整體船舶設計優(yōu)化

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1、整體船舶設計優(yōu)化ApostolosPapanikolaou船舶設計實驗室，希臘雅典國立技術大學摘要船舶設計是一項復雜的工作，需要包括技術和非技術性的，和個別專家的許多學科的成功協(xié)調(diào)，以珍貴的設計解決方案到達。本質(zhì)上再加上設計過程設計優(yōu)化，最好的解決方案了許多切實可行的人的標準，或者說一套標準的基礎上，即選擇。一種系統(tǒng)的方法，以船舶設計可考慮船舶作為一個復雜的系統(tǒng)，整合各種子系統(tǒng)及其組件，例如，子系統(tǒng)貨物儲存和處理，能源/發(fā)電和船舶推進，船員/乘客和船舶航行的住宿。獨立，考慮到船舶設計實際上應該解決整個船舶生命周期，它可分成是傳統(tǒng)組成的概念/初步設

2、計，合同和詳細設計，船舶建造/制造工藝，船舶操作的各個階段經(jīng)濟生活和報廢/回收。很明顯，最佳的船是整個，上述定義的艦船系統(tǒng)在她的整個生命周期的整體最優(yōu)化的結(jié)果。但上述定義的優(yōu)化問題，即使是最簡單的部件，即第一階段（概念/初步設計），是十分復雜，需要進行簡化（減?。┰趯嵺`中。固有的船舶設計優(yōu)化也從設計約束和優(yōu)化標準（優(yōu)點或目標函數(shù)）所產(chǎn)生的矛盾的要求，反映各種船舶設計利益相關者的利益。本文件簡要介紹了整體方法的船舶設計優(yōu)化，定義了通用的船舶設計優(yōu)化問題，并演示了通過采用先進的優(yōu)化技術優(yōu)化設計的計算機輔助生成，探索和選擇的解決方案。它討論了一些典型的

3、船舶設計優(yōu)化問題的多目標，導致的基礎上，提出了改進的方法和增加載貨能力部分的創(chuàng)新設計，提高安全性和生存能力，減少了所需的供電和改善環(huán)境的保護。所提出的方法，為生命周期優(yōu)化問題的綜合船舶系統(tǒng)的應用仍然是未來幾年一個具有挑戰(zhàn)性的，但簡單的任務。關鍵詞：?整體船舶設計;?多目標優(yōu)化;?遺傳算法;?電阻的最小化和清洗;?增強的生存能力1.簡介整體船舶設計優(yōu)化船舶設計是過去更多的是藝術，而不是一門科學，高度依賴于經(jīng)驗豐富的造船工程師，在各種基本和專門的科學和工程學科良好的背景。設計空間用啟發(fā)式方法實際上是探索，從知識產(chǎn)生的方法，即通過試錯的過程中獲得，往往

4、在幾十年的過程。本質(zhì)上再加上設計過程設計優(yōu)化，最好的解決方案了許多切實可行的人的標準，或者說一套標準的基礎上，即選擇。一種系統(tǒng)的方法，以船舶設計可考慮船舶作為一個復雜的系統(tǒng)，整合各種子系統(tǒng)和其組件，例如，子系統(tǒng)貨物儲存和處理，能源/發(fā)電和船舶推進，船員/乘客和船舶航行的住宿。他們都服務于定義良好的船的功能。船的功能可以被分成兩個主要類別，即有效載荷的功能和固有船的功能（圖1）。對于貨船，有效載荷功能與提供貨物處所，貨物裝卸和貨物處理設備。船舶固有功能是那些與有效載荷的運輸安全地從港口到港口有一定的速度。圖1考慮到船舶設計實際上應該解決整個船舶生命

5、周期，它可分成是傳統(tǒng)組成的概念/初步設計，合同和詳細設計，船舶建造/制造工藝，船舶操作的各個階段經(jīng)濟生活和報廢/回收。顯而易見的是，相對于她的整個生命周期的最佳船舶的整體1優(yōu)化整個的，其生命周期的上述定義的船系統(tǒng)的結(jié)果。值得注意的是，在數(shù)學上，上述定義的船舶的生命周期系統(tǒng)本身的每一個組成部分顯然是形成了一個復雜的非線性優(yōu)化問題的設計變量，用各種限制和標準的/目標函數(shù)進行共同優(yōu)化。船舶設計過程中，即使是最簡單的組件，即第一階段（概念/初步設計），是足夠復雜到簡化（降低2）在實踐中。此外，固有的船舶設計優(yōu)化是從設計約束和優(yōu)化標準（優(yōu)點或目標函數(shù)）所產(chǎn)

6、生的矛盾的要求，反映各種船舶設計利益相關者的利益：船舶所有人/經(jīng)營者，造船廠，船級社/海岸警衛(wèi)隊，監(jiān)管機構(gòu)，保險公司，貨主/貨代，港口經(jīng)營等假設一組特定的要求（商船為海軍艦艇語句通常船舶動力的要求），船舶需要進行成本效益進行優(yōu)化，實現(xiàn)最高運營效率或所需的最低運價（RFR），用于乘客/船員尤其是石油運營商對于海洋污染最高的安全性和舒適性，為貨物令人滿意的保護和船舶本身的硬件，以及最后但并非最不重要的，對環(huán)境影響最小，一旦發(fā)生事故和高速船就產(chǎn)生波浪洗。最近，需要船舶發(fā)動機排放和空氣污染方面，甚至在船舶設計和操作的優(yōu)化需要考慮（見海事組織2008年，[

7、2]）。許多這些要求顯然相互矛盾，需要合理作出關于優(yōu)化船舶設計決策。為了使事情變得更加復雜，但越來越接近現(xiàn)實，一組設計要求就船型，貨運能力甚至規(guī)格，速度，范圍等是足夠復雜，要求妥善考慮各方利益的另一個優(yōu)化程序利益相關者的船作為工業(yè)產(chǎn)品的國際市場或其他服務車輛。其實，最初的一組船舶設計要求是具有豐富經(jīng)驗的決策者之間的緊張討論，主要集中在船舶設計和船舶制造方面，和最終用戶誰試圖表達自己的愿望和權衡他們愿意讓一個妥協(xié)的結(jié)果。一種方法來開展和鞏固這種討論以理性的方式已提前由歐盟資助的項目LOGBASED[3]。自20世紀60年代中期，隨著計算機硬件和軟件

8、的進步設計過程中越來越多的部分已經(jīng)接管計算機，特別是船舶設計制圖元素。同時，第一計算機輔助初步設計的軟件系統(tǒng)進行了介紹，處理的經(jīng)驗/簡化