法准确证明计算时的收敛性，从而大大降低了结构优化设计方法的最优性。除此以外，这一优化方法的应用，在一定程度上还依赖于设计者的个人经验，尤其是在确定优化方法的初始位置时，多是采取反复计算或者经验判断等方式进行选择，而初始位置的选择又将直接影响到优化程度的高低。因此，一定要确保优化方法选择的合理性。
1.2 智能化的优化方法
随着我国船舶运输需求量的逐渐增多，对船舶运输过程中的承重性、运输量、安全性等有了更高的设计要求。因此，船舶的优化问题，已经不仅仅是内部结构优化这么简单了，而是包括了船舶甲板、剖面、舱体等多个方面的优化。这样一来，就会造成数据量、限制条件以及函数类型的增多，使得早期优化方法应用的有效性大大降低。早期的结构优化设计方法主要应用于对船舶灵敏性的提高，涉及到的数据类型比较单一。在船舶业的不断发展下，一些新的应用需求应运而生，为了更好地实现对船舶运输性能的提升，就必须要采用更加科学、高效的优化方法，即智能化的优化方法。
简单来说，这一优化方法对数据信息的依赖性较小，具备查找最优变量的能力，是一种利用数学理念求解，以智能化计算为主的优化方法。这一优化方法的基本原理是，通过对产品资料的整合分析，找出共同点，然后进行模式总结，并使用类比法、关联法等方法，归纳出样本和设计目标之间的异同点，最后按照统一标准变换出新的模式类型，并评选最佳的优化方法。与早期的优化方法相比，智能化理念的应用，打破了传统“点对点”式寻优的局限性，实现了以“群体”算法为主，如“种群”、“蚁群”等方式，寻找最佳优化算法的基本理念。由此可见，智能优化方法取代早期优化方法的现象并不是偶然，主要体现在以下几个方面。第一，前者在使用迭代法进行计算时，只需要输入基本的函数信息即可，更加符合较为复杂的船舶优化需求；第二，选用智能化方法进行船舶结构优化，能够有效减小初始位置选择对计算结果的影响，为优化方法选择的可靠性提供保障；第三，前者更适用于非线性程度较高、维数较高的船舶结构优化，能够通过“群体”算法的使用，大大降低结构优化的难度。因此，必须要重视智能化算法在船舶结构优化设计中的应用。
2 提高船舶结构优化设计方法有效性的措施
2.1 提高设计者专业水平
早期的船舶结构优化设计方法研究，需要设计人员具有丰富的工作经验，而在智能优化方法研究中，已经在一定程度上降低了设计经验对计算结果的影响。虽然智能化在船舶结构优化设计中的应用已经大势所趋，但仍有部分设计人员尚未接受新型设计理念的应用，从而造成船舶结构优化有效性的降低。因此，必须要重视对设计人员专业水平的提高，鼓励他们积极学习先进的设计理念和设计方法，并在实践中不断深化对相关专业知识的理解，为我国船舶业的稳定发展贡献力量。
2.2 算法的进一步优化
隨着我国船舶业的不断发展，越来越多更加科学的算法被研究出来。对于不同的船舶结构来说，所选用的算法也不尽相同。因此，如何提高所选算法的有效性，已经成为船舶结构优化设计中面临的一个主要问题。首先，设计人员应加大对现有算法的研究力度，降低无关因素对算法准确性造成的不利影响；其次，树立创新意识，结合优秀的船舶优化案例，不断研究更符合我国船舶业发展需求的优化设计方法。
3 总结
无论是对船舶运输安全性的提高来说，还是对社会经济发展的促进而言，优化船舶结构都有着十分重要的作用。因此，必须要重视对设计人员专业水平的不断提高，加大对优化方法的研究力度，保证船舶结构优化设计方法选择的科学性。只有这样，才能最大程度降低优化设计对已有经验的依赖性，不断提高我国船舶结构优化设计水平，实现我国船舶制造水平与世界船舶制造水平的同步提高，为我国船舶业的稳定、持续发展奠定基础。
参考文献：
[1]刘福俊.关于船舶结构优化设计方法的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（19）：575-575.
[2]董楠.关于船舶结构优化设计方法的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（19）：1458-1458.
[3]秦书明，王丁，杨敏等.解析船舶结构优化设计的方法[J].城市建设理论研究，2014，（12）.
[4]孙新涛.船舶结构优化设计的研究[J].低碳世界，2015，（27）：281-282.