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摘要：不论何种船舶结构，其创造性、综合性、经验性都比较强，随着市场经济的转型，科学技术的迅速发展，各行各业逐渐开始创新，船舶制造行业也应该进行创新。在实际中采取何种优化方法，才能获取相应的效果，这就需要结合实际的建造需求，主要探讨的是船舶结构优化设计的方式及其应用实践。
关键词：船舶结构；优化设计；方法
引言
近几年，随着我国市场经济的迅速发展，船舶行业也得到了较好的发展，在科技时代背景下，船舶建造行业也面临着较大的挑战，对船舶的制造速度和制造质量提出了更高的要求。借助何种手段，在确保船舶制造质量的同时，缩减制造速度是当前船舶制造企业首要解决的难题。全球范围内的造船大国，仅创建了大量的数字化造船体系。
1.船舶结构优化设计概述
1.1船舶结构优化设计概念
随着船舶行业的不断发展，计算机技术的不断转变，与船舶设计相关的知识、技术也在发生了变化。在船舶设计制造过程中不管应用何种设计方式，首先需要确保船舶使用的安全性、便捷性，进而再追求船舶设计的经济利益，这也是船舶结构设计的原则。对船舶结构设计进行优化主要是为了挖掘更大的经济效益，同时创新船舶设计结构形式，在设计过程中主要包含设计大小、设计外形等信息，追求目标与重量的同时，还需要符合相应的标准，满足相应的约束限制，以此确保在船舶设计过程中，实现动力形态与精力形态的完美结合。
1.2船舶结构优化分类
按照变量属性，将船舶结构优化划分为离散模型、连续模型、混合变量模型。由于船舶制造过程中自身的比较繁琐，在建造过程中包括连续性、离散性，在骨材制造中包含连续性，在钢材厚度、型材上涉及离散性内容，因此，船舶结构优化设计本身属于一项混合优化设计方式。
2.船舶结构设计的方式
2.1船舶结构设计的设计理念
对于船舶结构的设计首先就要对其设计理念、建设内容进行具体的分析。这最先要分析船舶将来进行任务的总量。船舶结构的工程量十分巨大，在通常条件下，它是多种工程建设的一个基础性、综合性的工作，为此，船舶的设计过程当中涉及到了一些其它的专业，因此，在进行船舶设计时，一定要做好充足的准备工作。一方面要对船舶结构设计施工过程当中的具体条件展开分析，并且根据现实的情况，制定出具体且科学的实施方案和建设要点等，并且，更应该对船舶的造型进行图纸设计；另一方面要同管理者进行交流沟通，根据管理造船的详细过程进行严格的管理，这方面主要包含着建造图纸的设计、辅助性方案设计、准备工作以及管理施工的进行。
2.2船体结构设计的设计要求
船体结构设计一定要具备使用性，并且在保障船舶航行安全的情况下，进行具体的外观设计、美化。船舶在海洋当中安全航行是进行一切工作的重要保障，在设计过程当中，一定要确保船舶的稳固性，符合力学建设的原理，并且要对海洋环境进行分析，要对航海过程当中的气候、水文条件展开充分的考虑，使其能够更好的对航海过程当中的极端性天气具有足够的准备。设计船舶一定要进行全面性的考虑，实现建设的科学性。
更好的实现结构稳定是设计所需要的技术能力一定要做好配合，在进行建造时一定要保证建造材料的质量。比如，船舶建设使用的板材一定要足够的适应船体的弯曲度，厚度适中。不能为了过度追求成本而使用残次的材质。设计过程当中必须高度重视设计角度，并且将其充分纳入参考系统当中，船舶的船体、以及甲板等部位的设计一定要按照现实的装载要求进行科学的设计，做到人员以及货物能够被充分的空间所包纳，并且也应该考虑到船舶的安全性以及舒适度。
2.3船体结构设计的步骤
2.3.1初步规划
这一步骤是指按照相关的技术标准以及设计目的对于任务展开架构性的建设，绘制基础的设计图，根据原先的计划以及设计目标对于所需原料的型号、用量等检查预算方案并产生与之对应的报告，进而对船舶的大小、结构架势展开设计。
2.3.2详细设计
开始之初最主要的是一个大的框架的构设，之后要适当加入些许细节，在进行细节的设计时，必须按照有关标准、上级的审批意见作出对应的调整，在完全考虑到细节的基础上，根据材料的型号以及材质，设计出系统性的方案，经过绘制之后在交给相关部门审核。
2.3.3生产设计
这一环节是对于船舶的设计当中所提出的要求，它要求设计过程严格按照制定的方案进行材料选择、施工建设以及优化完善等。
3.船舶结构创新优化设计方式及应用实例
3.1遗传模型优化设计方式
遗传模型是在相关数学模型变量属性的基础上演变而来，能够将结构优化设计划分为离散变量模型、连续变量模型、混合变量模型。基于传统模型结构优化设计中的不足之处，相关专家学者研发出了一种全新的算法，依照船舶结构设计的特征，融入生物进化知识，创新遗传算法。经过实验得知，这类遗传算法具备较强的鲁棒性，不需要导数资料，就能够借助目标函数的方式，将之前的不足之处及时完善。相应工作由编码集完成，利用二进制将相应的变量关系表现出来，有效解决在设计过程中连续性、离散性问题。效仿生物进化的方式开展交叉算子、再生算子、异化算子。通过实践证明，这类优化设计方式适用于各类繁琐的设计环境。在实际的应用中，遗传优化设计方式具有显著的应用效果，是工程设计上的又一次革新，意义显著。
3.2模糊原理优化设计方式
模糊原理最早起源于1980年，是在模糊判决的基础上创新出的限界搜索法，将其应用在船舶结构优化设计中，能够有效处理机构优化的难题。应用健全的模糊目标原理，将阈值视为变量（附加），有效避免了一次求解下的最大水平法，在求解之后只需要对施工、结构等要素进行思考，创建要素权重集与排序结合的模糊评价方式，在此基础上确定模糊约束容差值。例如：在对油船的槽形、横舱壁、剖面、其他结构等进行计算，首先需要结合工程的实际情况，明确模糊要素的覆盖情况，接着再借助模糊优化设计方式，在减少原材料的基础上，实现设计的优化性。
3.3智能型优化设计方式
由于当前属于科学技术时代，因此，在船舶结构设计中智能型优化设计方式使用较为普遍，在明确了最基础的设计方式之后，接着根据实际情况深入研究设计问题，用数学规划的方案总结出最佳的设计方案。例如：某船舶结构设计公司，借助智能型优化设计方式，系统内部的专家技术系统，为优化结构设计奠定了基础，在实际的应用中发现智能型船舶结构优化设计有效融合了经典的优化设计方式与人工智能，全面提升系统的设计效率。
4.结束语
随着科学技术的迅速发展，结构优化设计逐渐得到人们的重视。在船舶结构设计中应该结合实际的建造需求，优化设计方式。就目前船舶结构设计情况而言，应用了形状优化、模糊优化、遗传优化等设计方式，在此背景下很大程度推动了船舶结构优化设计的发展，为船舶结构优化设计的发展奠定了基础。
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